CN109238574A - 一种智能六氟化硫泄露检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力检测技术领域，提供一种智能六氟化硫泄露检测装置，包括包扎机构、气体泄漏检测仪和数据传输系统，包扎机构用于对待测电器的圆筒部位进行包扎；气体泄漏检测仪用于对待测电器所在气室的六氟化硫泄漏参数进行采集；数据传输系统，与气体泄漏检测仪连接，用于接收气体泄漏检测仪输送至的六氟化硫泄漏参数，并对接收到的六氟化硫泄漏参数进行计算和分析，判断气室内六氟化硫含量是否超标，当气室内六氟化硫含量超标时，进行声音和指示灯提示，同时向监控终端发送报警信息，从而实现对怀疑有漏气点的部位进行跟踪监测，能够及时发现缓慢漏气和年泄漏率超标的气室，并发出预警信息，及时安排人员前往处理。

Description

一种智能六氟化硫泄露检测装置

技术领域

本发明涉及电力检测技术领域，具体为一种智能六氟化硫泄露检测装置。

背景技术

目前，各变电站使用的六氟化硫密度继电器只具备了气室压力检测报警功能，当压力值报警信号传出时，已经到了必须检修补气的期限，否则继续泄漏将会导致密度继电器闭锁影响设备运行安全。

由于无法及时检测气室内气体泄漏情况，不能很快发现缓慢漏气和年泄漏率超标的气室，对设备稳定运行造成隐患。

发明内容

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。

具体而言，本发明所要解决的技术问题是：提供一种智能六氟化硫泄露检测装置，旨在解决现有技术中由于无法及时检测气室内气体泄漏情况，不能很快发现缓慢漏气和年泄漏率超标的气室，对设备稳定运行造成隐患的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种智能六氟化硫泄露检测装置，包括包扎机构、气体泄漏检测仪和数据传输系统，其中：

所述包扎机构，用于对待测电器的圆筒部位进行包扎，形成N个包扎部位；

所述气体泄漏检测仪，用于对所述待测电器所在气室的六氟化硫泄漏参数进行采集，并将采集到的六氟化硫泄漏参数传输给所述数据传输系统，所述六氟化硫泄漏参数包括六氟化硫气体浓度参数；

所述数据传输系统，与所述气体泄漏检测仪连接，用于接收所述气体泄漏检测仪输送至的六氟化硫泄漏参数，并对接收到的所述六氟化硫泄漏参数进行计算和分析，判断所述气室内六氟化硫含量是否超标，当所述气室内六氟化硫含量超标时，进行声音和指示灯提示，同时向监控终端发送报警信息。

作为一种改进的方案，所述包扎机构为魔术贴；

所述气体泄漏检测仪为SF6传感器。

作为一种改进的方案，所述数据传输系统集成在一封装壳体内；

所述封装壳体上设有显示屏，所述封装壳体内设有与所述显示屏连接的电路板。

作为一种改进的方案，所述电路板上设有单片机U2、通讯单元、蜂鸣器以及指示灯；

其中，所述单片机U2分别与所述SF6传感器、通讯单元、蜂鸣器以及指示灯连接；

所述单片机U2用于对所述SF6传感器采集到的六氟化硫泄漏参数进行处理，判断SF6含量是否超过预设值，当SF6含量超过预设值时，控制所述蜂鸣器和提示灯进行提醒工作状态，同时向远端控制终端发送报警信息，并且当所述SF6含量未超过预设值时，定时向所述控制终端发送当前SF6含量参数。

作为一种改进的方案，所述电路板上还设有为所述单片机U2、通讯单元和所述SF6传感器供电的电源模块。

作为一种改进的方案，所述单片机U2设有引脚P10、引脚P11、引脚P12、引脚P13、引脚P30、引脚P21、引脚X1、引脚X2和引脚RESET；

所述SF6传感器设有针脚VCC、针脚GND、针脚TX和针脚RX；

所述通讯单元设有针脚1、针脚2、针脚3和针脚4；

所述蜂鸣器设有管脚1和管脚2；

所述单片机U2的引脚P12和引脚P13分别与所述通讯单元的针脚1和针脚3连接，所述单片机U2的引脚P10与所述蜂鸣器的管脚2连接，所述单片机U2的引脚P11串接指示灯后与所述蜂鸣器的管脚1连接，所述通讯单元的引脚2连接VCC电源端，所述通讯单元的引脚4接地；

