CN110568350B - 一种免维护的智能式气体密度监测装置、方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种免维护的智能式气体密度监测装置、方法和系统，其中装置包括：气体密度继电器、气体密度检测传感器、压力调整机构、阀、在线校验接点信号采样单元和智控单元；阀的一端与电气设备相连通，阀的另一端与气体密度继电器相连通；气体密度检测传感器在气路上与气体密度继电器相连通；压力调整机构与气体密度继电器相连通；在线校验接点信号采样单元分别与密度继电器和智控单元相连接；阀和压力调整机构均与智控单元相连接。本发明在实现对于气体绝缘或灭弧的电气设备气体密度进行监测的同时，还完成对气体密度继电器的在线校验，提高效率，降低运行维护成本，保障电网安全运行。

Description

一种免维护的智能式气体密度监测装置、方法和系统

技术领域

本发明属于气体密度继电器技术领域，更具体的说是涉及一种免维护的智能式气体密度监测装置、方法和系统。

背景技术

目前，SF₆（六氟化硫）电气设备已广泛应用在电力部门、工矿企业，促进了电力行业的快速发展。近年来，随着经济高速发展，我国电力系统容量急剧扩大，SF₆电气设备用量越来越多。SF₆气体在高压电气设备中的作用是灭弧和绝缘，高压电气设备内SF₆气体的密度降低和微水含量如果超标将严重影响SF₆高压电气设备的安全运行：1）SF₆气体密度降低至一定程度将导致绝缘和灭弧性能的丧失。2）在一些金属物的参与下，SF₆气体在高温200℃以上温度可与水发生水解反应，生成活泼的HF和SOF₂，腐蚀绝缘件和金属件，并产生大量热量，使气室压力升高。3）在温度降低时，过多的水份可能形成凝露水，使绝缘件表面绝缘强度显著降低，甚至闪络，造成严重危害。因此电网运行规程强制规定，在设备投运前和运行中都必须对SF₆气体的密度和含水量进行定期检测。

随着无人值守变电站向网络化、数字化方向发展以及对遥控、遥测的要求不断加强，所以对SF₆电气设备的气体密度和微水含量状态的在线监测具有重要的现实意义。随着中国智能电网的不断大力发展，智能高压电气设备作为智能变电站的重要组成部分和关键节点，对智能电网的安全起着举足轻重的作用。高压电气设备目前大多为SF₆气体绝缘设备，如果气体密度降低（如泄漏等引起）将严重影响设备的电气性能，对安全运行造成严重隐患。

对SF₆电气设备上的SF₆气体密度继电器进行定期检验，是防患于未然，保障SF₆电气设备安全可靠运行的必要措施；从实际运行情况来看，对SF₆气体密度继电器进行定期校验是保障电力设备安全、可靠运行的必要手段之一。因此，目前SF₆气体密度继电器的校验在电力系统已经非常重视和普及，各供电公司、发电厂、大型厂矿企业都已经实施。而供电公司、发电厂、大型厂矿企业为完成密度继电器的现场校验检测工作需配备测试人员、设备车辆和高价值的SF₆气体。包括检测时的停电营业损失在内，粗略计算，每个高压开关站的每年分摊的检测费用约在数万到几十万元左右。另外，检测人员现场校验如果不规范操作，还存在安全隐患。

因此，如何提供一种免维护的智能式气体密度监测装置、方法和系统成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的上述缺陷，提供了一种免维护的智能式气体密度监测装置、方法和系统，在实现对于气体绝缘或灭弧的电气设备气体密度进行监测的同时，还完成对气体密度继电器的在线校验，提高效率，降低运行维护成本，保障电网安全运行。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种免维护的智能式气体密度监测装置，它同电气设备连接在一起，包括：气体密度继电器、气体密度检测传感器、压力调整机构、阀、在线校验接点信号采样单元和智控单元；所述阀的一端与电气设备相连通，所述阀的另一端与气体密度继电器相连通；所述气体密度检测传感器在气路上与气体密度继电器相连通；所述压力调整机构与所述气体密度继电器相连通；所述在线校验接点信号采样单元分别与所述密度继电器和所述智控单元相连接；所述阀和所述压力调整机构均与智控单元相连接。

通过智控单元关闭阀，使得气体密度继电器在气路上与电气设备隔断；通过压力调整机构调节压力，使得密度继电器发生接点动作，接点动作通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元，智控单元根据接点动作时的密度值，检测出气体密度继电器的报警或闭锁接点动作值和/或返回值，完成气体密度继电器的校验工作。

优选的，所述气体密度检测传感器采用压力传感器和温度传感器；或者采用压力传感器和温度传感器组成的气体密度变送器；或者采用石英音叉技术的密度检测传感器。

优选的，所述智控单元用于完成所述阀的控制、所述压力调整机构的控制、压力采集、温度采集；或用于完成所述阀的控制、所述压力调整机构的控制、密度值采集。

优选的，所述在线校验接点信号采样单元主要完成气体密度继电器接点信号采样。

优选的，所述监测装置通过气体密度检测传感器，能够在线监测电气设备的气体密度值（或密度值、压力值、温度值），实现对电气设备的气体密度的在线监测。

优选的，所述在线校验接点信号采样单元对所述气体密度继电器进行接点校验，满足：接点信号采样单元具有独立的多组采样接点，可同时对多对接点（如报警、闭锁或超压）自动完成校验，并且报警、闭锁或超压等对多对接点的动作值进行连续测量，无须更换接点或重新选择接点。

优选的，所述智控单元基于微处理器的嵌入式系统内嵌算法及控制程序，自动控制整个校验过程，包含所有外设、逻辑及输入输出。

优选的，所述智控单元基于通用计算机、工控机、ARM芯片、AI芯片、CPU、MCU、FPGA、PLC等、工控主板、嵌入式主控板等内嵌算法及控制程序，自动控制整个校验过程，包含所有外设、逻辑及输入输出。

优选的，装置主要功能是对工作环境温度下的气体密度继电器的接点值（报警/闭锁动作时的压力值）和/或额定压力值进行测量，并自动换算成20℃时的对应压力值，在线实现对气体密度继电器的接点（报警和闭锁）值和/或额定压力值的性能检测，完成气体密度继电器的在线校验工作。

优选的，装置主要功能是对工作环境温度下的气体密度继电器的接点值（报警/闭锁动作时的压力值）和/或额定压力值进行测量，并自动换算成20℃时的对应压力值，在线实现对气体密度继电器的接点（报警和闭锁）值和/或额定压力值的性能检测；并且还能够在线监测电气设备的气体密度值、压力值、温度值，实现对电气设备的气体密度的在线监测。

优选的，通过所述智控单元关闭所述阀，使得所述气体密度继电器在气路上与电气设备隔断；通过所述压力调整机构调节气体压力升降，使得所述密度继电器发生接点信号动作，接点信号动作通过在线校验接点信号采样单元传递到所述智控单元，所述智控单元根据接点信号动作时的密度值，检测出所述气体密度继电器的接点信号（报警或闭锁接点）动作值和/或返回值，在线完成气体密度继电器的校验工作。

优选的，所述压力传感器和所述温度传感器采集气体的压力值和温度值，并传输给所述智控单元，所述智控单元根据气体的压力值、温度值依据气体特性换算成20℃的的压力值（即密度值）。

优选的，监测装置将测得压力值和温度值按照气体特性换算成为对应20℃时的压力值，即校验装置具有压力、温度测量及软件换算功能。

优选的，所述智控单元可测量相对压力及绝对压力类型的气体密度继电器。

优选的，所述监测装置能够测量绝对压力型气体密度继电器和相对压力型气体密度继电器，包括绝压结构—绝压显示型的密度继电器、绝压结构—表压显示型的密度继电器、表压结构—绝压显示型的密度继电器和表压结构—表压显示型的密度继电器。监测装置设有绝对压力传感器和相对压力传感器。

优选的，所述装置具有人机交互功能：具有数据显示界面，能够实时刷新当前数据值；具有数据输入功能，能够输入参数设定值。

优选的，所述装置的智控单元具有接口。

优选的，所述智控单元具有接口，能够完成测试数据存储；和/或测试数据导出；和/或测试数据打印；和/或与上位机进行数据通讯；和/或输入模拟量、数字量信息。

优选的，所述电气接口带有保护功能，误接不会造成接口损坏；或/和不会受到电磁场的干扰。

优选的，所述智控单元还包括通讯模块，通过通讯模块实现远距离传输测试数据和/或校验结果等信息。

优选的，所述的通讯模块的通讯方式可以是有线或无线方式。

优选的，所述的通讯模块的通讯方式采用有线通讯方式或无线通讯方式，其中有线通讯方式包括RS232、RS485、CAN-BUS等工业总线、光纤以太网、4-20mA、Hart、IIC、SPI、Wire、同轴电缆、PLC电力载波或电缆线等；无线通讯方式包括NB-IOT、2G/3G/4G/5G等、WIFI、蓝牙、Lora、Lorawan、Zigbee、红外、超声波、声波、卫星、光波、量子通信或声呐等。

优选的，监测装置还包括多通接头，所述气体密度继电器、阀、压力调整机构设置在多通接头上。

优选的，监测装置还包括多通接头和自封阀，所述气体密度继电器、阀、压力调整机构、自封阀安装在多通接头上。

优选的，阀内嵌在多通接头上。

优选的，所述气体密度继电器、阀、压力调整机构通过若干连接管连接在一起。

优选的，所述阀为电动阀、电磁阀、永磁式电磁阀、压电阀、温度控制的阀、软管折弯或夹扁方式实现关闭或开启的阀，或为采用智能记忆材料制作的，采用电加热开启或关闭的阀。

优选的，所述阀密封在一个腔体或壳体内。

优选的，在所述阀关闭状态时，所述压力调整机构在对气体密度继电器升压或降压时能够缓慢地增加或减小负荷；在测量所述气体密度继电器接点信号动作值时，接近动作值时负荷变化速度每秒钟不大于量程的10‰。即压力可调节（可平稳上升或下降）。

