CN106338588B - 一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准方法与装置 - Google Patents

一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准方法与装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准方法与装置。本发明实施例通过对待检六氟化硫在线检测仪回充采样气体前后的标准气室压力进行测量，进而对待检六氟化硫在线检测仪的回充率进行计算，实现了对回充式六氟化硫电气设备分解产物在线检测仪回充率检测与校准，校准方法自动化能力强，操作简单，为六氟化硫在线检测仪的安全、稳定运行提供了良好的基础依据。

Description

一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准方法与装置
技术领域
本发明涉及六氟化硫检测领域，尤其涉及一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准方法与装置。
背景技术
随着电力工业的迅速发展，SF6电气设备数量不断增多，对SF6气体的质量监督日益重要。纯净的SF6气体是一种理想的绝缘介质，但是在电弧、火花放电、高温等因素作用下，SF6气体易电离分解，其分解产物与电气设备中的水分、氧气发生反应，生成SO2、H2S、HF等酸性物质，以及SF4、SOF2、SF2、SO2F2等毒性和腐蚀性极强的物质。研究表明，不同缺陷类型下造成电气设备的六氟化硫分解产物的种类、含量、生产速率、比例关系等均不同，可以通过检测六氟化硫分解产物的组分，尤其是多种组分的检测，从而判断电气设备的故障原因、放电水平、发展状况以及危险程度等。
当前针对六氟化硫电气设备气体的在线检测方法由于具有较高的时效性而受到越来越多的关注，成为六氟化硫电气设备气体检测的主要方法。而为实现对六氟化硫气体的有效检测，尤其是多分解组分的检测，在线检测仪均需要对六氟化硫电气设备中的气体进行采集后分析。但由于电网安全运行规程对六氟化硫电气设备的安全性能要求极高，要求年泄露率不能高于0.5％，且六氟化硫电气设备的气室一般都较小(约70L)，因此大大限制了六氟化硫在线检测仪的采样次数，致使大部分在线检测仪仅能一个月甚至几个月进行一次采样。而回充式在线检测仪由于可实现对采集气体的回充，大大降低了气体泄漏的可能性，其有效检测次数可以大大每年上千次，且气体的回充不会造成原六氟化硫气室内气体浓度的变化，这对与分析诊断六氟化硫气室的状态无疑具有重要的作用，因此回充式六氟化硫在线检测的使用越来越广泛。
为保证在线检测仪的安全稳定运行，所有在线检测仪使用前必须进行相关指标的检测与校准，其中尤以回充率指标最为关键。回充率指标是反应该类检测仪回充效率的重要指标，回充率过低，易造成六氟化硫电气设备气体泄漏，造成六氟化硫气室压力降低，进而影响电气设备的绝缘性能。因此，回充式六氟化硫在线检测使用前均必须完成回充率的检测与评价。但目前，国内外尚无能实现对回充式六氟化硫在线检测仪回充率进行检测、校准的平台和方法。
基于此，为适应六氟化硫电气设备在线检测的需要，提供一套适用于回充式六氟化硫电气设备分解产物在线检测仪回充率检测与校准的平台和方法，为在线检测仪的安全、稳定运行提供依据是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明实施例一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准方法与装置，实现了对回充式六氟化硫电气设备分解产物在线检测仪回充率检测与校准，校准方法自动化能力强，操作简单，为六氟化硫在线检测仪的安全、稳定运行提供了良好的基础依据。
本发明实施例提供了一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准方法，包括：
S1：在预置标准气室压力参数下获取到待检六氟化硫在线检测仪进行采气、回充操作后的标准气室压力信息；
S2：判断所述预置标准气室压力参数与所述标准气室压力信息的差值是否超过预置差值，若是，则执行S3，若不是，则执行S1；
S3：根据所述预置标准气室压力参数与所述标准气室压力信息通过预置标准回充率公式计算得到第一标准回充率；
S4：得到第一标准回充率后，循环S1至S3至少两次得到第二标准回充率和第三标准回充率；
S5：将所述第一标准回充率、所述第二标准回充率和所述第三标准回充率进行计算得到标准回充率平均值，并将所述标准回充率平均值与回充率限值比较。
优选地，所述预置标准气室压力参数为：0.4MPa或0.5MPa或0.6MPa或0.7MPa；
所述预置差值为0.01MPa。
优选地，所述预置标准回充率公式为：
其中，x为标准回充率，单位为％；P1为开始检测时标准气室压力，单位为MPa；P2为完成检测时标准气室压力，单位为MPa；n为采样回充次数。
优选地，所述回充率限值通过如下计算公式得到：
