CN108458984A - 基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测控制系统，包括气体综合在线监测机构，以及与气体综合在线监测机构信号互联的控制分析机构；气体综合在线监测机构包括自动式阀门启闭装置、过滤器、第一四通接头、红外气体纯度检测模块、激光气体检测模块、红外气体精确测量模块和第二四通接头，自动式阀门启闭装置、过滤器和第一四通接头通过管路依次相连通，红外气体纯度检测模块、激光气体检测模块和红外气体精确测量模块通过管路并联连接在第一四通接头和第二四通接头之间。本发明结合非分光红外谱吸收技术和可调半导体激光气体检测技术实现对气体组分进行分析和检测，具有测试精度高、取气量小、反应时间快和使用寿命长的优点。
Description
技术领域
本发明属于气体绝缘设备在线监测技术领域，尤其是涉及一种基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测控制系统。
背景技术
六氟化硫（SF6）气体具有优良的绝缘和灭弧性能，作为绝缘介质可以大大减小设备尺寸，因此广泛应用于气体绝缘断路器、气体绝缘组合电器（GasIusulatedSubStation，GIS）、变压器、互感器等各种电气设备中。据不完全统计，全国SF6高压开关和全封闭组合电器GIS达数十万台，已成为电力系统的主要设备，其应用对提高电力生产的安全经济运行起到了很好的作用。纯净的SF6化学性质稳定，正常状况下不易分解。然而，由于SF6气体绝缘设备在制造、安装或运行时可能出现各种缺陷，进而发生放电（电弧放电、火花放电、局部放电）和过热故障，导致SF6气体发生分解，生成多种低氟硫化物，这些低氟硫化物会和设备内部存在的微量水分、氧气等杂质生成氟化氢（HF）、二氧化硫（SO2）、硫化氢（H2S）、氟化亚硫酰（SOF2）、氟化硫酰（SO2F2）等化合物。若放电现象出现在固体绝缘介质附近，还将生成CF4、CO、CO2等分解化合产物。
六氟化硫SF6气体绝缘设备在制造、安装或运行时可能出现各种缺陷，进而发生放电和过热故障，导致SF6气体发生分解，实践研究表明，通过SO2气体含量比例可分析判断放电剧烈程度和设备是否高温过热；通过H2S气体含量大小来判断故障是否涉及固体绝缘；CO气体和CO2气体可以作为设备过热的特征气体；而通过CF4气体组分含量可分析判断固体绝缘情况。
目前，对于六氟化硫电气设备气体的检测方法主要有离线式和在线式两种方法，目前市面上实际应用以离线便携式综合气体分析仪来对气体绝缘设备进行检测，并且采用的传感器以电化学传感器来进行分解产物的检测，水分的检测以热导传感器来进行微量水分的检测。由于电化学传感器存在零点漂移、交叉干扰、寿命短、需要反复校准等特点，故电化学传感器不适用于在线气体的有效监测。SF6气体绝缘设备实现在线监测一个关键技术瓶颈在于传感器的精确可靠长期稳定运行，因此选择合适的传感器对于在线监测至关重要。
目前应用到气体绝缘电气设备检测的气体传感器从原理上可以划分为光学式传感器、电化学式传感器、热导传感器等3类，其中光电传感器可以分为非分光红外气体传感器、光纤气体传感器、荧光气体传感器和激光气体传感器4个种类，电化学气体传感器主要由金属氧化膜传感器和电解质气体传感器两类。热导传感器基于热导原理进行检测，测量端和参考边存在温度差，测量易受周围环境影响，特别是环境温度的影响，且易受污染和腐蚀性影响，故不适合多种气体的在线监测。综合来看最适合气体绝缘电气设备在线监测的传感器是光电传感器，根据现有应用情况目前需要进行检测的气体类型为SF6气体纯度、CF4气体纯度、H2S气体浓度、CO气体浓度、SO2气体浓度、水分含量以及O2浓度等部分，且从目前技术成熟度和产品化应用较多的为非分光红外气体传感器和激光气体传感器，两种气体传感器各有优缺点。简单来说红外气体传感器相对激光气体传感器测试精度要差一些，某些气体的测试会存在交叉干扰影响，但性价比较高。激光传感器测试精度高、无交叉干扰影响，但价格较高，尤其所选测试波段在中红外波段和长波红外波段半导体激光器价格非常昂贵。