优选的，所述压力调整机构为一密闭气室，密闭气室外部或内部设有加热元件，通过加热元件，导致密闭气室内的气体的温度的变化，进而完成气体压力的升降。

优选的，所述压力调整机构为一密闭气室，密闭气室外部或内部设有制冷元件，通过制冷元件，导致密闭气室内的气体的温度的变化，进而完成气体压力的升降。

优选的，所述压力调整机构为一密闭气室，密闭气室外部或内部设有加热和制冷元件，通过加热和制冷元件，导致密闭气室内的气体的温度的变化，进而完成压力的升降。

优选的，所述压力调整机构为一密闭气室，密闭气室外部或内部设有半导体，通过对半导体的加热或制冷，导致密闭气室内的气体的温度的变化，进而完成压力的升降。

优选的，所述压力调整机构设置有保温件，所述保温件设置在密闭气室外面，提高温度变化效果。

优选的，所述压力调整机构为活塞调节机构，通过磁力或电机（变频电机）调节活塞调节件，完成压力的升降；或通过往复运动机构调节活塞调节件，完成压力的升降；或通过卡诺循环机构调节活塞调节件，完成压力的升降；或通过气动元件调节活塞调节件，完成压力的升降。

优选的，所述压力调整机构为气囊，通过磁力、电机（变频电机）、往复运动机构、卡诺循环机构或气动元件调节气囊，完成压力的升降。

优选的，所述压力调整机构为波纹管，通过磁力、电机、往复运动机构、卡诺循环机构或气动元件调节波纹管的伸缩，完成压力的升降。

优选的，所述压力调整机构为一放气阀，所述放气阀密封在一个气室里或连接一个气腔，通过放气阀完成压力的升降。

优选的，所述压力调整机构还含有流量阀，通过所述流量阀和所述放气阀完成压力的升降。

优选的，所述放气阀为电磁阀、电动阀、或其它通过电的或气的方式实现的放气阀。

优选的，所述压力调整机构为压缩机，通过压缩机完成压力的升降。

优选的，所述压力调整机构为泵，通过泵完成压力的升降。

优选的，所述泵为气泵，通过气泵完成压力的升降。

优选的，所述泵为造压泵、增压泵、电动气泵或电磁气泵。

优选的，所述压力调整机构密封在一个腔体或壳体内。

优选的，所述阀和压力调整机构密封在一个腔体或壳体内。

优选的，所述压力传感器、温度传感器、在线校验接点信号采样单元、智控单元设置在气体密度继电器上。

优选的，所述温度传感器设置在气体密度继电器的壳体上或壳体内，或壳体外。

优选的，所述温度传感器设置在气体密度继电器的温度补偿元件附近。

优选的，所述在线校验接点信号采样单元、智控单元为一体化结构。

优选的，所述的气体密度继电器和压力传感器、温度传感器为一体化结构；或所述的气体密度继电器和压力传感器、温度传感器为一体化结构的远传式气体密度继电器，所述远传式气体密度继电器直接远传密度、压力、温度信号，以及远传气体密度继电器接点信号状态。

优选的，所述的压力和温度传感器为一体化结构；或所述的压力和温度传感器为一体化结构的气体密度变送器，所述气体密度变送器直接远传密度、压力、温度信号，以及监测并远传气体密度继电器接点信号状态。

优选的，所述在线校验接点信号采样单元、智控单元设置在气体密度变送器上。

优选的，所述气体密度继电器为远传式密度继电器。

优选的，所述的在线校验接点信号采样单元在非校验状态时，与气体密度继电器接点信号在电路上是相对隔离的；在校验状态时，能够切断气体密度继电器接点信号控制回路，确保检验时，所述气体密度继电器的接点动作信号不会上传，进而不会影响电网的安全运行。

优选的，所述在线校验接点信号采样单元与气体密度继电器接点信号在电路上通过光电隔离的，能够确保在校验时，保护所述智控单元安全。

优选的，所述在线校验接点信号采样单元具有保护电路，防止校验时，所述智控单元受到影响。

优选的，所述在线校验接点信号采样单元能够把气体密度继电器的接点信号与智控单元相连接。

优选的，还包括时钟，所述时钟设置在所述智控单元上，能够定期设置校验所述气体密度继电器的时间，或记录测试时间。

优选的，还包括供电电源电路及供电电源。可循环充电电池，或其他合适电源，如太阳能、锂电池等。

优选的，可以根据后台的设置或指令，定期完成气体密度继电器的校验，即定期设置在线校验密度继电器的时间。

优选的，所述在线校验接点信号采样单元对所述气体密度继电器的接点信号动作值或其切换值的测试电压不低于24V，即在校验时，在接点信号相应端子之间施加不低于24V电压。

优选的，所述气体密度继电器带有额定压力值输出信号，所述智控单元接收额定压力值输出信号。

优选的，当所述气体密度继电器的额定压力值输出信号时，所述智控单元同时采集当时的密度值，完成气体密度继电器的额定压力值校验；通过智控单元自动进行对比判定，如果误差超过设定值，就会发出异常提示：气体密度继电器或压力传感器、温度传感器有问题。即装置能够完成气体密度继电器和压力传感器、温度传感器、或密度变送器的相互校验功能。

优选的，所述智控单元能够完成所述气体密度继电器、所述压力传感器、所述温度传感器的相互校验，完成气体密度继电器的校验时，自动进行相互对比判断，如果误差超过设定值，就会发出异常提示：气体密度继电器或压力传感器、温度传感器有问题。即装置能够完成气体密度继电器和压力传感器、温度传感器、或密度变送器的相互校验功能。具有人工智能校对能力。

优选的，压力传感器和温度传感器设置有多个，所述智控单元完成多个压力传感器和温度传感器的测试数据的相互校验，以及这多个压力传感器、温度传感器与气体密度继电器的测试数据的相互校验，确保装置工作是正常的。

优选的，所述压力调整机构将气体压力调节至零位，智控单元同时采集当时的压力值，自动进行压力零位校验，并进行判断，如果误差超过设定值，就会发出异常提示：压力传感器有问题。即装置能够完成压力传感器零位校验功能。

优选的，所述智控单元能够完成温度传感器的校对。具体是：装置根据传来的环境温度值，与温度传感器的采样值进行比对。

优选的，所述智控单元完成气体密度继电器的校验工作后，能够自动生成密度继电器的校验报告，如有异常，发出报警信号，或发送到指定的接收机上。例如发送到手机。

优选的，所述智控单元完成气体密度继电器的校验工作后，如有异常，能够自动发出报警信号，并上传到远端，或发送到指定的接收机上。例如发送到手机。

优选的，完成气体密度继电器的校验工作后，如有异常，所述智控单元通过所述密度继电器的报警接点信号上传，上传后通过接收器进行处理，方便了解气体密度继电器的校验状况。例如：

优选的，密度值和校验结果通过现场就地显示，或通过后台显示，具体方式可以灵活。

优选的，所述智控单元的控制通过现场控制，或通过后台控制，或两者相互互动完成控制。

优选的，监测装置具有实时在线密度值、压力值、温度值等数据显示、变化趋势分析、历史数据查询、实时告警等功能。

优选的，所述装置还包括：外壳体；所述智控单元、在线校验接点信号采样单元设置在所述外壳体内。

优选的，所述智控单元包括：微处理器、人机界面、阀控制器、压力调整机构位置检测与执行控制器，所述人机界面、阀控制器、压力调整机构位置检测与执行控制器均与所述微处理器电性连接。

优选的，所述智控单元核心元件为集成电路组成的处理器。

优选的，所述智控单元核心元件为可编程控制器。

优选的，所述智控单元核心元件为工控机，或工业计算机。

优选的，所述智控单元和在线校验接点信号采样单元包括：单片机，或ARM芯片，或AI芯片。

优选的，所述智控单元的电路上包括保护元器件，特别是抗干扰元器件。

优选的，所述在线校验接点信号采样单元包括保护元器件，特别是抗干扰元器件。

优选的，所述气体密度继电器的额定压力值或需要校验的其它压力值有接点信号输出。

优选的，所述监测装置能够在线监测气体密度值，或密度值、压力值、温度值。

优选的，还包括微水传感器，所述微水传感器与所述气体密度继电器连接，能够在线监测气体微水值。

优选的，还包括微水传感器和气体循环机构，所述微水传感器和所述气体循环机构均与所述气体密度继电器相连，能够在线监测气体内部微水值。

优选的，所述气体循环机构包括适当长度的毛细管、密封腔室、加热元件，通过加热元件，实现气体流动，能够在线监测气体内部微水值。

优选的，还包括分解物传感器，所述分解物传感器与所述气体密度传感器相连，能够在线监测气体分解物。

优选的，所述监测装置具有自诊断功能，能够对异常及时告示。例如断线、短路报警、传感器损坏等告示。

优选的，所述监测装置具有安全保护功能，低于参数设定值时，监测装置就自动不再对密度继电器进行校验，并发出告示信号。

优选的，在≥50℃的高温、≤-20℃的低温、非20℃的常温、20℃的环境温度校验时，装置其误差判定要求可以根据对应的温度而确定。

更优选的，在高温、低温、常温、20℃环境温度校验时，装置其误差判定要求不同，具体可以根据温度的要求，按照相关标准实施。

优选的，所述监测装置能够根据所述密度继电器在不同的温度下，不同的时间段进行其误差性能的比较，即不同时期，相同温度范围内的比较，作出判定装置的性能，具有历史各个时期的比对、历史与现在的比对。并能够对装置进行体检。

优选的，所述监测装置反复校验多次（例如2~3次），计算其多次校验结果的平均值。

优选的，监测装置必要时，可以随时对密度继电器进行校验。

优选的，所述监测装置对所述气体密度继电器的校验结果能够通过报警信号线、5G无线通讯、RS485有线通讯等多种方式或途径上传。例如可以通过密度在线远传实施上传；或通过无线上传；或通过别的途径上传；可以通过报警接点信号线上传；或单独上传；或与其它信号打包一起上传。

优选的，所述监测装置对所述气体密度继电器、所监测的电气设备的密度值是否正常进行判定，包括对电气设备本身的密度值、气体密度继电器、压力传感器、温度传感器进行正常和异常的判定和分析、比较，进而实现对电气设备、装置本身、气体密度继电器的状态进行判定、比较、分析。

优选的，监测装置具有多个压力传感器、温度传感器。多重监测、比较，保证可靠性。

优选的，在所述阀的气路两侧分别设置有压力传感器；在校验时，所述阀关闭，一个压力传感器监测电气设备本身的压力值，进而时刻监测电气设备本身的密度值，保证校验过程是安全的；另一个压力传感器监测所述气体密度继电器的压力值。