其中：T为气体回充率限值，单位为％；Pi1为第i次检测开始时检测标准气室的压力，单位为MPa；Pi2为第i次检测完成后检测标准气室的压力，单位为MPa；n为采样回充次数。
优选地，本发明实施例还提供了一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置，通过以上所述的六氟化硫在线检测仪回充率检测校准方法进行检测和校准，包括：数字压力调节阀、流量计、标准气室、三通阀、压力检测器、PLC控制单元与计算机；
所述数字压力调节阀一端和所述流量计一端连接；
所述流量计另一端和所述标准气室连接；
所述标准气室和所述压力检测器连接；
所述三通阀的第一通口与所述标准气室连接；
所述三通阀的第二通口与待检六氟化硫在线检测仪连接；
所述压力检测器与所述PLC控制单元连接；
所述三通阀与所述PLC控制单元连接；
所述数字压力调节阀与所述PLC控制单元连接；
所述流量计与所述PLC控制单元连接；
所述PLC控制单元与所述计算机连接；
其中，所述六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置通过压力检测器在预置标准气室压力参数下获取到待检六氟化硫在线检测仪进行采气、回充操作后的标准气室压力信息；
所述六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置通过计算机判断所述预置标准气室压力参数与所述标准气室压力信息的差值是否超过预置差值，若是，则根据所述预置标准气室压力参数与所述标准气室压力信息通过预置标准回充率公式计算得到第一标准回充率，若不是，则重新通过压力检测器在预置标准气室压力参数下获取到待检六氟化硫在线检测仪进行采气、回充操作后的标准气室压力信息；
所述六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置至少再循环进行两次操作得到第二标准回充率和第三标准回充率；
所述六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置通过计算机将所述第一标准回充率、所述第二标准回充率和所述第三标准回充率进行计算得到标准回充率平均值，并将所述标准回充率平均值与回充率限值比较。
优选地，本发明实施例提供的一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置还包括：六氟化硫泄露报警器；
所述六氟化硫泄露报警器与所述PLC控制单元连接。
优选地，本发明实施例提供的一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置还包括：纯六氟化硫气瓶；
所述纯六氟化硫气瓶与所述数字压力调节阀另一端连接。
优选地，本发明实施例提供的一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置还包括：高纯氮气恒温柜；
所述数字压力调节阀、所述流量计、所述标准气室、所述三通阀、所述压力检测器和所述六氟化硫泄露报警器均设置在所述高纯氮气恒温柜中；
所述高纯氮气恒温柜一侧设置有标准接气孔，所述三通阀的第二通口通过所述标准接气孔与待检六氟化硫在线检测仪连接。
优选地，本发明实施例提供的一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置还包括：真空泵、压缩机和废气瓶；
所述三通阀的第三通口与所述真空泵一端连接；
所述真空泵另一端与所述压缩机一端连接；
所述压缩机另一端与所述废气瓶连接。
优选地，所述真空泵与所述PLC控制单元连接；
所述压缩机与所述PLC控制单元连接。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例提供了一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准方法与装置，其中，该六氟化硫在线检测仪回充率检测校准方法包括：S1：在预置标准气室压力参数下获取到待检六氟化硫在线检测仪进行采气、回充操作后的标准气室压力信息；S2：判断所述预置标准气室压力参数与所述标准气室压力信息的差值是否超过预置差值，若是，则执行S3，若不是，则执行S1；S3：根据所述预置标准气室压力参数与所述标准气室压力信息通过预置标准回充率公式计算得到第一标准回充率；S4：得到第一标准回充率后，循环S1至S3至少两次得到第二标准回充率和第三标准回充率；S5：将所述第一标准回充率、所述第二标准回充率和所述第三标准回充率进行计算得到标准回充率平均值，并将所述标准回充率平均值与回充率限值比较。本发明适用于回充式六氟化硫电气设备分解产物在线检测仪回充率检测与校准，校准方法自动化能力强，操作简单，为六氟化硫在线检测仪的安全、稳定运行提供了良好的基础依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置的结构示意图；
图3为待检六氟化硫在线检测仪采气过程的示意图；
