CN107091905A - 一种回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法 - Google Patents

一种回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法 Download PDF

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CN107091905A
CN107091905A CN201710524221.2A CN201710524221A CN107091905A CN 107091905 A CN107091905 A CN 107091905A CN 201710524221 A CN201710524221 A CN 201710524221A CN 107091905 A CN107091905 A CN 107091905A
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周永言
唐念
樊小鹏
邹庄磊
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Abstract

本发明实施例公开了一种回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法，本发明实施例为适用于回充式六氟化硫电气设备分解产物在线检测仪准确度校准的方法，为在线检测仪的安全、稳定运行提供依据，保证回充式六氟化硫在线检测仪的准确性。

Description

一种回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法
技术领域
本发明涉及六氟化硫在线检测仪领域，尤其涉及一种回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法。
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200L)，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。
为保证回充式六氟化硫在线检测仪的准确性，实际使用前均需进行准确度的检定，但目前，国内外尚无能实现对回充式六氟化硫在线检测仪进行准确度校准的装置与方法。
基于此，为适应六氟化硫电气设备在线检测的需要，开发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准确度校准的方法为本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法，为在线检测仪的安全、稳定运行提供依据。
本发明实施例提供了一种回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法，包括：
S1：获取到六氟化硫分解产物的单一组分预置浓度或混合组分预置浓度，调节六氟化硫准确度校准装置的配气仪，使得配气仪制备与单一组分预置浓度或混合组分预置浓度对应的六氟化硫分解产物气体并将六氟化硫分解产物气体输送至六氟化硫准确度校准装置的标准气池内；
S2：获取到第一连接指令后，将待检六氟化硫在线检测仪与六氟化硫准确度校准装置连接，使得待检六氟化硫在线检测仪对标准气池内的气体进行三次采样循环操作，得到第一检测值、第二检测值和第三检测值；
S3：对第一检测值、第二检测值和第三检测值进行计算得到检测平均值，通过预置第一公式对检测平均值进行计算得到误差率。
优选地，步骤S1之前还包括：
S0：获取到抽真空指令后，对六氟化硫准确度校准装置进行抽真空操作。
优选地，步骤S0之前还包括：
S00：获取到初始化指令，对六氟化硫准确度校准装置进行初始化操作。
优选地，步骤S0具体包括：
T1：获取到抽真空指令后，令k＝1，断开待检六氟化硫在线检测仪与六氟化硫准确度校准装置的连接，调节六氟化硫准确度校准装置的真空泵的预设压力值至1000Pa，并控制真空泵启动，使得真空泵调节标准气池的压力直至标准气池的压力达到1000Pa以下；
T2：调节六氟化硫准确度校准装置的配气仪为启动状态，并设置配气仪的流量为0.5L/min，直至标准气池的压力达到0.5Mpa时调节配气仪为关闭状态，令k＝k+1；
T3：判断k是否大于2，若是，则结束，若不是，则重新执行T1。
优选地，步骤S00具体包括：
Y1：获取到初始化指令后，将待检六氟化硫在线检测仪与六氟化硫准确度校准装置连接；