优选的，在所述阀的前端设置有密度继电器或密度开关，输出一个安全校验设定点的信号，该信号与智控单元连接，进而时刻监测电气设备本身的密度值，保证校验过程是安全的。

优选的，压力传感器监测到气体压力有异常时，启动气体密度继电器的校验，了解气体密度继电器的性能，进而可以比较分析。

优选的，压力传感器监测到气体压力有升高趋势时，及时提出异常告示。

优选的，监测装置可以根据大气环境的温度值，对温度传感器进行校验。

优选的，所述监测装置能够对电气设备进行内部的温度在线监测。

优选的，还包括摄像头，所述摄像头与所述智控单元电性连接，对监测装置进行监控。

优选的，还包括分析系统（专家管理分析系统），对电气设备、气体密度继电器、装置本身进行检测分析、判定，知道问题点在哪里，是气体密度继电器、电气设备、还是装置自身有问题。

优选的，所述监测装置还对所述气体密度继电器的接点信号状态进行监测，并把其状态实施远传。可以在后台就知道气体密度继电器的接点信号状态：断开的还是闭合的，从而多一层监控，提高可靠性。

优选的，所述监测装置还能够对所述气体密度继电器的温度补偿性能进行检测，或检测和判定。

优选的，所述监测装置还能够对气体密度继电器的接点接触电阻进行检测，或检测和判定。

优选的，所述监测装置还对气体密度继电器的温度补偿性能、接点接触电阻、绝缘性能进行检测，或检测和判定。

优选的，监测装置还对气体密度继电器的接点信号状态进行监测。

优选的，所述监测装置还对气体密度继电器的接点信号的控制回路状态（断线、短路）进行监测。

优选的，所述监测装置还能够进行在线补气。

优选的，所述监测装置还能够进行在线气体干燥。

优选的，所述监测装置含有对电子环境温度的保护，防止过低温度或过高温度工作，使其工作在允许的温度范围内。可以设置加热器和/或散热器（风扇），在低温时开启加热器，在高温时开启散热器（风扇），保证压力传感器和/或集成电路等电子元件可以在低温或高温环境下可靠工作。

优选的，所述监测装置具有数据分析、数据处理功能，能够对电气设备进行相应的故障诊断和预测。

一种免维护的智能式气体密度监测装置，它同电气设备连接在一起，包括：气体密度继电器、密度变送器、压力调整机构、阀、在线校验接点信号采样单元和智控单元；所述阀的一端与电气设备相连通，所述阀的另一端与所述气体密度继电器相连通；所述密度变送器在气路上与所述气体密度继电器相连通；所述压力调整机构与所述气体密度继电器相连通；所述在线校验接点信号采样单元分别与所述密度继电器和所述智控单元相连接；所述阀和所述压力调整机构均与所述智控单元相连接。

优选的，所述密度变送器为采用石英音叉技术的密度检测传感器；或者采用压力传感器和温度传感器组成的气体密度变送器。

一种免维护的智能式气体密度监测装置，它同电气设备连接在一起，包括：远传气体密度继电器、压力调整机构、阀、在线校验接点信号采样单元和智控单元；所述阀的一端与电气设备相连通，所述阀的另一端与所述远传气体密度继电器相连通；所述压力调整机构与所述远传气体密度继电器相连通；所述在线校验接点信号采样单元分别与所述远传气体密度继电器和所述智控单元相连接；所述阀和所述压力调整机构均与所述智控单元相连接。

优选的，所述远传气体密度继电器监测气体密度的传感器为采用石英音叉技术的密度检测传感器；或者采用压力传感器和温度传感器组成的气体密度变送器。

一种免维护的智能式气体密度监测方法，包括：

正常工作时，气体密度继电器监控设备内的气体密度，同时通过气体密度检测传感器以及智控单元在线监测电气设备内的气体密度值；

根据设定的校验时间或指令，以及气体密度值情况，在允许校验气体密度继电器的状况下：

1）通过智控单元把压力调整机构调整到校验的初始状态（根据需要，如果压力调整机构已在校验的初始状态，该步骤可以省去，直接进入下一步）；

2）通过智控单元关闭阀；

3）通过智控单元把在线校验接点信号采样单元调整到校验状态，在校验状态时，切断气体密度继电器接点信号控制回路，气体密度继电器接点信号连接到智控单元。

4）通过智控单元驱动压力调整机构，使气体压力缓慢下降，使得气体密度继电器发生接点动作，接点动作通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元，智控单元根据接点动作时的压力值、温度值得到密度值，或直接得到密度值，检测出气体密度继电器的接点信号（报警或闭锁接点）动作值，完成气体密度继电器的接点信号动作值的校验工作；

5）通过智控单元驱动压力调整机构，使气体压力缓慢上升，使得气体密度继电器发生接点复位，接点信号复位通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元，智控单元根据接点复位时的压力值、温度值得到密度值，或直接得到密度值，检测出气体密度继电器的接点信号（报警或闭锁接点）返回值，完成气体密度继电器的接点信号返回值的校验工作；

6）当所有的接点信号校验工作完成后，通过智控单元开启阀；通过智控单元把在线校验接点信号采样单元调整到工作状态，在工作状态时，气体密度继电器接点信号控制回路恢复运行正常状态。即在线对气体密度继电器校验完成后，装置自动恢复到工作状态，此时阀4是开启的，在线校验接点信号采样单元调整到工作状态，气体密度继电器接点信号控制回路恢复正常工作状态。

优选的，在校验状态时，所述智控单元自动对校验检测结果进行对比、判断。

优选的，监测装置完成气体密度继电器的校验工作后，如有异常，能够自动发出报警，用多种方式上传到远端，或发送到指定的接收机上，例如发送到手机。

优选的，完成气体密度继电器的校验工作后，如有异常，所述智控单元通过所述气体密度继电器的报警接点信号上传。

优选的，密度值和校验结果通过现场就地显示，或通过后台显示，具体方式可以灵活。

优选的，所述智控单元的控制通过现场控制，或通过后台控制，或两者相互互动完成控制。

优选的，监测装置能够在线监测电气设备的气体密度值、压力值、温度值，实现对电气设备的气体密度的在线监测。

一种免维护的智能式气体密度监测系统，包括：与若干设有六氟化硫气室的高压电气设备对应连接的若干免维护的智能式气体密度监测装置，若干免维护的智能式气体密度监测装置均依次通过集线器、协议转换器与远程后台检测系统连接。

优选的，包括：与若干设有六氟化硫气室的高压电气设备对应连接的若干免维护的智能式气体密度监测装置，若干免维护的智能式气体密度监测装置均依次通过集线器、IEC61850协议转换器与远程后台检测系统连接。

优选的，集线器采用RS485集线器，并且IEC61850协议转换器还分别与网络服务打印机和网络数据路由器连接。

优选的，所述免维护的智能式气体密度监测装置采用有线或无线的通信方式，将各种传感器数据上传到物联网云平台；其中有线的通讯方式包括RS232、RS485、CAN-BUS等工业总线、光纤以太网、4-20mA、Hart、IIC、SPI、Wire、同轴电缆或PLC电力载波；无线的通讯方式包括传感器内置5G/NB-IOT通讯模块（如5G、NB-IOT）、2G/3G/4G/5G等、WIFI、蓝牙、Lora、Lorawan、Zigbee、红外、超声波、声波、卫星、光波、量子通信或声呐等。

优选的，监测装置具有实时在线密度值、压力值、温度值等数据显示、变化趋势分析、历史数据查询、实时告警等功能。具有数据分析、数据处理功能，能够对电气设备进行相应的故障诊断和预测，为电气设备的状态检修提供技术支持。

优选的，电气设备包括SF₆气体电气设备、SF₆混合气体电气设备、环保型气体电气设备、或其它绝缘气体电气设备。电气设备包括GIS、GIL、PASS、断路器、电流互感器、电压互感器、变压器、充气柜、环网柜等等。所述气体密度继电器包括：双金属片补偿的气体密度继电器、气体补偿的气体密度继电器、或者双金属片和气体补偿混合型的气体密度继电器；完全机械的气体密度继电器、数字型气体密度继电器、机械和数字结合型的气体密度继电器；带指针显示的气体密度继电器、数显型气体密度继电器、不带显示或指示的气体密度开关；SF₆气体密度继电器、SF₆混合气体密度继电器、N2气体密度继电器、其它气体密度继电器等等。

本发明的有益效果在于：

本发明提供一种高压电气设备用的免维护的智能式气体密度监测装置、方法和系统，通过后台以及智控单元关闭阀，使得气体密度继电器在气路上与电气设备隔断；通过压力调整机构调节压力，使得气体密度继电器发生接点动作，接点动作通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元，智控单元根据接点动作时的密度值，检测出气体密度继电器的报警和/或闭锁接点动作值和/或返回值，完成气体密度继电器的在线校验工作。

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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明实施例1的结构示意图。

图2附图为本发明实施例1的控制电路图。

图3附图为本发明实施例2的结构示意图。

图4附图为本发明实施例3的结构示意图。

图5附图为本发明实施例4的结构示意图。

图6附图为本发明实施例5的结构示意图。

图7附图为本发明实施例6的结构示意图。

图8附图为本发明实施例7的结构示意图。

图9附图为本发明实施例8的结构示意图。

图10附图为本发明实施例9的结构示意图。

图11附图为本发明实施例10的结构示意图。

图12附图为本发明实施例11的结构示意图。

图13附图为本发明实施例12的结构示意图。

图14附图为本发明实施例13的结构示意图。

图15附图为本发明的一种控制电路图。

图16附图为本发明的另一种控制电路图。

图17附图为本发明的另一种控制电路图。

图18附图为本发明的另一种控制电路图。

图19附图为本发明的另一种控制电路图。

图20附图为本发明的另一种控制电路图。

图21附图为本发明的另一种控制电路图。

图22附图为本发明的一种4-20mA型密度变送器电路示意图。

图23附图为本发明实施例14的结构示意图。

图24附图为本发明的免维护的智能式气体密度监测系统的一种结构示意图。

图25附图为本发明的免维护的智能式气体密度监测系统的另一种结构示意图。

图26附图为本发明的免维护的智能式气体密度监测系统的再一种结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅附图1，本发明实施例一种高压电气设备用的免维护的智能式气体密度监测装置，包括：气体密度继电器1、压力传感器2、温度传感器3、阀4、压力调整机构5、在线校验接点信号采样单元6、智控单元7和多通接头9；阀4的一端密封连接于SF₆电气设备8上，阀4的另一端与气体密度继电器1相连通；压力传感器2在气路上与气体密度继电器1相连通；压力调整机构5与气体密度继电器1相连通；在线校验接点信号采样单元6分别与密度继电器1和智控单元7相连接；压力传感器2、温度传感器3与智控单元7相连接；阀4与智控单元7相连接；压力调整机构5与智控单元7相连接。