所述单片机U2的引脚P30和引脚P31分别与所述SF6传感器的针脚3和针脚4连接，所述SF6传感器的针脚2接地，所述SF6传感器的针脚1连接VCC电源端；

所述单片机U2的引脚X1引出的线路依次串接电容C3和电容C4后与所述引脚X2连接，所述电容C3与所述引脚X1之间的线路上设有第一电流节点，所述电容C4和所述引脚X2之间的线路上设有第二电流节点，所述第一电流节点和第二电流节点之间连接的线路上设有晶振Y1，所述电容C3和电容C4之间的线路上设有第三电流节点，所述第三电流节点引出的线路接地；

所述单片机U2的引脚RESET串接电阻R5后与所述VCC电源端连接，所述电阻R5与所述引脚RESET之间的线路上设有第四电流节点，所述第四电流节点引出的线路串接电容C5后接地；

所述VCC电源端连接所述电源模块。

作为一种改进的方案，所述单片机U2引脚P10和蜂鸣器的管脚2之间的线路上串接电阻R3；

所述指示灯和所述引脚P11之间的线路上串接有电阻R4。

作为一种改进的方案，所述电源模块包括锂电池BAT1和与所述锂电池BAT1连接的升压电路，所述升压电路的输出端为所述VCC电源端。

作为一种改进的方案，所述升压电路包括升压芯片U1，所述升压芯片U1设有引脚SW、引脚GND、引脚FB、引脚NC、引脚IN和引脚EN；

所述引脚EN引出的线路串接单刀开关S1后与所述锂电池BAT1的负极连接，所述引脚SW引出的线路连接至所述VCC电源端，所述锂电池BAT1的正极引出的线路串接电容C2后与所述VCC电源端连接，所述锂电池BAT1与所述电容C2之间的线路依次设有第五电流节点、第六电流节点和第七电流节点，所述第七电流节点接地，所述单刀开关S1与所述引脚EN之间的线路上设有第八电流节点，所述引脚SW和所述VCC电源端之间的线路上设有第九电流节点，所述第五电流节点和第八电流节点之间连接的线路上串接电容C1，所述第六电流节点引出的线路连接至所述引脚GND，所述第九电流节点与所述第七电流节点之间的连接线路上依次串接电阻R1和电阻R2，所述电阻R1和电阻R2之间的线路上设有第十电流节点，所述第十电流节点引出的线路连接至所述引脚FB。

在本发明实施例中，智能六氟化硫泄露检测装置包括包扎机构、气体泄漏检测仪和数据传输系统，包扎机构用于对待测电器的圆筒部位进行包扎；气体泄漏检测仪用于对待测电器所在气室的六氟化硫泄漏参数进行采集；数据传输系统，与气体泄漏检测仪连接，用于接收气体泄漏检测仪输送至的六氟化硫泄漏参数，并对接收到的六氟化硫泄漏参数进行计算和分析，判断气室内六氟化硫含量是否超标，当气室内六氟化硫含量超标时，进行声音和指示灯提示，同时向监控终端发送报警信息，从而实现对怀疑有漏气点的部位进行跟踪监测，对新安装投运的设备进行评估测量，能够及时发现缓慢漏气和年泄漏率超标的气室；特别对于偏远地区变电站，在检测到其某部位有漏气量加大的的趋势时，发出预警信息，及时安排人员前往处理。

附图说明

图1是本发明提供的智能六氟化硫泄露检测装置的结构示意图；

图2是本发明提供的电路板的电路示意图；

图3是本发明提供的电源模块的电路示意图；

其中，1、SF6传感器，2、数据传输系统，3、显示屏，4、电路板，5、单片机，6、通讯单元，7、蜂鸣器，8、指示灯，9、第一电流节点，10、第二电流节点，11、第三电流节点，12、第四电流节点，13、第五电流节点，14、第六电流节点，15、第七电流节点，16、第八电流节点，17、第九电流节点。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

图1示出了本发明提供的智能六氟化硫泄露检测装置的结构示意图，为了便于说明，图中仅给出了与本发明实施例相关的部分。

智能六氟化硫泄露检测装置包括包扎机构、气体泄漏检测仪和数据传输系统2，其中：

所述包扎机构(图中未示出)，用于对待测电器的圆筒部位进行包扎，形成N个包扎部位；

所述气体泄漏检测仪，用于对所述待测电器所在气室的六氟化硫泄漏参数进行采集，并将采集到的六氟化硫泄漏参数传输给所述数据传输系统2，所述六氟化硫泄漏参数包括六氟化硫气体浓度参数；

