CN104266934A - Sf6在线微水密度动态测量系统装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种SF₆在线微水密度动态测量系统装置，涉及测量装置的技术领域，该装置内部设有压力传感器和露点传感器，在压力传感器和露点传感器之间设有传感器电路板，在装置内部位于补气接口和转接头之间设有测量气室，测量气室连接压力传感器和露点传感器，测量气室顶端设有轴承，轴承固定连接磁片固定转轴A，磁片固定转轴A上设有磁片A。在装置内部设有步进电机固定板，步进电机固定板上固定连接步进电机，步进电机连接磁片固定转轴B，磁片固定转轴B上连接磁片B，在装置内部设有步进电机电路板。这种装置可以安全高效地测量动态SF₆气体的微水含量、密度以及温度等参数，并可将监测数据实时上传至监控中心。

Description

SF6在线微水密度动态测量系统装置

技术领域

本发明涉及测量装置的技术领域，尤其涉及一种SF₆在线微水密度动态测量系统装置。

背景技术

六氟化硫(SF₆)是一种无毒、无味、无色、无嗅、非可燃的合成气体，具有一般电介质不可比拟的绝缘特性和灭弧能力。充装SF₆的电气设备占地面积小，运行噪声小，无火灾危险，这极大地提高了电气设备运行的安全可靠性。而气体绝缘金属封闭电器(GIS)的应用，打破了传统变电站的概念，使紧凑型、高电压、大容量新式变电站的发展得以实现，成为城网变电站改造的重要途径。

随着我国电力设备无油化、小型化的发展，在35-500kV高压断路器中采用SF₆气体作为绝缘灭弧介质的断路器等逐年增加。对SF₆气体的状态监测已成为保证SF₆断路器等电器设备正常安全运行的主要技术措施之一。

SF₆高压开关电器在制造和运行中因为：SF₆新气中含有一定水分；在设备安装、解体检修和充气补气时，因工艺过程中的疏漏，在气室和管阀内留有水分；因密封不严，在SF₆向外泄漏时，会反向渗入水分。

变电站SF₆断路器SF₆气体的密度、湿度和温度三项物理指标是否处于额定范围之内，决定着该断路器的安全运行状态。电网运行规程强制规定，在设备投运前和运行中都必须定期对SF₆气体的密度和含水量进行检测。SF₆气体含水量的现场检测方法有电解法、冷凝法和阻容法。目前大多采用便携式露点仪进行现场检测。

申请人于2011年06月27日，申请过一种气体在线微水密度检测系统，申请号为201110175106.1，该检测系统可同时检测出气体的微水、密度和温度，并且密封方式安全，不会泄漏有毒气体，提高了功效。但经常长期实践和不断验证，发现该检测系统仍存在一些缺陷，例如，对气体微水、密度和温度的检测精确度不高，采集检测各参数时，气体不流动，采集检测的数据结果可靠性差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提出一种SF₆在线微水密度动态测量系统装置，该测量装置以流动的气体为检测对象，提高了检测结果的可靠性，检测精确度也得到了提高。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种SF₆在线微水密度动态测量系统装置，其特征在于：该装置外部包括变送器外壳，变送器外壳的上下两端设有护套管接头，变送器外壳的左右两端设有补气接口和转接头；该装置内部设有压力传感器和露点传感器，在压力传感器和露点传感器之间设有传感器电路板，在装置内部位于补气接口和转接头之间设有测量气室，所述测量气室连接压力传感器和露点传感器，所述测量气室顶端固定设置有轴承，轴承上安装磁片固定转轴A，磁片固定转轴A上设有磁片A，在装置内部还设有步进电机固定板，步进电机固定板上固定连接步进电机，步进电机连接磁片固定转轴B，磁片固定转轴B上连接磁片B，在装置内部设有步进电机电路板；所述磁片A位于测量气室内，所述磁片B位于测量气室外，所述磁片A与磁片B相对设置。

位于测量气室内的磁片A和固定于磁片固定转轴B上的磁片B不直接接触，中间隔有一层与外壳材质相同的隔板。

本发明设置了封闭的测量气室，测量气室以流动的SF₆气体为检测对象，可以有效提高检测结果的精确度及可靠性；使测量气室内气体流动的磁片A不是直接由电机驱动，而是通过与电机相连的磁片B驱动，磁片B以及驱动磁片B的步进电机均设置在测量气室外，步进电机不设置在测量气室内就可以间接的驱动磁片A；此种结构设计的优点是：(1)步进电机设置在测量气室外，可以减小测量气室的体积，使产品体积更小；(2)若步进电机设置在测量气室内，会占据测量气室内较大的空间，这样会阻碍测量气室内气流的流动，产生气流死点，会导致检测传感器不能采集到可靠的数据样本，本发明的结构设计可以消除上述缺陷；(3)步进电机设置在测量气室外，还可以避免有线路从测量气室内引出，可以提高测量气室的密封性能。

本发明提供的一种SF₆在线微水密度动态测量系统装置，有益效果为：以流动的气体为检测对象，检测的结果更加精确、可靠；测量气室内只设置有一个磁片和一个转轴，测量气室可以设置的很小；而且没有其它结构需要穿过测量气室，测量气室的密封性能好；测量气室内会阻碍气体流动的装置少，被检测的气体流动顺畅，无气流死角，检测传感器可以采集到更加可靠的样本，检测的结果更加精确可靠。