参阅附图2，本发明的在线校验接点信号采样单元6主要由继电器J1和继电器J2组成。对于压力值正常时，接点信号为常开接点的气体密度继电器，其中继电器J1的两对常闭接点J11和J12串联在气体密度继电器接点控制回路中；继电器J2的两对常开接点J21和J22连接在气体密度继电器1的接点上。也可以是：其中继电器J1的一对常闭接点J11串联在气体密度继电器接点控制回路中；继电器J2的一对常开接点J21连接在气体密度继电器接点上；还可以，继电器J1和继电器J2合为一体，即具有常开常闭接点的继电器。总之可以多对，单个，灵活组合使用。智控单元7主要由处理器U1、电源U2组成，处理器U1可以是：通用计算机、工控机、CPU、单片机、ARM芯片、AI芯片、MCU、FPGA、PLC等、工控主板、嵌入式主控板等，以及其它智能集成电路。电源U2可以是：开关电源、交流220V、直流电源、LDO、可编程电源、太阳能、蓄电池、充电电池、电池等。而压力采集P的压力传感器2可以是：压力传感器、压力变送器等各种感压元件。温度采集T的温度传感器3可以是：温度传感器、温度变送器等各种感温元件。阀4可以是：电磁阀、电动阀、气动阀、球阀、针阀、调节阀、截门等等可开启和关断气路，甚至控制流量的元件。半自动的还可以是手动阀。压力调整机构5可以是：电动调节活塞、电动调节缸、增压泵、气瓶加压、以及阀门、电磁阀、流量控制器等。半自动的还可以是手动调节的压力调整机构。

本发明实施例1的工作原理如下：

智控单元7根据压力传感器2、温度传感器3监测到电气设备8的气体压力P和温度T，得到相应的20℃压力值P20（即气体密度值）。当需要校验密度继电器1时，此时如果气体密度值P20≥设定的安全校验密度值PS；装置就发出指令，即通过智控单元7关闭阀4，使得气体密度继电器1在气路上与电气设备8隔断。监测装置接着就发出指令，通过智控单元7断开气体密度继电器1的控制回路，即在线校验接点信号采样单元6的电磁继电器J1的接点J11和J12断开，使得在线校验气体密度继电器1时不会影响电气设备8的安全运行，也不会在校验时，误发报警信号，或闭锁控制回路。因为监测装置在开始校验前，已经进行气体密度值P20≥设定的安全校验密度值PS的监测和判断，因为电气设备8的气体是在安全运行范围内的，况且气体泄漏是个缓慢的过程，校验时是安全的。同时装置接着就发出指令，通过智控单元7连通气体密度继电器1的接点采样电路，即在线校验接点信号采样单元6的电磁继电器J2的接点J21和J22闭合，此时气体密度继电器的接点PJ就通过电磁继电器J2的接点J21和J22与智控单元7相连接。然后，装置接着就发出指令，操作压力调整机构5，压力调整机构5主要由驱动部件52、活塞51组成，活塞51内设置有温度感应装置510。通过智控单元7控制压力调整机构5的驱动部件52（可以主要采用电机（马达）和齿轮实现，其方式多样、灵活），进而调节压力调整机构5的活塞51，使得由活塞51、气体密度继电器1、阀4等组成的密封腔体发生体积变化，使气体密度继电器1的气体的压力逐步下降，使得密度继电器1发生接点动作，其接点动作通过在线校验接点信号采样单元6的电磁继电器J2上传到智控单元7，智控单元7根据接点动作时测得的压力值P和温度T值，按照气体特性换算成为对应20℃时的压力值P20（密度值），就可以检测到气体密度继电器的接点动作值PD20，待气体密度继电器的报警和/或闭锁信号的接点动作值全部检测出来后。再通过智控单元7控制压力调整机构5的电机（马达、或变频电机），调节压力调整机构5的活塞51，使气体密度继电器1的气体的压力逐步上升，测试到气体密度继电器1的报警和/闭锁接点信号的返回值。装置可以如此反复校验多次（例如2~3次），然后计算其平均值。完成相应的要求后，这样就完成了气体密度继电器1的校验工作。然后装置就发出指令，通过智控单元7断开气体密度继电器1的接点采样电路，即在线校验接点信号采样单元6的电磁继电器J2的接点J21和J22断开，此时气体密度继电器的接点PJ就通过断开电磁继电器J2的接点J21和J22与智控单元7不相连接。同时监测装置就发出指令，即通过智控单元7开启阀4，使得气体密度继电器1在气路上与电气设备8相连通。监测装置接着再发出指令，通过智控单元7连通气体密度继电器1的控制回路，即在线校验接点信号采样单元6的电磁继电器J1的接点J11和J12闭合，使得气体密度继电器1的密度监控回路正常工作，使气体密度继电器1安全监控电气设备8的气体密度，使电气设备8安全可靠工作。这样就方便完成气体密度继电器1的在线校验工作，同时在线校验气体密度继电器1时不会影响电气设备8的安全运行。当完成了气体密度继电器1的校验工作后，监测装置就进行判定，可以告示检测结果。方式灵活，具体来说可以：1）监测装置可以就地告示，例如通过指示灯、数码或液晶等显示；2）或监测装置可以通过在线远传通讯方式实施上传，例如可以上传到在线监测系统的后台；3）或通过无线上传，上传到特定的终端，例如可以无线上传手机；4）或通过别的途径上传；5）或把异常结果通过报警信号线或专用信号线上传；6）单独上传，或与其它信号捆绑上传。总之，监测装置完成气体密度继电器的在线校验工作后，如有异常，能够自动发出报警，可以上传到远端，或可以发送到指定的接收机上，例如发送到手机。或者，监测装置完成气体密度继电器1的校验工作后，如有异常，智控单元7可以通过气体密度继电器1的报警接点信号上传远端（监控室、后台监控平台等），以及还可以就地显示告示。简单版的密度继电器在线校验，可以把校验结果有异常的结果通过报警信号线上传，可以以一定的规律上传，例如异常时，在报警信号接点并联一个接点，有规律的闭合和断开，可以通过解析得到状况；或通过独立的校验信号线上传。具体可以状态好上传，或有问题上传。也可以通过远传密度在线监测上传，或把校验结果通过单独的校验信号线上传，或通过就地显示，就地报警，或通过无线上传，与智能手机联网上传。其通信方式为有线或无线，有线的通讯方式可以为RS232、RS485、CAN-BUS等工业总线、光纤以太网、4-20mA、Hart、IIC、SPI、Wire、同轴电缆、PLC电力载波等；无线通讯方式可以为2G/3G/4G/5G等、WIFI、蓝牙、Lora、Lorawan、Zigbee、红外、超声波、声波、卫星、光波、量子通信、声呐、传感器内置5G/NB-IOT通讯模块（如NB-IOT）等。总之，可以多重方式，多种组合，充分保证监测装置的可靠性能。

监测装置具有安全保护功能，具体就是低于设定值时，监测装置就自动不再对气体密度继电器进行在线校验，而发出告示信号。例如，当电气设备8的气体密度值小于设定值PS时，就不校验了。例如：只有当电气设备8的气体密度值≥（报警压力值+0.02MPa）时，才能进行在线校验。

监测装置可以根据设定的时间进行在线校验，也可以根据设定的温度（例如极限高温、高温、极限低温、低温、常温、20度等）进行在线校验。高温、低温、常温、20℃环境温度在线校验时，其误差判定要求是不一样的，例如20℃环境温度校验时，可以根据气体密度继电器1的精度要求是1.0级、或1.6级，高温时可以是2.5级。具体可以根据温度的要求，按照相关标准实施。例如按照DL/T 259《六氟化硫气体密度继电器校验规程》中的4.8条温度补偿性能规定，每个温度值所对应的精度要求。

监测装置能够根据气体密度继电器1在不同的温度下，不同的时间段进行其误差性能的比较。即不同时期，相同温度范围内的比较，作出判定气体密度继电器、电气设备、监测装置的性能。具有历史各个时期的比对、历史与现在的比对。对监测装置进行体检。

监测装置可以反复校验多次（例如2~3次），根据每次的校验结果，然后计算其平均值。

监测装置必要时，可以随时对气体密度继电器1进行在线校验。

压力传感器类型：绝对压力传感器、相对压力传感器、或绝对压力传感器和相对压力传感器，数量可以若干个。压力传感器形式可以是扩散硅压力传感器、MEMS压力传感器、芯片式压力传感器、线圈感应压力传感器（如巴登管附带感应线圈的压力测量传感器）、电阻压力传感器（如巴登管附带滑线电阻的压力测量传感器）。可以是模拟量压力传感器，也可以是数字量压力传感器。压力采集为压力传感器、压力变送器等各种感压元件，例如扩散硅式、蓝宝石式、压电式、应变片式（电阻应变片式、陶瓷应变片式）。温度传感器可以是：热电偶、热敏电阻、半导体式；温度传感器可以接触式和非接触式；传感器材料及电子元件特性，温度传感器可以为热电阻和热电偶。总之，温度采集可以用温度传感器、温度变送器等各种感温元件。

气体密度继电器包括：带指示的密度继电器（指针显示的密度继电器、或数码显示的密度继电器、液晶显示的密度继电器），不带指示的密度继电器（即密度开关）。

监测装置具有压力、温度测量及软件换算功能。在不影响电气设备安全运行的前提下，能够在线检测出气体密度继电器的报警和/或闭锁接点动作值和/或返回值。当然报警和/闭锁接点信号的返回值也可以根据要求不需要测试。