所述数据传输系统2，与所述气体泄漏检测仪连接，用于接收所述气体泄漏检测仪输送至的六氟化硫泄漏参数，并对接收到的所述六氟化硫泄漏参数进行计算和分析，判断所述气室内六氟化硫含量是否超标，当所述气室内六氟化硫含量超标时，进行声音和指示灯8提示，同时向监控终端发送报警信息。

其中，所述包扎机构为魔术贴，其中，魔术贴轻便，且缠绕一圈密封效果好，而且可根据不同组合电器筒径大小灵活缠绕密封，该魔术贴可使用PVC材料；

所述气体泄漏检测仪为SF6传感器1，该SF6传感器1为插针式结构扩展性好，方便与电路板4连接，采样数据方便处理。

在本发明实施例中，所述数据传输系统2集成在一封装壳体内，当然该封装壳体具有防水功能；

所述封装壳体上设有显示屏3，所述封装壳体内设有与所述显示屏3连接的电路板4。

其中，该显示屏3用于显示当前气室内的六氟化硫的气体浓度信息。

在该实施例中，结合图2所示，电路板4上设有单片机5、通讯单元6、蜂鸣器7以及指示灯8；

其中，所述单片机5分别与所述SF6传感器1、通讯单元6、蜂鸣器7以及指示灯8连接，该单片机的型号为STC12C5A60S2；

所述单片机5用于对所述SF6传感器1采集到的六氟化硫泄漏参数进行处理，判断SF6含量是否超过预设值，当SF6含量超过预设值时，控制所述蜂鸣器7和提示灯进行提醒工作状态，同时向远端控制终端发送报警信息，并且当所述SF6含量未超过预设值时，定时向所述控制终端发送当前SF6含量参数。

所述电路板4上还设有为所述单片机5、通讯单元6和所述SF6传感器1供电的电源模块。

结合图2所示，所述单片机5设有引脚P10、引脚P11、引脚P12、引脚P13、引脚P30、引脚P21、引脚X1、引脚X2和引脚RESET；

所述SF6传感器1设有针脚VCC、针脚GND、针脚TX和针脚RX；

所述通讯单元6设有针脚1、针脚2、针脚3和针脚4；

所述蜂鸣器7设有管脚1和管脚2；

所述单片机5的引脚P12和引脚P13分别与所述通讯单元6的针脚1和针脚3连接，所述单片机5的引脚P10与所述蜂鸣器7的管脚2连接，所述单片机5的引脚P11串接指示灯8后与所述蜂鸣器7的管脚1连接，所述通讯单元6的引脚2连接VCC电源端，所述通讯单元6的引脚4接地；

所述单片机5的引脚P30和引脚P31分别与所述SF6传感器1的针脚3和针脚4连接，所述SF6传感器1的针脚2接地，所述SF6传感器1的针脚1连接VCC电源端；

所述单片机5的引脚X1引出的线路依次串接电容C3和电容C4后与所述引脚X2连接，所述电容C3与所述引脚X1之间的线路上设有第一电流节点9，所述电容C4和所述引脚X2之间的线路上设有第二电流节点10，所述第一电流节点9和第二电流节点10之间连接的线路上设有晶振Y1，所述电容C3和电容C4之间的线路上设有第三电流节点11，所述第三电流节点11引出的线路接地；

所述单片机5的引脚RESET串接电阻R5后与所述VCC电源端连接，所述电阻R5与所述引脚RESET之间的线路上设有第四电流节点12，所述第四电流节点12引出的线路串接电容C5后接地；