Y2：调节六氟化硫准确度校准装置的压力调节阀开度至压力调节阀的出口压力为1Mpa，调节六氟化硫准确度校准装置的配气仪为启动状态使得配气仪进行预热30min，并接通六氟化硫准确度校准装置的真空泵的电源使得真空泵进行预热。
优选地，预置第一公式为：
其中，δ为误差率；c为与气体预置浓度对应的浓度检测平均值；cS为气体预置浓度。
优选地，本发明实施例提供的一种回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法还包括：
通过预置第二公式对第一检测值、第二检测值、第三检测值进行计算得到标准差。
优选地，预置第二公式为：
式中，s为标准差；ci为第i个检测值；n为采样循环次数；cs为气体预置浓度。
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回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法，包括：S1：获取到六氟化硫分解产物的单一组分预置浓度或混合组分预置浓度，调节六氟化硫准确度校准装置的配气仪，使得配气仪制备与单一组分预置浓度或混合组分预置浓度对应的六氟化硫分解产物气体并将六氟化硫分解产物气体输送至六氟化硫准确度校准装置的标准气池内；S2：获取到第一连接指令后，将待检六氟化硫在线检测仪与六氟化硫准确度校准装置连接，使得待检六氟化硫在线检测仪对标准气池内的气体进行三次采样循环操作，得到第一检测值、第二检测值和第三检测值；S3：对第一检测值、第二检测值和第三检测值进行计算得到检测平均值，通过预置第一公式对检测平均值进行计算得到误差率。本发明实施例为适用于回充式六氟化硫电气设备分解产物在线检测仪准确度校准的方法，为在线检测仪的安全、稳定运行提供依据。
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回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法的另一流程示意图；
图3为六氟化硫准确度校准装置的结构示意图；
图4为六氟化硫准确度校准装置进行抽真空操作的流程示意图；
图5为六氟化硫准确度校准装置进行采样准确度检测的流程示意图；
图6为六氟化硫准确度校准装置进行抽真空操作的示意图；
图7为六氟化硫准确度校准装置进行标准气制备的示意图；
图8为六氟化硫准确度校准装置进行准确度检测的示意图；
其中，图中标记如下所示：
1.高纯六氟化硫瓶 2.六氟化硫分解产物标气瓶 3.压力调节阀 4.配气仪 5.压力表 6.标准气池 7.电磁阀 8.待检六氟化硫在线检测仪 9.废气瓶 10.真空泵
具体实施方式
本发明实施例提供了一种回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法，为在线检测仪的安全、稳定运行提供依据。
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回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法的一个实施例，包括：
101、获取到六氟化硫分解产物的单一组分预置浓度或混合组分预置浓度，调节六氟化硫准确度校准装置的配气仪，使得配气仪制备与单一组分预置浓度或混合组分预置浓度对应的六氟化硫分解产物气体并将六氟化硫分解产物气体输送至六氟化硫准确度校准装置的标准气池内；
在本实施例中，此处六氟化硫分解产物的浓度可为分解产物中单一组分浓度或者多种组分混合而成的组分浓度。
102、获取到第一连接指令后，将待检六氟化硫在线检测仪与六氟化硫准确度校准装置连接，使得待检六氟化硫在线检测仪对标准气池内的气体进行三次采样循环操作，得到第一检测值、第二检测值和第三检测值；
需要说明的是，待检六氟化硫在线检测仪对标准气池中的气体进行了三次采样循环操作，其中，每次采样循环操作过程均是相同的，一次采样循环操作过程包括：对标准气池中的气体进行采样、回充、采样、回充、采样、检测、回充，目的是使得检测的气体具有代表性。因此，在进行第一次采样循环后，得到第一检测值，同理在进行第二次和第三次采样循环后，得到第二检测值和第三检测值。
103、对第一检测值、第二检测值和第三检测值进行计算得到检测平均值，通过预置第一公式对检测平均值进行计算得到误差率。
本发明实施例为适用于回充式六氟化硫电气设备分解产物在线检测仪准确度校准的方法，为在线检测仪的安全、稳定运行提供依据。
请参阅图2，本发明实施例提供的一种回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法的一个实施例，包括：