本发明的装置还具有的优点是：

第一、有助于地球环保：

SF₆在线微水密度监测技术的应用基本防止了大量SF6气体的排放，具有地球环保意义；

第二、保障电力工作者的身体健康：

SF₆气体在电气设备中经电晕、火花及电弧放电作用，还会产生多种有毒和腐蚀性气体。排放后，其中的二氧化硫会刺激上、下呼吸道，使人流泪。氢氟酸是强脱水剂，大量吸入会严重危害身体健康。SF₆微水密度在线监测技术的应用将大大减少SF₆气体的排放，有利于保障电力工作者的身体健康；

第三、减少停电时间和事故损失，提高供电时率，提高电力设备管理水平：

SF₆在线微水密度动态测量系统装置可长期挂网运行，监测SF₆气体的含水量和密度。其配备的RS-485/CAN通讯接口，可将监测数据实时上传至监控中心。当被测气体指标超标时，监测器将自动按事先设定的门限上传报警或闭锁信号至远方监控中心，或直接启动报警、闭锁装置。上位机软件可按设定的时间和频率，采样存储显示监测数据，并自动绘制成变化趋势图供观察分析之用；

第四、减员增效：

SF₆微水密度在线监测技术的运用将从技术上有力地支撑状态检修模式，并免去供电公司为完成检测工作需配备巡检人员、巡检车辆、检测设备、高价值的SF₆气体和人工巡检对发现故障隐患系统的不及时性，保障设备的安全稳定运行，减少停电时间和事故损失，增加设备运行效率，提高设备运行的管理水平。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中：1、变送器外壳，2、护套管接头，3、补气接口，4、转接头，5、压力传感器，6、露点传感器，7、传感器电路板，8、步进电机，9，步进电机电路板，10、步进电机固定板，11、轴承，12、磁片A，13、磁片B，14、磁片固定转轴A，15、磁片固定转轴B，16、测量气室。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本专利的保护范围。

如图1所示，

图中该装置外部包括变送器外壳1，变送器外壳1的上下两端设有护套管接头2，变送器外壳1的左右两端设有补气接口3和转接头4；该装置内部设有压力传感器5和露点传感器6，在压力传感器5和露点传感器6之间设有传感器电路板7，在装置内部位于补气接口3和转接头4之间设有测量气室16，所述测量气室16连接压力传感器5和露点传感器6，所述测量气室16顶端固定轴承，轴承上固定连接磁片固定转轴A14，磁片固定转轴A14上设有磁片A12，在装置内部设有步进电机固定板10，步进电机固定板10上固定连接步进电机8，步进电机8连接磁片固定转轴B15，磁片固定转轴B15上连接磁片B13，在装置内部设有步进电机电路板9。

实施例

首先需要进行接线，电线将通过护套管接头2将变送器内部的传感器电路板7、步进电机电路板9和变送器外部的其他设备连接起来，护套管接头2将与波纹管相连，以达到保护电线的作用。测量时，步进电机8带动磁片固定转轴B15和磁片B13转动，在磁力的作用下，处于测量气室16中的磁片固定转轴A14和磁片A12随之开始转动，那么通入测量气室16的被测量气体便成为动态气体，即可实现对于动态气体各项参数的测量。其中，磁片A12和磁片B13是不直接接触的，中间隔有一层与外壳材质相同的隔板。压力传感器5和露点传感器6的探头部分处于测量气室16内，并且压力传感器5和露点传感器6与测量气室16的密封方式为螺纹密封与平面密封的双重密封方式，以保证被测量气体不会外泄。传感器电路板7将压力传感器5和露点传感器6采集到的微水、密度和温度信号转换成数字信号，再由通讯芯片将数字信号送出。

使用该SF₆在线微水密度动态测量系统装置可以同时检测出动态气体的微水含量、密度和温度，转接头和补气接口与测量气室的密封方式、压力传感器和露点传感器与测量气室的密封方式均为螺纹密封与平面密封的双重密封方式。螺纹密封与平面密封的双重密封方式更加安全，不会泄露有毒气体，提高了功效。

该装置可长期挂线运行。其配备的RS-485/CAN通讯接口，可将监测数据实时上传至监控中心。当被测气体指标超标时，监测器将自动按事先设定的门限上传报警或闭锁信号至远方监控中心，或直接启动报警、闭锁装置。上位机软件可按设定的时间和频率，采样存储监测数据，并按需要将上述数据自动绘制成变化趋势图，供观察分析之用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种SF₆在线微水密度动态测量系统装置，其特征在于：该装置外部包括变送器外壳(1)，变送器外壳(1)的上下两端设有护套管接头(2)，变送器外壳(1)的左右两端设有补气接口(3)和转接头(4)；该装置内部设有压力传感器(5)和露点传感器(6)，在压力传感器(5)和露点传感器(6)之间设有传感器电路板(7)，在装置内部位于补气接口(3)和转接头(4)之间设有测量气室(16)，所述测量气室(16)连接压力传感器(5)和露点传感器(6)，所述测量气室(16)顶端固定设置有轴承(11)，轴承(11)上安装磁片固定转轴A(14)，磁片固定转轴A(14)上设有磁片A(12)，在装置内部还设有步进电机固定板(10)，步进电机固定板(10)上固定连接步进电机(8)，步进电机(8)连接磁片固定转轴B(15)，磁片固定转轴B(15)上连接磁片B(13)，在装置内部设有步进电机电路板(9)；所述磁片A(12)位于测量气室(16)内，所述磁片B(13)位于测量气室(16)外，所述磁片A(12)与磁片B(13)相对设置。

2.根据权利要求1所述SF₆在线微水密度动态测量系统装置，其特征在于：位于测量气室(16)内的磁片A(12)和固定于磁片固定转轴B(15)上的磁片B(13)不直接接触，中间隔有一层与外壳(1)材质相同的隔板。