智控单元7主要完成阀4的控制、压力调整机构5的控制、信号采集。即智控单元7的基本要求或功能是：通过智控单元7完成对阀4的控制、压力调整机构5的控制、信号采集。实现：1、能够检测到气体密度继电器接点信号发生动作时的压力值和温度值，换算成对应的20℃时的压力值P20（密度值），即能够检测到气体密度继电器的接点动作值PD20，完成气体密度继电器的校验工作。或者，能够直接检测到气体密度继电器接点信号发生动作时的密度值PD20，完成气体密度继电器的校验工作，这是最基本的要求。当然，智控单元7还可以实现：可以完成测试数据存储；和/或测试数据导出；和/或测试数据可打印；和/或可与上位机进行数据通讯；和/或可输入模拟量、数字量信息；智控单元7还包括通讯模块，通过通讯模块实现远距离传输测试数据和/或校验结果等信息；当气体密度继电器1的额定压力值输出信号时，智控单元7同时采集当时的密度值，完成气体密度继电器1的额定压力值校验。监测装置会自动进行对比判定，如果误差超过设定值，就会发出异常提示：气体密度继电器1或压力传感器2、温度传感器3有问题。即监测装置能够完成气体密度继电器1和压力传感器2、温度传感器3或密度变送器的相互校验功能；能够完成气体密度继电器1、压力传感器2、温度传感器3的相互校验。监测装置完成气体密度继电器1的校验时，会自动进行相互对比判断，如果误差超过设定值，就会发出异常提示：气体密度继电器1或压力传感器2、温度传感器3有问题。即监测装置能够完成气体密度继电器1和压力传感器2、温度传感器3或密度变送器的相互校验功能。具有人工智能校对能力；完成气体密度继电器1的校验工作后，能够自动生成密度继电器的校验报告，如有异常，能够自动发出报警，或可以发送到指定的接收机上，例如发送到手机；现场就地显示密度值和校验结果，或通过后台显示密度值和校验结果，具体方式可以灵活；具有实时在线密度值、压力值、温度值等数据显示、变化趋势分析、历史数据查询、实时告警等功能；可以在线监测气体密度值，或密度值、压力值、温度值；具有自诊断功能，能够对异常及时告示。例如断线、短路报警、传感器损坏等告示；能够根据密度继电器在不同的温度下，不同的时间段进行其误差性能的比较。即不同时期，相同温度范围内的比较，作出判定装置的性能。具有历史各个时期的比对、历史与现在的比对。还可以对监测装置进行体检；具有气体密度继电器、所监测的电气设备的密度值的是否正常进行判定。即可以对电气设备本身的密度值、气体密度继电器、压力传感器、温度传感器进行正常和异常的判定和分析、比较，进而实现对电气设备气体密度监控、装置本身、气体密度继电器等状态进行判定、比较、分析；还含有分析系统（专家管理分析系统），对气体密度监测、气体密度继电器、监测元件进行检测分析，判定，知道问题点在哪里。是气体密度继电器、电气设备、还是监测装置自身有问题；还对气体密度继电器的接点信号状态进行监测，并把其状态实施远传。可以在后台就知道气体密度继电器的接点信号状态：断开的还是闭合的，从而多一层监控，提高可靠性；还能够对气体密度继电器的温度补偿性能进行检测，或检测和判定；还能够对气体密度继电器的接点接触电阻进行检测，或检测和判定；具有数据分析、数据处理功能，能够对电气设备进行相应的故障诊断和预测。

只要压力传感器2、温度传感器3、气体密度继电器1相互之间吻合的、正常的，就可以说明装置、气体密度继电器都是正常的。这样就可以不用校验气体密度继电器1，也不要对监测装置进行校验，可以全寿命免校验。除非，变电站中某一个电气设备的压力传感器2、温度传感器3、气体密度继电器1相互之间不吻合的、异常的，才安排维修人员去处理。而对于吻合的、正常的，就不要进行校验，这样一来，大大提高可靠性，大大提高效率，降低成本。

在线校验接点信号采样单元6主要完成气体密度继电器接点信号采样。即在线校验接点信号采样单元6的基本要求或功能是：1、在校验时不影响电气设备8的安全运行。就是在校验时，气体密度继电器接点信号发生动作时，不会影响电气设备8的安全运行；2、气体密度继电器接点信号控制回路不影响装置的性能，特别是不影响智控单元7的性能，不会使得监测装置发生损坏、或影响测试工作。

实施例2

参阅附图3，监测装置包括：气体密度继电器1、压力传感器、温度传感器、电磁阀4、压力调整机构5、在线校验接点信号采样单元、智控单元7、多通接头9、补气接口10和自封阀11。自封阀11的一端密封连接于SF₆电气设备8上，自封阀11的另一端与阀4相连通；阀4的一端密封连接于自封阀11的上，阀4的另一端与多通接头9相连接。气体密度继电器1安装在多通接头9；压力传感器、温度传感器设置在气体密度继电器1上，压力传感器在气路上与气体密度继电器1相连通；压力调整机构5安装在多通接头9上，压力调整机构5与气体密度继电器1相连通；在线校验接点信号采样单元和智控单元7设置在一起。压力传感器、温度传感器与智控单元7相连接；阀4与智控单元7相连接；压力调整机构5与智控单元7相连接。与实施例1有区别的是，本实施例的压力调整机构5主要由气囊53、驱动部件52组成。压力调整机构5根据智控单元7的控制，使得驱动部件52推动气囊53发生体积变化，进而完成压力的升降。通过该压力调整机构5调节压力，使得气体密度继电器1发生接点动作，接点动作通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元7，智控单元7根据气体密度继电器1的接点动作时的压力值以及温度值，换算成对应的密度值，检测到气体密度继电器1的报警和/或闭锁接点动作值和/或返回值，完成气体密度继电器的校验工作。

实施例3

参阅附图4，监测装置包括：混合气体密度继电器1、压力传感器、温度传感器、电动阀4、压力调整机构5、在线校验接点信号采样单元、智控单元7、多通接头9、补气接口10和阀门12。阀门12的一端密封连接于混合气体电气设备8上，阀门12的另一端与阀4相连通；阀4的一端密封连接于阀门12的上，阀4的另一端与多通接头9相连接。气体密度继电器1安装在多通接头9；压力传感器、温度传感器、在线校验接点信号采样单元和智控单元7设置在一起。压力传感器通过多通接头9在气路上与气体密度继电器1相连通；压力调整机构5安装在多通接头9上，压力调整机构5与气体密度继电器1相连通；补气接口10设置在压力调整机构5上。压力传感器、温度传感器与智控单元7相连接；阀4与智控单元7相连接；压力调整机构5与智控单元7相连接。与实施例1不同的是，压力传感器、温度传感器、在线校验接点信号采样单元和智控单元7设置在一起。

实施例4

参与附图5，监测装置包括：气体密度继电器1、压力传感器2、温度传感器、电磁阀4、压力调整机构5、在线校验接点信号采样单元6、智控单元7、补气接口10和自封阀11。自封阀11的一端密封连接于SF₆电气设备8上，自封阀11的另一端与阀4相连通；阀4的一端密封连接于自封阀11的上，阀4的另一端与气体密度继电器1、压力传感器2、压力调整机构5、补气接口10在气路上相连接。压力传感器2、温度传感器设置一起，可以组成为气体密度变送器100，直接得到气体的密度值、压力值、温度值；压力调整机构5与气体密度继电器1相连通；在线校验接点信号采样单元和智控单元7设置在一起。压力传感器2、温度传感器直接或间接与智控单元7相连接；阀4与智控单元7相连接；压力调整机构5与智控单元7相连接。与实施例1有区别的是，①、本实施例的压力调整机构5主要由波纹管54、驱动部件52组成。波纹管54与气体密度继电器1密封连接在一起，组成一个可靠的密封腔体。压力调整机构5根据智控单元7的控制，使得驱动部件52推动波纹管54发生体积变化，进而密封腔体发生体积变化，进而完成压力的升降。②、压力传感器2、温度传感器设置一起组成为气体密度变送器100，直接得到气体的密度值、压力值、温度值。通过该压力调整机构5调节压力，使得气体密度继电器1发生接点动作，接点动作通过在线校验接点信号采样单元6传递到智控单元7，智控单元7根据气体密度继电器1的接点动作时的密度值，甚至压力值以及温度值。检测到气体密度继电器1的报警和/或闭锁接点动作值和/或返回值，完成气体密度继电器1的校验工作。或者只要检测得到气体密度继电器1的报警和/或闭锁接点动作值，完成气体密度继电器1的校验工作。只要气体密度变送器100、气体密度继电器1相互之间吻合的、正常的，就可以说明监测装置的气体密度变送器100、气体密度继电器1都是正常的。这样就可以不用校验气体密度继电器1，也不要对气体密度变送器100进行校验，可以全寿命免校验。除非，变电站中某一个电气设备8的气体密度变送器100、气体密度继电器1相互之间不吻合的、异常的，才安排维修人员去处理。而对于吻合的、正常的，就不要进行校验，这样一来，大大提高可靠性，大大提高效率，降低成本。

实施例5

参阅附图6，监测包括：混合气体密度继电器1、压力传感器、温度传感器、阀4、压力调整机构5、在线校验接点信号采样单元、智控单元7、多通接头9和补气接口10。阀4采用电磁阀，阀4一端密封连接于SF₆混合气体电气设备8上，另一端与多通接头9相连接。阀4密封在壳体41内部，阀4的控制电缆线通过与壳体一41很好密封的引出线密封件一42引出，这样设计确保阀4长期可靠保证密封，能够长期可靠工作。补气接口10直接设置在电气设备8上，可以对电气设备8进行补气或微水测试。气体密度继电器1安装在多通接头9；压力传感器、温度传感器、在线校验接点信号采样单元和气体密度继电器1设置在一起。压力传感器在气路上与气体密度继电器1相连通；压力调整机构5安装在多通接头9上，压力调整机构5在气路上与气体密度继电器1相连通，驱动部件52、活塞51组成，活塞51内设置有温度感应装置510；压力调整机构5密封在壳体二55内部，压力调整机构5的控制电缆线通过与壳体二55很好密封的引出线密封件二56引出，这样设计确保压力调整机构5长期可靠保证密封，能够长期可靠工作。压力传感器、温度传感器与智控单元7相连接；阀4与智控单元7相连接；压力调整机构5与智控单元7相连接。与实施例1不同的是，阀4和压力调整机构5分别密封在其壳体一41、壳体二55内部；以及压力传感器、温度传感器、在线校验接点信号采样单元和气体密度继电器1设置在一起；以及还含有微水传感器，能够监测电气设备8气室的微水含量，可以结合压力调整机构5对气体的循环，能够准确监测到气室内部的微水含量；以及补气接口10直接设置在气体电气设备8上。