201、获取到初始化指令，对六氟化硫准确度校准装置进行初始化操作；
系统获取到初始化指令，对六氟化硫准确度校准装置进行初始化操作。
步骤201具体包括：
2011、获取到初始化指令后，将待检六氟化硫在线检测仪与六氟化硫准确度校准装置连接；
2012、调节六氟化硫准确度校准装置的压力调节阀开度至压力调节阀的出口压力为1Mpa，调节六氟化硫准确度校准装置的配气仪为启动状态使得配气仪进行预热30min，并接通六氟化硫准确度校准装置的真空泵的电源使得真空泵进行预热。
202、获取到抽真空指令后，对六氟化硫准确度校准装置进行抽真空操作；
系统获取到抽真空指令后，对六氟化硫准确度校准装置进行抽真空操作。
步骤202具体包括：
2021、获取到抽真空指令后，令k＝1，断开待检六氟化硫在线检测仪与六氟化硫准确度校准装置的连接，调节六氟化硫准确度校准装置的真空泵的预设压力值至1000Pa，并控制真空泵启动，使得真空泵调节标准气池的压力直至标准气池的压力达到1000Pa以下；
2022、调节六氟化硫准确度校准装置的配气仪为启动状态，并设置配气仪的流量为0.5L/min，直至标准气池的压力达到0.5Mpa时调节配气仪为关闭状态，令k＝k+1；
2023、判断k是否大于2，若是，则结束，若不是，则重新执行2021。
203、获取到六氟化硫分解产物的单一组分预置浓度或混合组分预置浓度，调节六氟化硫准确度校准装置的配气仪，使得配气仪制备与单一组分预置浓度或混合组分预置浓度对应的六氟化硫分解产物气体并将六氟化硫分解产物气体输送至六氟化硫准确度校准装置的标准气池内；
系统获取到六氟化硫分解产物的单一组分预置浓度或混合组分预置浓度，调节六氟化硫准确度校准装置的配气仪，使得配气仪制备与单一组分预置浓度或混合组分预置浓度对应的六氟化硫分解产物气体并将六氟化硫分解产物气体输送至六氟化硫准确度校准装置的标准气池内。
204、获取到第一连接指令后，将待检六氟化硫在线检测仪与六氟化硫准确度校准装置连接，使得待检六氟化硫在线检测仪对标准气池内的气体进行三次采样循环操作，得到第一检测值、第二检测值和第三检测值；
系统获取到第一连接指令后，将待检六氟化硫在线检测仪与六氟化硫准确度校准装置连接，使得待检六氟化硫在线检测仪对标准气池内的气体进行三次采样循环操作，得到第一检测值、第二检测值和第三检测值。
205、对第一检测值、第二检测值和第三检测值进行计算得到检测平均值，通过预置第一公式对检测平均值进行计算得到误差率。
系统对第一检测值、第二检测值和第三检测值进行计算得到检测平均值，通过预置第一公式对检测平均值进行计算得到误差率。
预置第一公式为：
其中，δ为误差率；c为与气体预置浓度对应的浓度检测平均值；cS为气体预置浓度。
在本实施例中，在计算误差率后，系统还通过预置第二公式对第一检测值、第二检测值、第三检测值进行计算得到标准差。
预置第二公式为：
式中，s为标准差；ci为第i个检测值；n为采样循环次数；cs为气体预置浓度。
在本实施例中，需要说明的是，该系统为控制终端，与六氟化硫准确度校准装置和待检六氟化硫在线检测仪均有一定的连接关系，系统可对六氟化硫泄漏率检测平台、标准纯度检测仪和待检六氟化硫在线检测仪进行控制、采集数据等操作，且连接关系不做具体限定。
上面是对一种回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法进行的详细说明，为便于理解，下面将以一具体应用场景对一种回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法的应用进行说明，应用例包括：
请参阅图3，六氟化硫准确度校准装置包括：六氟化硫分解产物标气瓶2、高纯六氟化硫瓶1、压力调节阀3、配气仪4、标准气池6、压力表5、电磁阀7、真空泵10、废气瓶9。
高纯六氟化硫气瓶1内装高纯六氟化硫气，气体纯度要求达到99.9％以上，且气体压力大于2Mpa；
高纯六氟化硫气瓶1与压力调节阀3的一端连接；
六氟化硫分解产物标气瓶2内装六氟化硫背景气条件下的分解产物(主要包括SO2、SO2F2、SOF2、H2S、CF4等)标气，且根据校准需要，可以为单一标气或混合标气；
六氟化硫分解产物标气瓶2与压力调节阀3的一端连接；
压力调节阀3主要用于将高纯六氟化硫气瓶1和六氟化硫分解产物标气瓶2内的气体调节至低压力，其进口压力范围为0～30Mp，出口压力范围为0～1.5Mpa范围；
压力调节阀3与配气仪4的一端连接；
配气仪4采用质量流量计配气原理，通过准确配置，可以配置出10-8～10-2含量范围的标气，且气体的流量范围为0～1000mL；