因此，需要研发一款能够综合考虑传感器测试性能，价格，技术成熟度以及产品化等多方面因素的用于在线监测气体绝缘设备的系统。
授权公告号为CN202854298U的实用新型专利公开了一种SF6充气式断路器绝缘状态在线监测装置，它包括SF6充气式断路器（1），在SF6充气式断路器（1）上连接有气体循环监测管（17），在气体循环监测管（17）上串接有进气开关电磁阀（6）、电化学与红外线传感设备（7）、回气开关电磁阀（10）和加压泵（12），在电化学与红外线传感设备（7）上连接有数据采集单元（11）、控制单元（13）和显示传输单元（14），控制单元（13）与进气开关电磁阀（6）、回气开关电磁阀（10）和加压泵（12）连接。该实用新型可实施对SF6断路器的在线监测，实时监测SF6的纯度及分解物状况，能够分析出SF6断路器的健康状况，可防止因SF6断路器故障。然而，该实用新型采用的是电化学传感器，存在易受交叉干扰影响、寿命短、零点漂移等现象，使得测量不准确，可靠性较差。
授权公告号为CN202939124U的实用新型专利公开了一种红外差分法SF6分解物在线分析仪，包括数据处理器、变压器、显示屏、测量传感器、输入输出设备、锂电池，其中：变压器、显示屏、输入输出设备、锂电池分别与数据处理器相连，测量传感器与数据处理器相连，且根据红外光源的数量设置若干台。红外光源的数量和测量物质的数量有关，测量传感器和所述红外光源一一对应，红外差分法SF6分解物在线分析仪采用激光光谱分析法的原理。由于采用了上述技术方案，该实用新型具有测量精度高、测量范围宽、灵敏度高、测量时不怕污染、维护成本低的优点。然而，该实用新型专利对光谱吸收技术的概括较为笼统，没有从性能和成本等方面综合考虑红外光谱吸收技术和激光气体吸收技术的优缺点，从而不利于产品的实际应用和产业化推广。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测控制系统，结合非分光红外谱吸收技术（NDIR）和可调半导体激光气体检测技术（TDLAS）来实现对气体组分进行分析和检测，利用NDIR技术实现对SO2、CF4等气体组分进行双光路差分运算检测，利用TDLAS技术实现对O2、H2S、CO、CO2、H2O等气体的检测，具有测试精度高、取气量小、反应时间快和使用寿命长的优点。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测控制系统，包括气体综合在线监测机构，以及与所述气体综合在线监测机构信号互联的控制分析机构；
所述气体综合在线监测机构包括自动式阀门启闭装置、过滤器、第一四通接头、红外气体纯度检测模块、激光气体检测模块、红外气体精确测量模块和第二四通接头，所述自动式阀门启闭装置、过滤器和第一四通接头通过管路依次相连通，所述自动式阀门启闭装置结合机械式阀门和电控手臂共同实现，所述红外气体纯度检测模块、激光气体检测模块和红外气体精确测量模块通过管路并联连接在所述第一四通接头和第二四通接头之间；
所述红外气体纯度检测模块沿气流方向包括通过管路依次串联的第一气体流量计、红外六氟化硫气体纯度传感器、红外四氟化碳气体纯度传感器和第一单向阀；
所述激光气体检测模块沿气流方向包括通过管路依次串联的第二气体流量计、氧气激光传感器、微量水激光传感器、硫化氢气体激光传感器和第二单向阀；
所述红外气体精确测量模块沿气流方向包括第三气体流量计、红外六氟化硫气体传感器、红外一氧化碳气体传感器、红外四氟化碳气体传感器和第三单向阀。
进一步地，所述控制分析机构包括在线自校准控制模块、数据远传模块和故障预警与分析模块，所述在线自校准控制模块用于对所述气体综合在线监测机构进行远程自动校准，所述故障预警与分析模块用于根据所述红外气体纯度检测模块、激光气体检测模块和红外气体精确测量模块的监测数据分析判断气体绝缘设备的故障类型并发出预警，所述数据远传模块用于将所述故障预警与分析模块的结果远程发送到相关接收终端。