所述VCC电源端连接所述电源模块。

其中，所述单片机5引脚P10和蜂鸣器7的管脚2之间的线路上串接电阻R3；

所述指示灯8和所述引脚P11之间的线路上串接有电阻R4。

在本发明实施例中，结合图3所示，所述电源模块包括锂电池BAT1和与所述锂电池BAT1连接的升压电路，所述升压电路的输出端为所述VCC电源端；

升压电路包括升压芯片U1，所述升压芯片U1设有引脚SW、引脚GND、引脚FB、引脚NC、引脚IN和引脚EN；

所述引脚EN引出的线路串接单刀开关S1后与所述锂电池BAT1的负极连接，所述引脚SW引出的线路连接至所述VCC电源端，所述锂电池BAT1的正极引出的线路串接电容C2后与所述VCC电源端连接，所述锂电池BAT1与所述电容C2之间的线路依次设有第五电流节点13、第六电流节点14和第七电流节点15，所述第七电流节点15接地，所述单刀开关S1与所述引脚EN之间的线路上设有第八电流节点16，所述引脚SW和所述VCC电源端之间的线路上设有第九电流节点17，所述第五电流节点13和第八电流节点16之间连接的线路上串接电容C1，所述第六电流节点14引出的线路连接至所述引脚GND，所述第九电流节点17与所述第七电流节点15之间的连接线路上依次串接电阻R1和电阻R2，所述电阻R1和电阻R2之间的线路上设有第十电流节点，所述第十电流节点引出的线路连接至所述引脚FB。

在本发明实施例中，若用局部包扎法来检测设备的密封性，假设共包扎了n个部位，单位时间内单个包扎部位的漏气量以Fi表示，单位时间内的漏气量以F0表示，年漏气率以Fy表示，则：

式中：Fi——单个包扎部位单位时间漏气量，MPa·m3/s；

φi——每个包扎部位测得的SF6气体浓度(体积分数)，×10-6；

Vi——每个包扎腔的体积，m3；

Δt——包扎至测量的时间间隔，s；

ps——标准环境大气压。

式中F0——单位时间漏气量，MPa·m3/s。

式中Fy——年漏气率，％/年；

V——设备内充装SF6气体的容积，m3；

pr——SF6设备气体充装压力(表压)，MPa；

t——以年计算的时间，每年等于31.5×106s。

上述为本领域六氟化硫泄漏参数的计算内容，在此不再赘述。

为了便于理解，下述给出智能六氟化硫泄露检测装置的工作原理：

1、打开电源模块开关后，系统检测通讯单元6是否联网，联网在所述显示屏3显示ok；

检测SF6传感器1连接状况，SF6传感器1启动耗时2-3min，连接成功显示ok，连接失败则一直处于等待中。

2、显示屏3是正常工作状态还是处于报警状态，并显示检测出来的SF6含量。

3、当开机过程完成后，采集当前SF6含量。

4、单片机5检测SF6含量是否超过800ppm(可调整)，超过则自动报警，蜂鸣器7发出蜂鸣声，显示屏3显示报警，并通过通讯单元6发出报警信息。

5、当SF6含量低于800ppm时，系统每隔一小时会自动将检测的SF6含量通过通讯单元6发送出去。

在本发明实施例中，智能六氟化硫泄露检测装置包括包扎机构、气体泄漏检测仪和数据传输系统2，包扎机构用于对待测电器的圆筒部位进行包扎；气体泄漏检测仪用于对待测电器所在气室的六氟化硫泄漏参数进行采集；数据传输系统2，与气体泄漏检测仪连接，用于接收气体泄漏检测仪输送至的六氟化硫泄漏参数，并对接收到的六氟化硫泄漏参数进行计算和分析，判断气室内六氟化硫含量是否超标，当气室内六氟化硫含量超标时，进行声音和指示灯8提示，同时向监控终端发送报警信息，从而实现对怀疑有漏气点的部位进行跟踪监测，对新安装投运的设备进行评估测量，能够及时发现缓慢漏气和年泄漏率超标的气室；特别对于偏远地区变电站，在检测到其某部位有漏气量加大的的趋势时，发出预警信息，及时安排人员前往处理。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (9)

1.智能六氟化硫泄露检测装置，其特征在于，包括包扎机构、气体泄漏检测仪和数据传输系统，其中：

所述包扎机构，用于对待测电器的圆筒部位进行包扎，形成N个包扎部位；

所述气体泄漏检测仪，用于对所述待测电器所在气室的六氟化硫泄漏参数进行采集，并将采集到的六氟化硫泄漏参数传输给所述数据传输系统，所述六氟化硫泄漏参数包括六氟化硫气体浓度参数；

所述数据传输系统，与所述气体泄漏检测仪连接，用于接收所述气体泄漏检测仪输送至的六氟化硫泄漏参数，并对接收到的所述六氟化硫泄漏参数进行计算和分析，判断所述气室内六氟化硫含量是否超标，当所述气室内六氟化硫含量超标时，进行声音和指示灯提示，同时向监控终端发送报警信息。