配气4与标准气池6连接；
标准气池6为模拟用六氟化硫气室，材料主体为316不锈钢材料，内敷聚四氟乙烯材料，以防止气室对六氟化硫气体的吸附，气室厚度为3mm，容积大小为2L，最高承压为20MPa；
标准气池6通过气路与真空泵10连接；
真空泵10为隔膜真空泵，最小真空压力为1000pa；
真空泵10通过管路与废气瓶9连接，废气瓶9主要用于收集泄漏率检测平台系统内的废气；
标准气池6与电磁阀7连接；
电磁阀7为单向隔膜电磁阀，最大承压阀门为0.8MPa，管径为3.2mm；
电磁阀7的另一端与待检测六氟化硫在线检测仪8连接；
标准气池6通过传感器与压力表5连接；
压力表11用于检测标准气池4中气体的压力，检测范围为-0.1MPa～1MPa，最小分度为0.0001Mpa。
一种用于回充式六氟化硫电气设备在线检测仪准确度的校准方法，其分析方法包括以下步骤：
根据待检六氟化硫在线检测仪8使用范围，其一般完成标准气池6压力为0.4、0.5、0.6以及0.7MPa压力下的检测；本部分以压力0.5Mpa为例进行描述，其它压力参照执行；
(1)初始化
初始化为装置的开始准备状态。
①将待检六氟化硫在线检测仪8通过管路与电磁阀7连接；
②打开压力调节阀3，设置出口压力为1MPa；
③打开配气仪4，根据待检测的浓度梯度要求，设置高纯六氟化硫和六氟化硫标准气的流量范围，预热配气仪30min；
④打开真空泵电源，预热真空泵；
(2)装置抽真空(如图6中箭头所示)
装置抽真空主要用于将准确度校准装置内的杂质气体去除，以保证气体准确度校准的准确性，其基本过程如图4所示：
①设定真空泵10的预定压力值为1000Pa，配气仪4处于停运状态，电磁阀7处于断开状态；
②启动真空泵，直至标准气池6内压力达到1000Pa以下，真空泵自动停止；
③设置配气仪的出口流量为0.5L/min，启动配气仪；
④当压力表5压力显示达到0.5Mpa时，停止配气仪4；
⑤重复以上流程2次；
(3)准确度检测
①单组分校准
单组份校准方法如图5：
A、以标气SO2/SF6为例，在待检六氟化硫在线检测仪8组分量程范围内选取5个浓度值(即上述单一组分预置浓度)，通过配气仪4将制备好的气体采集到标准气池6内，如图7中箭头所示；
B、将待检六氟化硫在线检测仪8与六氟化硫准确度校准装置连接，启动待检六氟化硫在线检测仪8，执行采样、检测以及回充等功能，完成3次采样循环，如图8中虚线所示；
C、计算仪器检测值的平均值，并计算组分的误差率δ；
其中，δ为误差率；c为与气体预置浓度对应的浓度检测平均值；cS为气体预置浓度。
D、计算仪器检测值的重复性，按下式计算各浓度点的相对实验标准差；
式中，s为标准差；ci为第i个检测值；n为采样循环次数；cs为气体预置浓度。
②多组分校准
多组份校准方法如图5：
A、在待检仪器各组分量程范围内选取3组多组分混合浓度值气体，选取5个浓度梯度(即上述混合组分预置浓度)，通过配气仪4将制备好的气体采集到标准气室6内；
B、将待检六氟化硫在线检测仪8与六氟化硫准确度校准装置连接，启动待检六氟化硫在线检测仪8，执行采样、检测以及回充等功能，完成3次采样循环；
C、计算仪器检测值的平均值，并计算组分的误差率δ；
其中，δ为误差率；c为与气体预置浓度对应的浓度检测平均值；cS为气体预置浓度。
D、计算仪器检测值的重复性，按下式计算各浓度点的相对实验标准差；
式中，s为标准差；ci为第i个检测值；n为采样循环次数；cs为气体预置浓度。
在本应用例中，回充式六氟化硫在线检测仪为专门用于分析检测六氟化硫电气设备中六氟化硫分解产物浓度含量的专用检测仪，为了提高检测的准确率，需将待检测气体从六氟化硫电气设备中抽取出来进行检测，检测完成后再回充回原六氟化硫电气设备，以保证原气室气压的稳定。
准确度为回充式六氟化硫在线检测仪检测值与实际浓度之间的差值。
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)

1.一种回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法，其特征在于，包括：
S1：获取到六氟化硫分解产物的单一组分预置浓度或混合组分预置浓度，调节六氟化硫准确度校准装置的配气仪，使得配气仪制备与单一组分预置浓度或混合组分预置浓度对应的六氟化硫分解产物气体并将六氟化硫分解产物气体输送至六氟化硫准确度校准装置的标准气池内；
S2：获取到第一连接指令后，将待检六氟化硫在线检测仪与六氟化硫准确度校准装置连接，使得待检六氟化硫在线检测仪对标准气池内的气体进行三次采样循环操作，得到第一检测值、第二检测值和第三检测值；