进一步地，还包括用于处理所述气体综合在线检测机构产生的尾气并与所述控制分析机构信号互联的尾气回收净化机构，所述尾气回收净化机构沿气流方向包括缓冲罐、压缩泵、净化模块和储存罐。
进一步地，所述净化模块包括分子筛过滤器和活性炭过滤器。
进一步地，所述储存罐的出气口连接用于向气体绝缘设备补充气体的充气泵。
进一步地，所述第一气体流量计、第二气体流量计和第三气体流量计均采用涡街流量计、或者孔板流量计、或者浮子流量计、或者旋进旋涡流量计、或者气体涡轮流量计、或者威力巴流量计、或者弯管流量计。
进一步地，所述气体综合在线监测机构与控制分析机构之间，以及所述控制分析机构与尾气回收净化机构之间均采用RS485数据接口进行通讯。
进一步地，所述储存罐内设置压力传感器，所述压力传感器与所述控制分析机构信号互联。
本发明的有益效果是：
本发明针对目前对六氟化硫气体绝缘设备进行检测时采用的传感器以电化学传感器来进行分解产物的检测，水分的检测以热导传感器来进行微量水分的检测，存在零点漂移、交叉干扰、寿命短、需要反复校准等缺点的问题，提供一种基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测控制系统，包括气体综合在线监测机构，以及与气体综合在线监测机构信号互联的控制分析机构；其中，气体综合在线监测机构包括自动式阀门启闭装置、过滤器、第一四通接头、红外气体纯度检测模块、激光气体检测模块、红外气体精确测量模块和第二四通接头，自动式阀门启闭装置、过滤器和第一四通接头通过管路依次相连通，自动式阀门启闭装置结合机械式阀门和电控手臂共同实现，既保证了高压开关的气密性，同时又能在开关开启开关时实现气体的在线监测，更可靠更安全；红外气体纯度检测模块、激光气体检测模块和红外气体精确测量模块通过管路并联连接在第一四通接头和第二四通接头之间；红外气体纯度检测模块沿气流方向包括通过管路依次串联的第一气体流量计、红外六氟化硫气体纯度传感器、红外四氟化碳气体纯度传感器和第一单向阀；激光气体检测模块沿气流方向包括通过管路依次串联的第二气体流量计、氧气激光传感器、微量水激光传感器、硫化氢气体激光传感器和第二单向阀；红外气体精确测量模块沿气流方向包括第三气体流量计、红外六氟化硫气体传感器、红外一氧化碳气体传感器、红外四氟化碳气体传感器和第三单向阀。
采用本系统后，气体绝缘设备排出的气体首先经过气体综合在线监测机构，气体从自动式阀门启闭装置排出后经过过滤器，用来过滤掉一些杂质等污染物，然后连接到第一四通接头处，第一四通接头后端可以分成三个支路用来对相应气体进行在线监测。在三个支路上最前端分别装有气体流量计，用来控制气体流量保证气体平稳进入各个支路。第一支路为红外气体纯度检测模块用来测试四氟化碳气体的纯度和六氟化硫气体的纯度，且红外六氟化硫气体纯度传感器和红外四氟化碳气体纯度传感器串联连接，可兼顾南方地区和北方地区的对于气体种类的测试要求；第二支路为激光气体检测模块，可以实现对氧气、微量水、硫化氢等气体的在线监测；第三支路为红外气体精确测量模块，用来对微量气体进行精确探测，包含红外四氟化碳气体传感器、红外一氧化碳气体传感器、红外六氟化硫气体传感器等传感器，这些气体传感器串联连接。在三个支路的后端分别接有第一单向阀、第二单向阀和第三单向阀，保证气体单向流通，不影响其他支路的测量结果。最终三个支路通过管路（比如不锈钢管道或者特氟龙管道）连接到第二四通接头处。
从第二四通接头排出的气体进入到整个系统的第三部分，即尾气回收净化机构。首先气体先进入缓冲灌，用于缓冲系统中的压力波动，使系统工作更平稳，然后气体进行经过气体压缩泵压缩后，进入净化模块，实现对气体的净化处理，从而避免对环境的污染和人员的伤害。经过净化处理过的气体被储存在储存罐中，经监测符合国家标准后，可以继续用来对高压开关进行气体回冲，从而实现了气体的回收利用。