实施例6

参阅附图7，监测装置包括：气体密度继电器1、压力传感器2、温度传感器、阀4、压力调整机构5、在线校验接点信号采样单元、智控单元7、多通接头9、补气接口10和自封阀11。自封阀11的一端密封连接于电气设备8上，自封阀11的另一端与阀4相连通；阀4的一端密封连接于自封阀11的上，阀4的另一端与多通接头9相连接。气体密度继电器1安装在多通接头9；压力传感器2安装在多通接头9上，压力传感器2在气路上与气体密度继电器1相连通；压力调整机构5安装在多通接头9上，压力调整机构5与气体密度继电器1相连通；在线校验接点信号采样单元和智控单元7设置在一起；温度传感器设置在气体密度继电器1壳体内部的温度补偿元件附件。压力传感器2、温度传感器与智控单元7相连接；阀4与智控单元7相连接；压力调整机构5与智控单元7相连接。与实施例1有明显区别的是，本实施例的压力调整机构5主要由气室57、加热元件58、保温件59、温度感应装置510组成。气室57外部（也可以内部）带有加热元件58，通过加热，导致温度的变化，进而完成压力的升降。通过该压力调整机构5调节压力，使得气体密度继电器1发生接点动作，接点动作通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元7，智控单元7根据气体密度继电器1的接点动作时的压力值以及温度值，换算成对应的密度值，检测到气体密度继电器1的报警和/或闭锁接点动作值和/或返回值，完成气体密度继电器的校验工作。

实施例6的工作原理如下：当需要校验密度继电器1时，装置发出指令，对压力调整机构5的加热元件58进行加热，当压力调整机构5的温度感应装置510的温度值T₅₁₀与温度传感器的温度值T的温差达到设定值后，装置或系统发出指令，即可以通过智控单元7关闭阀4，使得气体密度继电器1在气路上与SF₆电气设备8隔断；接着立即关断调节机构5的加热元件58，停止对加热元件58进行加热，压力调整机构5的密闭气室57的气体的压力就逐步下降，使得密度继电器1发生报警和或闭锁接点分别动作，其接点动作通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元7，智控单元7根据报警和或闭锁接点动作时的密度值，检测出气体密度继电器的报警和/或闭锁接点动作值和/或返回值，完成气体密度继电器1的校验工作。

实施例7

参阅附图8，监测装置包括：气体密度继电器1、压力传感器、温度传感器、阀4、压力调整机构5、在线校验接点信号采样单元、智控单元、多通接头9和补气接口10。阀4的一端密封连接于SF₆电气设备8上，阀4的另一端与多通接头9相连接。气体密度继电器1安装在多通接头9；压力传感器、温度传感器、在线校验接点信号采样单元、智控单元设置在气体密度继电器1上。压力传感器在气路上与气体密度继电器1相连通；压力调整机构5安装在多通接头9上，压力调整机构5与气体密度继电器1相连通。压力传感器、温度传感器与智控单元相连接；阀4与智控单元相连接；压力调整机构5与智控单元相连接。与实施例1有区别的是，本实施例的压力调整机构5主要由电磁阀512、外壳55组成。压力调整机构5根据智控单元的控制，使得电磁阀512开启，发生压力变化，进而完成压力的升降。通过该压力调整机构5调节压力，使得气体密度继电器1发生接点动作，接点动作通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元，智控单元根据气体密度继电器1的接点动作时的压力值以及温度值，换算成对应的密度值，检测到气体密度继电器1的报警和/或闭锁接点动作值。气体密度继电器1的接点动作值校验完成后，智控单元就关闭电磁阀512，然后开启阀4，发生压力变化，进而完成压力的上升，使得气体密度继电器1发生接点复位，接点复位通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元，智控单元根据气体密度继电器1的接点复位（返回）时的压力值以及温度值，换算成对应的密度值，检测到气体密度继电器1的报警和/或闭锁接点返回值，进而完成气体密度继电器的校验工作。

实施例8

参阅附图9，监测装置包括：气体密度继电器1、压力传感器2、温度传感器3、阀4、压力调整机构5、在线校验接点信号采样单元、智控单元7、多通接头9和补气接口10。多通接头9的一端密封连接于气体绝缘电气设备8上，阀4的一端与多通接头9相连接，阀4的另一端与气体密度继电器1、压力传感器2、压力调整机构5相连接，补气接口10与多通接头9相连接，温度传感器3设置在多通接头9上。气体密度继电器1、压力传感器2、压力调整机构5在气路上相连接。压力调整机构5与气体密度继电器1相连通；在线校验接点信号采样单元和智控单元7设置在一起。压力传感器2、温度传感器3与智控单元7相连接；阀4与智控单元7相连接；压力调整机构5与智控单元7相连接。与实施例1有区别的是，①、本实施例的压力调整机构5主要由活塞51、驱动部件52组成，活塞51内设置有温度感应装置510。活塞51一端与气体密度继电器1密封连接在一起，组成一个可靠的密封腔体。压力调整机构5根据智控单元7的控制，使得驱动部件52推动活塞51运动，进而使密封腔体发生体积变化，进而完成压力的升降。②、驱动部件52设置在密封腔体的外面，而活塞51设置在密封腔体的内部，驱动部件52应用电磁力推动活塞51运动，即活塞51与驱动部件52之间通过磁力使活塞51运动。这样通过该压力调整机构5调节压力，使得气体密度继电器1发生接点动作，接点动作通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元7，智控单元7根据气体密度继电器1的接点动作时的密度值，甚至压力值以及温度值。检测到气体密度继电器1的报警和/或闭锁接点动作值和/或返回值，完成气体密度继电器1的校验工作。或者只要检测得到气体密度继电器1的报警和/或闭锁接点动作值，完成气体密度继电器的校验工作。

实施例9

参阅附图10，监测装置包括：混合气体密度继电器1、压力传感器、温度传感器、电气阀4、压力调整机构5、在线校验接点信号采样单元、智控单元、补气接口10、自封阀11和连接管14。自封阀11的一端密封连接于电气设备8上，自封阀11的另一端与阀4、补气接口10相连通；阀4的另一端通过连接管14与压力调整机构5相连接。气体密度继电器1安装在压力调整机构5上；压力传感器、温度传感器、在线校验接点信号采样单元和智控单元设置在气体密度继电器1上。压力传感器、气体密度继电器1在气路上与压力调整机构5相连通；压力传感器、温度传感器与智控单元相连接；阀4与智控单元相连接；压力调整机构5与智控单元相连接，压力调整机构5主要由活塞51、驱动部件52组成。与实施例1不同的是，压力传感器、温度传感器、在线校验接点信号采样单元、智控单元和气体密度继电器1设置在一起；气体密度继电器1设置在压力调整机构5上。

实施例10

参阅附图11，监测装置包括：气体密度继电器1、压力传感器一21、压力传感器二22、温度传感器一、温度传感器二、阀4、压力调整机构5、在线校验接点信号采样单元、智控单元、多通接头9、补气接口10和自封阀11。自封阀11的一端密封连接于电气设备8上，自封阀11的另一端与阀4相连通；而阀4的另一端与多通接头9相连接。气体密度继电器1、压力传感器二22、温度传感器二、压力调整机构5、补气接口10设置在多通接头9上；压力传感器一21、温度传感器一设置在压力调整机构5上。压力传感器一21、压力传感器二22、温度传感器一、温度传感器二和智控单元相连接。压力传感器一21、压力传感器二22、气体密度继电器1在气路上与压力调整机构5相连通；压力传感器一21、压力传感器二22、温度传感器、温度传感器与智控单元相连接；阀4与智控单元相连接；压力调整机构5与智控单元相连接，压力调整机构5主要由活塞51、驱动部件52组成。与实施例1不同的是，压力传感器有2个，分别是压力传感器一21、压力传感器二22；温度传感器有2个，分别是温度传感器一、温度传感器二；压力传感器一21、温度传感器一、在线校验接点信号采样单元和智控单元设置在一起；压力传感器二22与温度传感器二设置在一起。本实施例目的在于：压力传感器一21和压力传感器二22监测得到的压力值可以进行比对，相互校验；温度传感器一和温度传感器二监测得到的压力值可以进行比对，相互校验；根据压力传感器一21和温度传感器一监测得到的密度值P1₂₀，根据压力传感器二22和温度传感器二监测得到的密度值P2₂₀进行比对，相互校验；甚至还可以在线校验得到气体密度继电器1的额定值的密度值Pe₂₀，相互之间进行比对，相互校验。只要压力传感器一21、压力传感器二22、温度传感器一、温度传感器二、气体密度继电器1相互之间吻合的、正常的，就可以说明监测装置、气体密度继电器1都是正常的。这样就可以不用校验气体密度继电器，也不要对装置进行校验，可以全寿命免校验。除非，变电站中某一个电气设备的压力传感器一21、压力传感器二22、温度传感器一、温度传感器二、气体密度继电器1相互之间不吻合的、异常的，才安排维修人员去处理。而对于吻合的、正常的，就不要进行校验，这样一来，大大提高可靠性，大大提高效率，降低成本。

实施例11

参阅附图12，监测装置包括：气体密度继电器1、压力传感器、温度传感器、阀4、压力调整机构5、在线校验接点信号采样单元、智控单元、补气接口10、自封阀11和连接管14。自封阀11的一端密封连接于气体绝缘电气设备8上，自封阀11的另一端通过连接管14与阀4、补气接口10相连通；阀4的另一端与气体密度继电器1、压力调整机构5相连接。气体密度继电器1与压力传感器、温度传感器、在线校验接点信号采样单元、智控单元设置在一起。压力传感器、气体密度继电器1在气路上与压力调整机构5相连通；压力传感器、温度传感器与智控单元相连接；阀4与智控单元相连接；压力调整机构5与智控单元相连接，压力调整机构5主要由活塞51、驱动部件52组成。本实施例中压力传感器、温度传感器、在线校验接点信号采样单元、智控单元、气体密度继电器1和压力调整机构5在结构设计上与实施例1不一样。

实施例12

参阅附图13，监测装置包括：气体密度继电器1、压力传感器2、温度传感器3、阀4、压力调整机构5、在线校验接点信号采样单元、智控单元7、多通接头9、补气接口10、自封阀11、微水传感器13和分解物传感器15。自封阀11的一端密封连接于电气设备8上，自封阀11的另一端与阀4相连通，补气接口10连接在自封阀11上；而阀4的另一端与多通接头9相连接。气体密度继电器1、压力传感器2、压力调整机构5、微水传感器13、分解物传感器15设置在多通接头9上；温度传感器3设置在气体绝缘电气设备8上。在线校验接点信号采样单元、智控单元7设置在一起。压力传感器2、温度传感器3、微水传感器13、分解物传感器15和智控单元7相连接。压力传感器2、气体密度继电器1在气路上与压力调整机构5相连通；阀4与智控单元7相连接；压力调整机构5与智控单元7相连接，压力调整机构5主要由活塞51、驱动部件52组成。与实施例1不同的是，在线校验接点信号采样单元、智控单元7设置在一起；温度传感器3设置在电气设备8上；同时还含有微水传感器13、分解物传感器15，能够监测气体绝缘电气设备的微水含量、分解物含量。