图4为待检六氟化硫在线检测仪回充过程的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置自校准的流程示意图。
其中，图中标记如下所述：
1.纯六氟化硫气瓶 2.数字压力调节阀 3.流量计 4.标准气室 5.三通阀 6.高纯氮气恒温柜 7.标准接气孔 8.待检六氟化硫在线检测仪9.废气瓶 10.压缩机 11.真空泵12.PLC控制单元 13.压力检测器14.六氟化硫泄露报警器 15.计算机
具体实施方式
本发明实施例提供了一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准方法与装置，实现了对回充式六氟化硫电气设备分解产物在线检测仪回充率检测与校准，校准方法自动化能力强，操作简单，为六氟化硫在线检测仪的安全、稳定运行提供了良好的基础依据。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供的一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准方法的一个实施例，包括：
101、在预置标准气室压力参数下获取到待检六氟化硫在线检测仪进行采气、回充操作后的标准气室压力信息；
102、判断预置标准气室压力参数与标准气室压力信息的差值是否超过预置差值，若是，则执行103，若不是，则执行101；
103、根据预置标准气室压力参数与标准气室压力信息通过预置标准回充率公式计算得到第一标准回充率；
104、得到第一标准回充率后，循环101至103至少两次得到第二标准回充率和第三标准回充率；
105、将第一标准回充率、第二标准回充率和第三标准回充率进行计算得到标准回充率平均值，并将标准回充率平均值与回充率限值比较。
在本实施例中，预置标准气室压力参数为：0.4MPa或0.5MPa或0.6MPa或0.7MPa，预置差值为0.01MPa。
预置标准回充率公式为：
其中，x为标准回充率，单位为％；P1为开始检测时标准气室压力，单位为MPa；P2为完成检测时标准气室压力，单位为MPa；n为采样回充次数。
回充率限值通过如下计算公式得到：
其中：T为气体回充率限值，单位为％；Pi1为第i次检测开始时检测标准气室的压力，单位为MPa；Pi2为第i次检测完成后检测标准气室的压力，单位为MPa；n为采样回充次数。
请参阅图2，本发明实施例提供的一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置的一个实施例，包括：
数字压力调节阀2、流量计3、标准气室4、三通阀5、压力检测器13、PLC控制单元12和计算机15；
数字压力调节阀2一端和流量计3一端连接；
流量计3另一端和标准气室4连接；
标准气室4和压力检测器13连接；
三通阀5的第一通口与标准气室4连接；
三通阀5的第二通口与待检六氟化硫在线检测仪8连接；
压力检测器13与PLC控制单元12连接；
三通阀5与PLC控制单元12连接；
数字压力调节阀2与PLC控制单元12连接；
流量计3与PLC控制单元12连接；
PLC控制单元12与计算机15连接。
在本实施例中，数字压力调节阀2进口压力量程范围为0～25MPa，出口压力量程范围为0～1MPa，最小分度为0.01Mpa。
流量计3为六氟化硫专用数字质量流量计，其量程为0～2L/min，最小分度为0.001L/min。
标准气池4为不锈钢气室，容积大小为1L，最高承压为20MPa。
数字压力调节阀2通过信号线与PLC控制单元12相连，数字压力调节阀2的出口压力由PLC控制单元12进行设定。
流量计3通过信号线与PLC控制单元12相连，流量计3的流量大小由PLC控制单元12进行设定。
PLC控制单元12主要将装置各检测数据上传至计算机15，再根据计算机15的相关指令控制装置各子单元工作。
在本实施例中，检测过程为：
(1)六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置通过压力检测器13在预置标准气室压力参数下获取到待检六氟化硫在线检测仪进行采气、回充操作后的标准气室压力信息，并将标准压力信息通过PLC单元12发送给计算机15；
(2)计算机15判断预置标准气室压力参数与标准气室压力信息的差值是否超过预置差值，若是，则根据预置标准气室压力参数与标准气室压力信息通过预置标准回充率公式计算得到第一标准回充率，若不是，则重新执行(1)；
(3)计算机得到第一标准回充率后，六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置再循环执行(1)和(2)至少两次，得到第二标准回充率和第三标准回充率；
(4)将第一标准回充率、第二标准回充率和第三标准回充率进行计算得到标准回充率平均值，并将标准回充率平均值与回充率限值比较。
本发明实施例提供的一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置还包括：六氟化硫泄露报警器14；