2.根据权利要求1所述的智能六氟化硫泄露检测装置，其特征在于，所述包扎机构为魔术贴；

所述气体泄漏检测仪为SF6传感器。

3.根据权利要求2所述的智能六氟化硫泄露检测装置，其特征在于，所述数据传输系统集成在一封装壳体内；

所述封装壳体上设有显示屏，所述封装壳体内设有与所述显示屏连接的电路板。

4.根据权利要求3所述的智能六氟化硫泄露检测装置，其特征在于，所述电路板上设有单片机U2、通讯单元、蜂鸣器以及指示灯；

其中，所述单片机U2分别与所述SF6传感器、通讯单元、蜂鸣器以及指示灯连接；

所述单片机U2用于对所述SF6传感器采集到的六氟化硫泄漏参数进行处理，判断SF6含量是否超过预设值，当SF6含量超过预设值时，控制所述蜂鸣器和提示灯进行提醒工作状态，同时向远端控制终端发送报警信息，并且当所述SF6含量未超过预设值时，定时向所述控制终端发送当前SF6含量参数。

5.根据权利要求4所述的智能六氟化硫泄露检测装置，其特征在于，所述电路板上还设有为所述单片机U2、通讯单元和所述SF6传感器供电的电源模块。

6.根据权利要求5所述的智能六氟化硫泄露检测装置，其特征在于，所述单片机U2设有引脚P10、引脚P11、引脚P12、引脚P13、引脚P30、引脚P21、引脚X1、引脚X2和引脚RESET；

所述SF6传感器设有针脚VCC、针脚GND、针脚TX和针脚RX；

所述通讯单元设有针脚1、针脚2、针脚3和针脚4；

所述蜂鸣器设有管脚1和管脚2；

所述单片机U2的引脚P12和引脚P13分别与所述通讯单元的针脚1和针脚3连接，所述单片机U2的引脚P10与所述蜂鸣器的管脚2连接，所述单片机U2的引脚P11串接指示灯后与所述蜂鸣器的管脚1连接，所述通讯单元的引脚2连接VCC电源端，所述通讯单元的引脚4接地；

所述单片机U2的引脚P30和引脚P31分别与所述SF6传感器的针脚3和针脚4连接，所述SF6传感器的针脚2接地，所述SF6传感器的针脚1连接VCC电源端；

所述单片机U2的引脚X1引出的线路依次串接电容C3和电容C4后与所述引脚X2连接，所述电容C3与所述引脚X1之间的线路上设有第一电流节点，所述电容C4和所述引脚X2之间的线路上设有第二电流节点，所述第一电流节点和第二电流节点之间连接的线路上设有晶振Y1，所述电容C3和电容C4之间的线路上设有第三电流节点，所述第三电流节点引出的线路接地；

所述单片机U2的引脚RESET串接电阻R5后与所述VCC电源端连接，所述电阻R5与所述引脚RESET之间的线路上设有第四电流节点，所述第四电流节点引出的线路串接电容C5后接地；

所述VCC电源端连接所述电源模块。

7.根据权利要求6所述的智能六氟化硫泄露检测装置，其特征在于，所述单片机U2引脚P10和蜂鸣器的管脚2之间的线路上串接电阻R3；

所述指示灯和所述引脚P11之间的线路上串接有电阻R4。

8.根据权利要求6所述的智能六氟化硫泄露检测装置，其特征在于，所述电源模块包括锂电池BAT1和与所述锂电池BAT1连接的升压电路，所述升压电路的输出端为所述VCC电源端。

9.根据权利要求8所述的智能六氟化硫泄露检测装置，其特征在于，所述升压电路包括升压芯片U1，所述升压芯片U1设有引脚SW、引脚GND、引脚FB、引脚NC、引脚IN和引脚EN；

所述引脚EN引出的线路串接单刀开关S1后与所述锂电池BAT1的负极连接，所述引脚SW引出的线路连接至所述VCC电源端，所述锂电池BAT1的正极引出的线路串接电容C2后与所述VCC电源端连接，所述锂电池BAT1与所述电容C2之间的线路依次设有第五电流节点、第六电流节点和第七电流节点，所述第七电流节点接地，所述单刀开关S1与所述引脚EN之间的线路上设有第八电流节点，所述引脚SW和所述VCC电源端之间的线路上设有第九电流节点，所述第五电流节点和第八电流节点之间连接的线路上串接电容C1，所述第六电流节点引出的线路连接至所述引脚GND，所述第九电流节点与所述第七电流节点之间的连接线路上依次串接电阻R1和电阻R2，所述电阻R1和电阻R2之间的线路上设有第十电流节点，所述第十电流节点引出的线路连接至所述引脚FB。