实施例13

参阅附图14，包括：气体密度继电器1、压力传感器一21、压力传感器二22、温度传感器一31、温度传感器二32、阀4、压力调整机构5、在线校验接点信号采样单元、智控单元7、多通接头9、补气接口10和连接头16。连接头16的一端密封连接于电气设备8上，连接头16的另一端与阀4相连通；而阀4的另一端与多通接头9相连接，阀4密封在壳体一41内部，阀4的控制电缆线通过与壳体很好密封的引出线密封件一42引出，这样设计确保阀4长期可靠保证密封，能够长期可靠工作。气体密度继电器1、压力传感器一21、温度传感器一31、压力调整机构5、补气接口10设置在多通接头9上。压力调整机构5密封在壳体二55内部，压力调整机构5的控制电缆线通过与壳体二55很好密封的引出线密封件二56引出，这样设计确保压力调整机构5长期可靠保证密封，能够长期可靠工作。压力传感器二22、温度传感器二32设置在连接头16上。压力传感器一21、压力传感器二22、温度传感器一31、温度传感器二32和智控单元7相连接。在线校验接点信号采样单元、智控单元7设置在一起。阀4开启时，压力传感器一21、压力传感器二22、气体密度继电器1在气路上与压力调整机构5相连通。而阀4关闭时，压力传感器一21、气体密度继电器1在气路上与压力调整机构5相连通，而压力传感器二22与气体密度继电器1、压力调整机构5在气路上是不相通的。压力传感器一21、压力传感器二22、温度传感器一31、温度传感器二32与智控单元7相连接；阀4与智控单元7相连接；压力调整机构5与智控单元7相连接。与实施例1不同的是，压力传感器有2个，分别是压力传感器一21、压力传感器二22；温度传感器有2个，分别是温度传感器一31、温度传感器二32。本实施例具有安全保护功能，具体就是：1）无论根据压力传感器一21和温度传感器一31或压力传感器二22和温度传感器二32监测得到的密度值低于设定值时，监测装置就自动不再对气体密度继电器1进行校验，而发出告示信号。例如，当电气设备的气体密度值小于设定值时，就不校验了。只有当电气设备的气体密度值≥（闭锁压力+0.02MPa）时，才能进行校验。对接点报警有状态指示。2）或在校验时，此时阀4关闭时，而根据压力传感器二22和温度传感器二32监测得到的密度值低于设定值时，监测装置就自动不再对气体密度继电器进行校验，同时发出告示信号（漏气）。例如，当电气设备的气体密度值小于设定值（闭锁压力+0.02MPa）时，就不校验了。设定值可以任意根据需要设置。同时该装置还具有多个压力传感器、温度传感器的相互校验，以及传感器与气体密度继电器1的相互校验，确保监测装置工作是正常的。即压力传感器仪21和压力传感器二22监测得到的压力值进行比对，相互校验；温度传感器一31和温度传感器二32监测得到的压力值进行比对，相互校验；根据压力传感器一21和温度传感器一31监测得到的密度值P1₂₀，根据压力传感器二22和温度传感器二32监测得到的密度值P2₂₀进行比对，相互校验；甚至还可以校验得到气体密度继电器1的额定值的密度值Pe₂₀，相互之间进行比对，相互校验。同样目的也是：压力传感器一21和压力传感器二22监测得到的压力值可以进行比对，相互校验；温度传感器一31和温度传感器二32监测得到的压力值可以进行比对，相互校验；根据压力传感器一21和温度传感器一31监测得到的密度值P1₂₀，根据压力传感器二22和温度传感器二32监测得到的密度值P2₂₀进行比对，相互校验；甚至还可以在线校验得到气体密度继电器1的额定值的密度值Pe₂₀，相互之间进行比对，相互校验。只要压力传感器一21、压力传感器二22、温度传感器一31、温度传感器二32、气体密度继电器1相互之间吻合的、正常的，就可以说明装置、气体密度继电器都是正常的。这样就可以不用校验气体密度继电器，也不要对装置进行校验，可以全寿命免校验。除非，变电站中某一个电气设备的压力传感器一21、压力传感器二22、温度传感器一31、温度传感器二32、气体密度继电器1相互之间不吻合的、异常的，才安排维修人员去处理。而对于吻合的、正常的，就不要进行校验，这样一来，大大提高可靠性，大大提高效率，降低成本。

参与附图15，在线校验接点信号采样单元6主要由光耦OC1和电阻R1组成。具体是：当气体密度继电器1的接点PJ闭合时，光耦OC1导通，OUT6处就是低电平。反之，当气体密度继电器1的接点PJ断开时，光耦OC1不导通，OUT6处就是高电平。智控单元7主要由处理器U1、电源U2组成。接点采样单元6可以由开关、电接点、光耦、可控硅、DI、继电器、MOS场效应管、三极管、MOS FET继电器、固态继电器、时间继电器、功率继电器、电流传感器（如霍尔电流传感器、直流电流传感器、交流电流传感器）、电流互感器、电压传感器（如霍尔电压传感器、直流电压传感器、交流电压传感器）、电压互感器、电流检测器、电压检测器等灵活组合而成。当然，在线校验接点信号采样单元6和/或智控单元7还包括若干接线座、电气连接器、电容、电阻等电子电器元件。

参与附图16，在线校验接点信号采样单元6主要由光耦OC1、光耦OC2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1∽D4等组成。可以通过该电路，能够知道气体密度继电器1接点PJ的断开还是闭合的状态。具体是：当气体密度继电器1的接点PJ闭合时，二极管D1∽D2或二极管D3∽D4之间就有压降，就触发光耦OC1和/或光耦OC2导通，OUT6处就是高电平。反之，当气体密度继电器1的接点PJ断开时，二极管D1∽D2或二极管D3∽D4之间就没有有压降，光耦OC1和/或光耦OC2没有导通，OUT6处就是低电平。这样就可以方便知道气体密度继电器1接点PJ是断开还是闭合的状态。结合智控单元7，就可以把气体密度继电器1接点PJ是断开还是闭合状态进行相应处理，以及进行上传。这样装置就可以方便对气体密度继电器1的接点信号PJ状态进行监测，并把其状态实施远传。可以在后台就知道气体密度继电器的接点信号状态：断开的还是闭合的，从而多一层监控，提高可靠性。智控单元7主要由处理器U1、电源U2组成。

参阅附图17，在线校验接点信号采样单元6主要由霍尔电流传感器H1和H2组成。气体密度继电器1接点闭合时，霍尔电流传感器H1和H2就感知电流。同时可以通过该电路，能够知道气体密度继电器1接点的断开还是闭合的状态。智控单元7主要由处理器U1、电源U2、通讯模块U3、保护电路U4、显示及输出U5、数据存储U6等组成。其中，通讯模块U3的通讯方式可以是有线：如RS232、RS485、CAN-BUS等工业总线、光纤以太网、4-20mA、Hart、IIC、SPI、Wire、同轴电缆、PLC电力载波等；或者是无线：如2G/3G/4G/5G等、WIFI、蓝牙、Lora、Lorawan、Zigbee、红外、超声波、声波、卫星、光波、量子通信、声呐等。保护电路U4可以是：抗静电干扰电路（如ESD、EMI）、抗浪涌电路、电快速保护电路、抗射频场干扰电路、抗脉冲群干扰电路、电源短路保护电路、电源接反保护电路、电接点误接保护电路、充电保护电路等。这些保护电路可以一种、或若干种灵活组合而成。而显示及输出U5可以是：数码管、LED、LCD、HMI、显示器、矩阵屏、打印机、传真、投影仪、手机等，可以一种、或若干种灵活组合而成。数据存储U6可以是：FLASH、RAM、ROM、硬盘、SD等闪存卡、磁带、打孔纸带、光盘、U盘、碟片、胶卷等，可以一种、或若干种灵活组合而成。同时，当气体密度继电器1的接点PJ闭合时，就触发光耦OC1导通，OUT6处就是低电平。反之，当气体密度继电器1的接点PJ断开时，光耦OC1没有导通，OUT6处就是高电平。这样就可以方便知道气体密度继电器1接点PJ是断开还是闭合的状态。

参阅附图18，在线校验接点信号采样单元6主要由可控硅SCR1~SCR4组成。在线校验接点信号采样单元6也可以由固态继电器或电磁继电器和可控硅SCR混合灵活组成。智控单元7主要由处理器U1、电源U2、通讯模块U3、保护电路U4、显示及输出U5、数据存储U6等组成。

参阅附图19，在线校验接点信号采样单元6主要由光耦OC1、光耦OC2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1∽D4等组成。可以通过该电路，能够知道气体密度继电器1接点的断开还是闭合的状态。智控单元7主要由处理器U1、电源U2、通讯模块U3、保护电路U4、数据存储U6等组成。

参阅附图20，智控单元7主要由处理器U1、电源U2、通讯模块U3、保护电路U4、显示及输出和操作U5、数据存储U6等组成。处理器U1含有晶振和滤波电路。保护电路U4包括浪涌保护电路、滤波电路、短路保护电路、极性保护电路、过压保护电路等。电源有2级，还包括降压模块。压力传感器2采用数字压力传感器。

参阅附图21，智控单元7主要由处理器U1、电源U2、通讯模块U3、保护电路U4等组成。处理器U1含有晶振和滤波电路。保护电路U4包括浪涌保护电路、滤波电路、短路保护电路、极性保护电路、过压保护电路等。电源有2级，还包括降压模块。压力传感器2采用模拟压力传感器，压力传感器2经过过压保护电路后，经过运算放大电路，到调制电路后，再经过滤波电路到处理器U1。通讯模块U3中，由通讯芯片731经过浪涌保护电路到通讯接口。

参阅附图22，4-20mA型密度变送器主要由微处理器、电源、调制电路、电流环、保护电路、压力传感器、运算放大器、温度传感器、比例调制模块、降压模块等组成。微处理器含有晶振和滤波电路。保护电路包括浪涌保护电路、滤波电路、短路保护电路、极性保护电路、过压保护电路等。模拟压力传感器经过过压保护电路后，经过运算放大电路，到调制电路后，再经过滤波电路到微处理器，这样微处理器就能能够采集到压力值，以及采集的温度值，经过微处理器计算换算后，得到密度值信号。密度值信号经过比例调制模块、调制电路、电流环，得到4-20mA的密度值。

总之，模拟的压力传感器、温度传感器、微水传感器经过放大电路后，到A/D转换，到MCU，实现压力、温度、水分采集。智控单元7可以含有或连接打印机、液晶显示器，还可以实现USB存储、RS232通讯。