六氟化硫泄露报警器14与PLC控制单元12连接。
在本实施例中，六氟化硫泄漏报警器14检测限值为10ppm，主要用于检测高纯氮气恒温柜6内氮气中六氟化硫气体的浓度。
六氟化硫报警器14通过信号线与PLC控制单元12相连，用于将检测值上传到PLC控制单元12，一旦检测值超过限值，PLC控制单元12将会立即停止平台校准工作。
本发明实施例提供的一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置还包括：纯六氟化硫气瓶1；
纯六氟化硫气瓶1与数字压力调节阀2另一端连接。
本发明实施例提供的一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置还包括：高纯氮气恒温柜6(氮气纯度99.99％)，主要用于防止回充率检测平台操作工程中六氟化硫气体的泄漏，从而防止检测误差；
数字压力调节阀2、流量计3、标准气室4、三通阀5、压力检测器13和六氟化硫泄露报警器14均设置在高纯氮气恒温柜6中；
高纯氮气恒温柜6一侧设置有标准接气孔7，三通阀5的第二通口通过标准接气孔7与待检六氟化硫在线检测仪8连接。
本发明实施例提供的一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置还包括：真空泵11、压缩机10和废气瓶9；
三通阀5的第三通口与真空泵11一端连接；
真空泵11另一端与压缩机10一端连接；
压缩机10另一端与废气瓶9连接。
在本实施例中，真空泵11为隔膜真空泵，最小真空压力为500pa，最大流量为4L/min。压缩机10的最大压力为1Mpa。废气瓶9为不锈钢钢瓶，体积大小为5L，最大承压为10Mpa。
压力检测器13与PLC控制单元12连接，真空泵11与PLC控制单元12连接，压缩机10与PLC控制单元12连接。
在本实施例中，压力显示器13用于检测标准气室4内气体压力，检测范围为-0.1MPa～1MPa，最小分度为0.0001Mpa同时，压力显示器13通过信号线与PLC控制单元12相连，PLC控制单元12可以实时反映压力显示器13的压力值，并根据压力显示器13的压力值来控制压缩机9、真空泵10的启停。
上面是对一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置的结构和连接方式进行的详细说明，为便于理解，下面将以一具体应用场景对一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置的应用进行说明，请参阅图3至图5，应用例包括：
(1)初始化
将待检六氟化硫在线检测仪8通过标准六氟化硫气阀7与六氟化硫回充率检定平台相连，启动检定平台，通过PLC信号控制单元12检测各子系统信号是否正常，主要包括数字压力调节阀2的进口压力要求大于1MPa，流量计3的流量值为0ml/min，压力检测器13的压力值不为0，六氟化硫泄露报警器14显示为0ppm，真空泵10、压缩机9的有信号响应。
(2)系统自校准
系统自校准主要用于将检测平台内的杂质气体去除，其基本过程如图5所示。
(3)回充率检测
根据待检六氟化硫在线检测仪8使用范围，其一般完成标准气室4压力为0.4、0.5、0.6以及0.7MPa压力下的检测。
①首先进行0.4MPa压力下的检测；
通过PLC信号控制单元12设定数字压力调节阀2的出口压力为0.5MPa，流量计3的流量为0.5L/min，当压力检测器13的压力值达到预置值0.4Mpa时，系统停止运行。
回充率检测过程为：
a.待检六氟化硫在线检测仪启动，完成采气(如图3所示)、回充(如图4所示)过程；
b.判断进行采气和回充前与进行采气和回充后的压力检测器变化是否超过0.01MPa，若超过，执行c，若不超过，执行a；
c.计算标准回充率；
d.再循环执行a至c两次；
e.计算标准回充率平均值，并与回充率限值比较。
在本实施例中，标准回充率公式为：
其中，x为标准回充率，单位为％；P1为开始检测时标准气室压力，单位为MPa；P2为完成检测时标准气室压力，单位为MPa；n为采样回充次数。
回充率限值通过如下计算公式得到：
其中：T为气体回充率限值，单位为％；Pi1为第i次检测开始时检测标准气室的压力，单位为MPa；Pi2为第i次检测完成后检测标准气室的压力，单位为MPa；n为采样回充次数。
②0.5MPa，0.6MPa，0.7MPa的检测与校准与0.4MPa类似。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准方法，其特征在于，包括：
S1：在预置标准气室压力参数下获取到待检六氟化硫在线检测仪进行采气、回充操作后的标准气室压力信息；
S2：判断所述预置标准气室压力参数与所述标准气室压力信息的差值是否超过预置差值，若是，则执行S3，若不是，则执行S1；
S3：根据所述预置标准气室压力参数与所述标准气室压力信息通过预置标准回充率公式计算得到第一标准回充率；
S4：得到第一标准回充率后，循环S1至S3至少两次得到第二标准回充率和第三标准回充率；