另外，气体监测安全控制系统的控制分析机构通过RS485数据接口联动控制气体综合在线监测机构和尾气回收净化机构。具体的讲，控制分析机构通过RS485数据接口实现对气体综合在线监测机构的信息进行处理和分析，从而实现故障预警与分析；同时能够对气体综合在线监测机构实现在线自校准控制，不需要其他的校准装置，节省了人力和成本。此外，控制分析机构能够控制第一部分装置的自动式阀门启闭装置，综合满足排气量和在线监测的需求。另外，控制分析机构将汇总分析后的数据结果，传输到电网系统内部信息控制系统，从而形成智能联动控制效应，给决策者提供信息，及时排除安全隐患等。
另外，控制分析机构通过RS485数据接口实现对尾气回收净化机构的自动化控制。当控制分析机构控制第一部分气体综合在线监测机构排气监测的时候，同时启动尾气回收净化机构，实现对尾气的净化回收。能够对尾气回收净化机构的储存罐储气量进行实时监测，从而当压力传感器检测到储满气时，及时进行更换储存灌装置。
本发明专利综合考虑传感器测试性能，价格，技术成熟度以及产品化等多方面因素，结合非分光红外谱吸收技术（NDIR）和可调半导体激光气体检测技术（TDLAS）来实现对气体组分进行分析和检测，利用NDIR技术实现对SO2、CF4等气体组分进行双光路差分运算检测，利用TDLAS技术实现对O2、H2S、CO、CO2、H2O等气体的检测。
与现有技术相比，本发明还具有以下优点：
（1）提高了测试精度；
（2）取气量少，反应时间快；
（3）传感器使用寿命长；
（4）能够实现对腐蚀性气体的准确测量，长期使用稳定性好、不受环境等因素干扰；
（5）结合两种技术的特点和制造成本，针对不同气体采用不同的检测原理，利于产品的产业化推广和应用。
（6）该系统的监测装置模块不需要使用减压装置便可实现气体的在线监测，简化了设备和操作流程，从而极大的节省了设备成本。
（7）该系统创新性采用自动式阀门启闭装置，结合机械式阀门和控制手臂实现高压开关的间歇性开关，可以很好解决高压开关在线监测气密封问题，实现长期稳定性监测和安全控制。
（8）传统的电化学传感监测传感器的校准需要专门的校准设备，操作繁琐，周期较长，而基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测安全控制系统系统能够远程自动校准，极大的节省了人力资源和成本。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本发明第一种实施方式的结构框图；
图2为本发明中红外气体纯度检测模块的结构框图；
图3为本发明中激光气体检测模块的结构框图；
图4为本发明中红外气体精确测量模块的结构框图；
图5为本发明第二种实施方式的结构框图；
图6为本发明第三种实施方式中净化模块的结构框图；
图7为本发明第四种实施方式的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。应该理解，为了使得技术方案更加明确，这里使用的“前、后、左、右、上、下”等表示方位的用语均为相对于图1的方位名词，不因视图的转换变换方位表述方式。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1、图2、图3和图4所示，基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测控制系统，包括气体综合在线监测机构，以及与所述气体综合在线监测机构信号互联的控制分析机构；
所述气体综合在线监测机构包括自动式阀门启闭装置1、过滤器2、第一四通接头3、红外气体纯度检测模块4、激光气体检测模块5、红外气体精确测量模块6和第二四通接头7，所述自动式阀门启闭装置1、过滤器2和第一四通接头3通过管路依次相连通，所述自动式阀门启闭装置1结合机械式阀门和电控手臂共同实现，所述红外气体纯度检测模块4、激光气体检测模块5和红外气体精确测量模块6通过管路并联连接在所述第一四通接头3和第二四通接头7之间；