S3：对第一检测值、第二检测值和第三检测值进行计算得到检测平均值，通过预置第一公式对检测平均值进行计算得到误差率。
2.根据权利要求1所述的回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法，其特征在于，步骤S1之前还包括：
S0：获取到抽真空指令后，对六氟化硫准确度校准装置进行抽真空操作。
3.根据权利要求2所述的回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法，其特征在于，步骤S0之前还包括：
S00：获取到初始化指令，对六氟化硫准确度校准装置进行初始化操作。
4.根据权利要求3所述的回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法，其特征在于，步骤S0具体包括：
T1：获取到抽真空指令后，令k＝1，断开待检六氟化硫在线检测仪与六氟化硫准确度校准装置的连接，调节六氟化硫准确度校准装置的真空泵的预设压力值至1000Pa，并控制真空泵启动，使得真空泵调节标准气池的压力直至标准气池的压力达到1000Pa以下；
T2：调节六氟化硫准确度校准装置的配气仪为启动状态，并设置配气仪的流量为0.5L/min，直至标准气池的压力达到0.5Mpa时调节配气仪为关闭状态，令k＝k+1；
T3：判断k是否大于2，若是，则结束，若不是，则重新执行T1。
5.根据权利要求4所述的回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法，其特征在于，步骤S00具体包括：
Y1：获取到初始化指令后，将待检六氟化硫在线检测仪与六氟化硫准确度校准装置连接；
Y2：调节六氟化硫准确度校准装置的压力调节阀开度至压力调节阀的出口压力为1Mpa，调节六氟化硫准确度校准装置的配气仪为启动状态使得配气仪进行预热30min，并接通六氟化硫准确度校准装置的真空泵的电源使得真空泵进行预热。
6.根据权利要求1所述的回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法，其特征在于，预置第一公式为：
<mrow> <mi>&amp;delta;</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>c</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>c</mi> <mi>S</mi> </msub> </mrow> <msub> <mi>c</mi> <mi>S</mi> </msub> </mfrac> <mo>&amp;times;</mo> <mn>100</mn> <mi>%</mi> </mrow>
其中，δ为误差率；c为与气体预置浓度对应的浓度检测平均值；cS为气体预置浓度。
7.根据权利要求1所述的回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法，其特征在于，还包括：
通过预置第二公式对第一检测值、第二检测值、第三检测值进行计算得到标准差。
8.根据权利要求7所述的回充式六氟化硫在线检测仪采样准确度校准方法，其特征在于，预置第二公式为：
<mrow> <mi>s</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mover> <msub> <mi>c</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> </mfrac> <msqrt> <mfrac> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>c</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mover> <msub> <mi>c</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> <mrow> <mi>n</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </mfrac> </msqrt> <mo>&amp;times;</mo> <mn>100</mn> <mi>%</mi> </mrow>
式中，s为标准差；ci为第i个检测值；n为采样循环次数；cs为气体预置浓度。
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