S5：将所述第一标准回充率、所述第二标准回充率和所述第三标准回充率进行计算得到标准回充率平均值，并将所述标准回充率平均值与回充率限值比较；
所述预置标准回充率公式为：
其中，x为标准回充率，单位为％；P1为开始检测时标准气室压力，单位为MPa；P2为完成检测时标准气室压力，单位为MPa；n为采样回充次数；
所述回充率限值通过如下计算公式得到：
其中：T为气体回充率限值，单位为％；Pi1为第i次检测开始时检测标准气室的压力，单位为MPa；Pi2为第i次检测完成后检测标准气室的压力，单位为MPa；n为采样回充次数。
2.根据权利要求1所述的六氟化硫在线检测仪回充率检测校准方法，其特征在于，所述预置标准气室压力参数为：0.4MPa或0.5MPa或0.6MPa或0.7MPa；
所述预置差值为0.01MPa。
3.一种六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置，其特征在于，通过如权利要求1或2所述的六氟化硫在线检测仪回充率检测校准方法进行检测和校准，包括：数字压力调节阀、流量计、标准气室、三通阀、压力检测器、PLC控制单元与计算机；
所述数字压力调节阀一端和所述流量计一端连接；
所述流量计另一端和所述标准气室连接；
所述标准气室和所述压力检测器连接；
所述三通阀的第一通口与所述标准气室连接；
所述三通阀的第二通口与待检六氟化硫在线检测仪连接；
所述压力检测器与所述PLC控制单元连接；
所述三通阀与所述PLC控制单元连接；
所述数字压力调节阀与所述PLC控制单元连接；
所述流量计与所述PLC控制单元连接；
所述PLC控制单元与所述计算机连接；
其中，所述六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置通过压力检测器在预置标准气室压力参数下获取到待检六氟化硫在线检测仪进行采气、回充操作后的标准气室压力信息；
所述六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置通过计算机判断所述预置标准气室压力参数与所述标准气室压力信息的差值是否超过预置差值，若是，则根据所述预置标准气室压力参数与所述标准气室压力信息通过预置标准回充率公式计算得到第一标准回充率，若不是，则重新通过压力检测器在预置标准气室压力参数下获取到待检六氟化硫在线检测仪进行采气、回充操作后的标准气室压力信息；
所述六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置至少再循环进行两次操作得到第二标准回充率和第三标准回充率；
所述六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置通过计算机将所述第一标准回充率、所述第二标准回充率和所述第三标准回充率进行计算得到标准回充率平均值，并将所述标准回充率平均值与回充率限值比较；
所述预置标准回充率公式为：
其中，x为标准回充率，单位为％；P1为开始检测时标准气室压力，单位为MPa；P2为完成检测时标准气室压力，单位为MPa；n为采样回充次数；
所述回充率限值通过如下计算公式得到：
其中：T为气体回充率限值，单位为％；Pi1为第i次检测开始时检测标准气室的压力，单位为MPa；Pi2为第i次检测完成后检测标准气室的压力，单位为MPa；n为采样回充次数。
4.根据权利要求3所述的六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置，其特征在于，还包括：六氟化硫泄露报警器；
所述六氟化硫泄露报警器与所述PLC控制单元连接。
5.根据权利要求4所述的六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置，其特征在于，还包括：纯六氟化硫气瓶；
所述纯六氟化硫气瓶与所述数字压力调节阀另一端连接。
6.根据权利要求5所述的六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置，其特征在于，还包括：高纯氮气恒温柜；
所述数字压力调节阀、所述流量计、所述标准气室、所述三通阀、所述压力检测器和所述六氟化硫泄露报警器均设置在所述高纯氮气恒温柜中；
所述高纯氮气恒温柜一侧设置有标准接气孔，所述三通阀的第二通口通过所述标准接气孔与待检六氟化硫在线检测仪连接。
7.根据权利要求6所述的六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置，其特征在于，还包括：真空泵、压缩机和废气瓶；
所述三通阀的第三通口与所述真空泵一端连接；
所述真空泵另一端与所述压缩机一端连接；
所述压缩机另一端与所述废气瓶连接。
8.根据权利要求7所述的六氟化硫在线检测仪回充率检测校准装置，其特征在于，所述真空泵与所述PLC控制单元连接；
所述压缩机与所述PLC控制单元连接。
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