所述红外气体纯度检测模块4沿气流方向包括通过管路依次串联的第一气体流量计41、红外六氟化硫气体纯度传感器42、红外四氟化碳气体纯度传感器43和第一单向阀44；
所述激光气体检测模块5沿气流方向包括通过管路依次串联的第二气体流量计51、氧气激光传感器52、微量水激光传感器53、硫化氢气体激光传感器54和第二单向阀55；
所述红外气体精确测量模块6沿气流方向包括第三气体流量计61、红外六氟化硫气体传感器62、红外一氧化碳气体传感器63、红外四氟化碳气体传感器64和第三单向阀65。
所述控制分析机构包括在线自校准控制模块8、数据远传模块9和故障预警与分析模块10，所述在线自校准控制模块8用于对所述气体综合在线监测机构进行远程自动校准，所述故障预警与分析模块10用于根据所述红外气体纯度检测模块4、激光气体检测模块5和红外气体精确测量模块6的监测数据分析判断气体绝缘设备的故障类型并发出预警，所述数据远传模块9用于将所述故障预警与分析模块10的结果远程发送到相关接收终端。
所述第一气体流量计41、第二气体流量计51和第三气体流量计61均采用涡街流量计。
所述气体综合在线监测机构与控制分析机构之间，以及所述控制分析机构与尾气回收净化机构之间均采用RS485数据接口进行通讯。
该实施例中，提供一种基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测控制系统，包括气体综合在线监测机构，以及与气体综合在线监测机构信号互联的控制分析机构；其中，气体综合在线监测机构包括自动式阀门启闭装置、过滤器、第一四通接头、红外气体纯度检测模块、激光气体检测模块、红外气体精确测量模块和第二四通接头，自动式阀门启闭装置、过滤器和第一四通接头通过管路依次相连通，自动式阀门启闭装置结合机械式阀门和电控手臂共同实现，既保证了高压开关的气密性，同时又能在开关开启开关时实现气体的在线监测，更可靠更安全；红外气体纯度检测模块、激光气体检测模块和红外气体精确测量模块通过管路并联连接在第一四通接头和第二四通接头之间；红外气体纯度检测模块沿气流方向包括通过管路依次串联的第一气体流量计、红外六氟化硫气体纯度传感器、红外四氟化碳气体纯度传感器和第一单向阀；激光气体检测模块沿气流方向包括通过管路依次串联的第二气体流量计、氧气激光传感器、微量水激光传感器、硫化氢气体激光传感器、一氧化碳气体激光传感器和第二单向阀；红外气体精确测量模块沿气流方向包括第三气体流量计、红外六氟化硫气体传感器、红外一氧化碳气体传感器、红外四氟化碳气体传感器和第三单向阀。
采用本系统后，气体绝缘设备排出的气体首先经过气体综合在线监测机构，气体从自动式阀门启闭装置排出后经过过滤器，用来过滤掉一些杂质等污染物，然后连接到第一四通接头处，第一四通接头后端可以分成三个支路用来对相应气体进行在线监测。在三个支路上最前端分别装有气体流量计，用来控制气体流量保证气体平稳进入各个支路。第一支路为红外气体纯度检测模块用来测试四氟化碳CF4气体的纯度和六氟化硫SF6气体的纯度，且红外六氟化硫气体纯度传感器和红外四氟化碳气体纯度传感器串联连接，可兼顾南方地区和北方地区的对于气体种类的测试要求；第二支路为激光气体检测模块，可以实现对氧气、微量水、硫化氢、一氧化碳等气体的在线监测；第三支路为红外气体精确测量模块，用来对微量气体进行精确探测，包含红外四氟化碳气体传感器、红外一氧化碳气体传感器、红外六氟化硫气体传感器等传感器，这些气体传感器串联连接。在三个支路的后端分别接有第一单向阀、第二单向阀和第三单向阀，保证气体单向流通，不影响其他支路的测量结果。最终三个支路通过管路（比如不锈钢管道或者特氟龙管道）连接到第二四通接头处。
另外，第一气体流量计、第二气体流量计和第三气体流量计的作用是分别显示和控制对应支路的气体流量，该实施例中，第一气体流量计、第二气体流量计和第三气体流量计均采用涡街流量计，很显然，也可以选择其他类型的气体流量计，比如：孔板流量计、或者浮子流量计、或者旋进旋涡流量计、或者气体涡轮流量计、或者威力巴流量计、或者弯管流量计。
另外，气体监测安全控制系统的控制分析机构通过RS485数据接口联动控制气体综合在线监测机构和尾气回收净化机构。具体的讲，控制分析机构通过RS485数据接口实现对气体综合在线监测机构的信息进行处理和分析，从而实现故障预警与分析；同时能够对气体综合在线监测机构实现在线自校准控制，不需要其他的校准装置，节省了人力和成本。
此外，控制分析机构能够控制第一部分装置的自动式阀门启闭装置，综合满足排气量和在线监测的需求。另外，控制分析机构将汇总分析后的数据结果，传输到电网系统内部信息控制系统，从而形成智能联动控制效应，给决策者提供信息，及时排除安全隐患等。
实施例2
如图5、图2、图3和图4所示，基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测控制系统，包括气体综合在线监测机构，以及与所述气体综合在线监测机构信号互联的控制分析机构；
所述气体综合在线监测机构包括自动式阀门启闭装置1、过滤器2、第一四通接头3、红外气体纯度检测模块4、激光气体检测模块5、红外气体精确测量模块6和第二四通接头7，所述自动式阀门启闭装置1、过滤器2和第一四通接头3通过管路依次相连通，所述自动式阀门启闭装置1结合机械式阀门和电控手臂共同实现，所述红外气体纯度检测模块4、激光气体检测模块5和红外气体精确测量模块6通过管路并联连接在所述第一四通接头3和第二四通接头7之间；
所述红外气体纯度检测模块4沿气流方向包括通过管路依次串联的第一气体流量计41、红外六氟化硫气体纯度传感器42、红外四氟化碳气体纯度传感器43和第一单向阀44；
所述激光气体检测模块5沿气流方向包括通过管路依次串联的第二气体流量计51、氧气激光传感器52、微量水激光传感器53、硫化氢气体激光传感器54和第二单向阀55；
所述红外气体精确测量模块6沿气流方向包括第三气体流量计61、红外六氟化硫气体传感器62、红外一氧化碳气体传感器63、红外四氟化碳气体传感器64和第三单向阀65。
所述控制分析机构包括在线自校准控制模块8、数据远传模块9和故障预警与分析模块10，所述在线自校准控制模块8用于对所述气体综合在线监测机构进行远程自动校准，所述故障预警与分析模块10用于根据所述红外气体纯度检测模块4、激光气体检测模块5和红外气体精确测量模块6的监测数据分析判断气体绝缘设备的故障类型并发出预警，所述数据远传模块9用于将所述故障预警与分析模块10的结果远程发送到相关接收终端。
还包括用于处理所述气体综合在线检测机构产生的尾气并与所述控制分析机构信号互联的尾气回收净化机构，所述尾气回收净化机构沿气流方向包括缓冲罐11、压缩泵12、净化模块13和储存罐14。
所述第一气体流量计41、第二气体流量计51和第三气体流量计61均采用浮子流量计。
所述气体综合在线监测机构与控制分析机构之间，以及所述控制分析机构与尾气回收净化机构之间均采用RS485数据接口进行通讯。
该实施例中，为了实现对尾气的净化回收，本发明还包括用于处理气体综合在线检测机构产生的尾气并与控制分析机构信号互联的尾气回收净化机构，尾气回收净化机构沿气流方向包括缓冲罐、压缩泵、净化模块和储存罐。
实施例3
如图6所示，其与实施例2的区别在于：所述净化模块13包括分子筛过滤器131和活性炭过滤器132。
该实施例中，净化模块包括分子筛过滤器和活性炭过滤器，这两种过滤器相结合使用，能够有效实现对包含腐蚀性成分气体的净化处理，从而避免对环境的污染和人员的伤害。
实施例4
如图7所示，其与实施例3的区别在于：所述储存罐14的出气口连接用于向气体绝缘设备补充气体的充气泵15。
该实施例中，在储存罐的出气口连接用于向气体绝缘设备补充气体的充气泵，这样能够使得经过净化处理过的气体被储存在储存罐中，经监测符合国家标准后，可以利用充气泵继续用来对气体绝缘设备的高压开关进行气体回冲，从而实现了气体的回收利用。
实施例5
其与实施例4的区别在于：所述储存罐内设置压力传感器，所述压力传感器与所述控制分析机构信号互联。
为了对尾气回收净化机构的储存罐储气量进行实时监测，从而当压力传感器检测到储满气时，及时进行更换储存灌装置，在储存罐内设置压力传感器，且压力传感器与控制分析机构信号互联。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测控制系统，其特征在于：包括气体综合在线监测机构，以及与所述气体综合在线监测机构信号互联的控制分析机构；
所述气体综合在线监测机构包括自动式阀门启闭装置、过滤器、第一四通接头、红外气体纯度检测模块、激光气体检测模块、红外气体精确测量模块和第二四通接头，所述自动式阀门启闭装置、过滤器和第一四通接头通过管路依次相连通，所述红外气体纯度检测模块、激光气体检测模块和红外气体精确测量模块通过管路并联连接在所述第一四通接头和第二四通接头之间；
所述红外气体纯度检测模块沿气流方向包括通过管路依次串联的第一气体流量计、红外六氟化硫气体纯度传感器、红外四氟化碳气体纯度传感器和第一单向阀；
所述激光气体检测模块沿气流方向包括通过管路依次串联的第二气体流量计、氧气激光传感器、微量水激光传感器、硫化氢气体激光传感器和第二单向阀；
所述红外气体精确测量模块沿气流方向包括第三气体流量计、红外六氟化硫气体传感器、红外一氧化碳气体传感器、红外四氟化碳气体传感器和第三单向阀。
2.根据权利要求1所述的基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测控制系统，其特征在于：所述控制分析机构包括在线自校准控制模块、数据远传模块和故障预警与分析模块，所述在线自校准控制模块用于对所述气体综合在线监测机构进行远程自动校准，所述故障预警与分析模块用于根据所述红外气体纯度检测模块、激光气体检测模块和红外气体精确测量模块的监测数据分析判断气体绝缘设备的故障类型并发出预警，所述数据远传模块用于将所述故障预警与分析模块的结果远程发送到相关接收终端。
3.根据权利要求2所述的基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测控制系统，其特征在于：还包括用于处理所述气体综合在线检测机构产生的尾气并与所述控制分析机构信号互联的尾气回收净化机构，所述尾气回收净化机构沿气流方向包括缓冲罐、压缩泵、净化模块和储存罐。
4.根据权利要求3所述的基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测控制系统，其特征在于：所述净化模块包括分子筛过滤器和活性炭过滤器。
5.根据权利要求4所述的基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测控制系统，其特征在于：所述储存罐的出气口连接用于向气体绝缘设备补充气体的充气泵。
6.根据权利要求5所述的基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测控制系统，其特征在于：所述第一气体流量计、第二气体流量计和第三气体流量计均采用涡街流量计、或者孔板流量计、或者浮子流量计、或者旋进旋涡流量计、或者气体涡轮流量计、或者威力巴流量计、或者弯管流量计。
7.根据权利要求6所述的基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测控制系统，其特征在于：所述气体综合在线监测机构与控制分析机构之间，以及所述控制分析机构与尾气回收净化机构之间均采用RS485数据接口进行通讯。
8.根据权利要求3所述的基于光电传感原理的气体绝缘设备在线气体监测控制系统，其特征在于：所述储存罐内设置压力传感器，所述压力传感器与所述控制分析机构信号互联。
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