实施例14

参阅附图23，本发明提供了一种免维护的智能式气体密度监测装置，包括气体密度继电器1、压力传感器2、温度传感器3、阀4、压力调整机构5、在线校验接点信号采样单元6和智控单元7、补气接口10、自封阀11和连接管14。压力调整机构5主要由活塞51、驱动部件52组成。智控单元7包括：微处理器U1、电源U2、通讯模块U3、保护电路U4、阀控制器U7、执行控制器U8、人机界面U9、压力调整机构位置检测件511等。执行控制器U8也可以称作控制系统，可以设置在智控单元7上；或控制系统甚至部分器件设置在压力调整机构5上，两者密切配合，融合在一起。

实施例15

本发明提供了一种免维护的智能式气体密度监测方法，包括：

正常工作时，气体密度继电器1监控设备内的气体密度，同时监测装置通过压力传感器2、温度传感器3以及智控单元7在线监测设备内的气体密度值。

监测装置根据设定的校验时间，以及气体密度值情况，在允许校验气体密度继电器的状况下：

1）通过智控单元7把压力调整机构5调整到校验的初始状态。

2）通过智控单元7关闭阀4。

3）通过智控单元7把在线校验接点信号采样单元调整到校验状态。在校验状态时，切断气体密度继电器接点信号控制回路，气体密度继电器接点信号连接到智控单元7。

4）通过智控单元7驱动压力调整机构5，使气体压力缓慢下降，使得气体密度继电器1发生接点动作，接点动作通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元7，智控单元7根据接点动作时的压力值、温度值得到密度值，或直接得到密度值，检测出气体密度继电器的接点信号（报警或闭锁接点）动作值，完成气体密度继电器1的接点信号动作值的校验工作。

5）进一步，通过智控单元7驱动压力调整机构5，使气体压力缓慢上升，使得气体密度继电器1发生接点复位，接点信号复位通过在线校验接点信号采样单元6传递到智控单元7，智控单元7根据接点复位时的压力值、温度值得到密度值，或直接得到密度值，检测出气体密度继电器的接点信号（报警或闭锁接点）返回值，完成气体密度继电器1的接点信号返回值的校验工作。

6）当所有的接点信号校验工作完成后，通过智控单元7开启阀4。通过智控单元7把在线校验接点信号采样单元6调整到工作状态。在工作状态时，气体密度继电器1接点信号控制回路恢复运行正常状态。即在线对气体密度继电器1校验完成后，监测装置自动恢复到工作状态，此时阀4是开启的，在线校验接点信号采样单元6调整到工作状态，气体密度继电器接点信号控制回路恢复正常工作状态。监测装置会自动对校验检测结果进行对比、判断。装置完成气体密度继电器1的校验工作后，如有异常，能够自动发出报警，可以用多种方式上传到远端，或可以发送到指定的接收机上，例如发送到手机。完成气体密度继电器1的校验工作后，如有异常，智控单元7可以通过密度继电器1的报警接点信号上传。现场就地显示密度值和校验结果，或通过后台显示密度值和校验结果，具体方式可以灵活。智控单元7的控制可以通过现场控制，也可以通过后台控制，或两者相互互动完成控制。监测装置能够在线监测电气设备8的气体密度值、压力值、温度值，实现对电气设备8的气体密度的在线监测。

实施例16

参阅附图24-26，本发明提供了一种免维护的智能式气体密度监测系统，包括：与若干设有六氟化硫气室的高压电气设备对应连接的若干免维护的智能式气体密度监测装置，若干免维护的智能式气体密度监测装置均依次通过集线器、协议转换器与远程后台检测系统连接；其中，即免维护的智能式气体密度监测装置分别设置在对应的六氟化硫气室的高压电气设备上。或，包括：与若干设有六氟化硫气室的高压电气设备对应连接的若干免维护的智能式气体密度监测装置，若干免维护的智能式气体密度监测装置均依次通过集线器、IEC61850协议转换器与远程后台检测系统连接；其中，即免维护的智能式气体密度监测装置分别设置在对应的六氟化硫气室的高压电气设备上。其中集线器采用RS485集线器，并且IEC61850协议转换器还分别与网络服务打印机和网络数据路由器连接。若干免维护的智能式气体密度监测装置的通信方式为有线或无线。有线的通讯方式为RS232、RS485、CAN-BUS等工业总线、光纤以太网、4-20mA、Hart、IIC、SPI、Wire、同轴电缆、PLC电力载波等；无线通讯方式为传感器内置5G/NB-IOT通讯模块（如5G、NB-IOT）、2G/3G/4G/5G等、WIFI、蓝牙、Lora、Lorawan、Zigbee、红外、超声波、声波、卫星、光波、量子通信、声呐等，将各种传感器数据上传到物联网云平台。装置具有实时在线密度值、压力值、温度值等数据显示、变化趋势分析、历史数据查询、实时告警等功能。具有数据分析、数据处理功能，能够对电气设备进行相应的故障诊断和预测，为电气设备的状态检修提供技术支持。

本发明中，压力（值）采集：压力值采集装置由压力传感器或集成压力传感器和处理电路的压力变送器提供。压力传感器直接将物理压力信号转变为初级电信号，提供给后级处理采集电路使用。而压力变送器将物理压力信号转变为标准电信号，比如电流信号4～20mA、电压信号 0～5V；或以某种通信协议的形式提供给控制处理装置，如485MODBUS通信，232通信。压力传感器类型包含但不限于：扩散硅压力传感器，应变电阻式压力传感器，静电容量型压力传感器，压电式压力传感器，蓝宝石压力传感器，陶瓷压力传感器。压力采集该部份包括但不限于以下组成：压力传感器，信号调理元件，运算控制器，通信元件，信号转换元件。压力该部份可能由以下方式实现：以压力传感器初级电信号直接提供，将物理压力信号转变为标准电压或电流信号以变送器的方式提供，将物理压力信号转变为通信协议以变送器的方式提供。

温度（值）采集：温度传感器的类型：热电阻，热电偶，集成元件、半导体器件。该温度传感器包括但不限于以下组成部份：感温元件，信号调理元件，运算控制器，通信元件或信号转换元件。该温度传感器可能由以下方式实现，提供给控制处理装置：以感温元件直接提供初级电信号，以温度变送模块的方式通过电压、电流、通信协议的方式提供。

在线校验接点信号采样单元：包括但不限于以下组成部份：隔离电源，光耦，保护器件，限压器件，限流器件，滤波器件。该采样单元也可能由以下其他方式实现：晶体管元件、MOS管元件、继电器（电磁继电器、固态继电器、开关）、集成IO芯片。该采样单元独立采集传送模块的方式提供。还可以集成在智控单元上，或集成在气体密度继电器上。或者，所述的在线校验接点信号采样单元最简单的就是由电线组成。

智控单元：作为在线校验气体密度继电器整个装置的运算控制的核心，采集外部传感器（压力、温度，或密度）和采样单元的密度继电器接点信号，接受人机界面的输入信息，经过运算，以人机界面显示屏，打印机，外接存存器，通信接口上传等方式，输出校验检测结果，实现气体密度等物理量的在线监测。智控单元包含但不限于以下组成部份：电源，处理器，存储器，I/O口，通信接口驱动芯片。其中，处理器，存储器，I/O口可能集成在一个中央处理器芯片中。也可能由以下其它方式实现：微型电脑，PLC等等。其中的人机界面：包括但不限于：显示屏，按键。也可以由显示屏，加触摸屏组成。或，也可能由以下方式实现：串口屏，HMI屏，微型电脑。

压力调整机构：压力调整机构5还设有控制系统，结合智控单元7、以及该控制系统能够很好的控制压力调整机构5的驱动部件52（可以主要采用电机（马达）和齿轮实现，其方式多样、灵活）运动，完成压力的升降。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (96)

1.一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，包括：气体密度继电器、气体密度检测传感器、压力调整机构、多通接头、阀、在线校验接点信号采样单元和智控单元；所述阀的一端与电气设备相连通，所述阀的另一端与所述气体密度继电器相连通，在进行气体密度校验时通过所述智控单元关闭所述阀使得所述气体密度继电器在气路上与电气设备隔断；所述气体密度检测传感器在气路上与所述气体密度继电器相连通；所述压力调整机构与所述气体密度继电器相连通；所述在线校验接点信号采样单元分别与所述密度继电器和所述智控单元相连接；所述阀和所述压力调整机构均与智控单元相连接，所述阀与所述多通接头连接，所述气体密度继电器和所述压力调整机构设置在所述多通接头上，其中，通过所述压力调整机构调节气体压力升降，使得所述密度继电器发生接点信号动作，接点信号动作通过在线校验接点信号采样单元传递到所述智控单元，所述智控单元根据接点信号动作时的密度值，检测出所述气体密度继电器的接点信号动作值和/或返回值，在线完成气体密度继电器的校验工作。

2.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述气体密度检测传感器采用压力传感器和温度传感器；或者采用压力传感器和温度传感器组成的气体密度变送器；或者采用石英音叉技术的密度检测传感器。

3.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述智控单元用于完成所述阀的控制、所述压力调整机构的控制以及压力值采集和温度值采集；或用于完成所述阀的控制、所述压力调整机构的控制以及密度值采集。

4.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述在线校验接点信号采样单元对所述气体密度继电器进行接点校验，满足：接点信号采样单元具有独立的多组采样接点，同时对多对接点自动完成校验，并对多对接点的动作值进行连续测量，无须更换接点或重新选择接点。

5.根据权利要求2所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述压力传感器和所述温度传感器采集气体的压力值和温度值，并传输给所述智控单元，所述智控单元根据气体的压力值和温度值依据气体特性换算成20℃的压力值。

6.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述监测装置能够测量绝对压力型气体密度继电器和相对压力型气体密度继电器，包括绝压结构—绝压显示型的密度继电器、绝压结构—表压显示型的密度继电器、表压结构—绝压显示型的密度继电器或表压结构—表压显示型的密度继电器。

7.根据权利要求6所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述监测装置具有人机交互功能：具有数据显示界面，实时刷新当前数据值；具有数据输入功能，能够输入参数设定值。

8.根据权利要求 5所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述智控单元具有IO接口，完成测试数据存储和/或导出；和/或打印；和/或与上位机进行数据通讯；和/或输入模拟量以及数字量信息。

9.根据权利要求8所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述智控单元还包括通讯模块，通过通讯模块实现远距离传输测试数据和/或校验结果信息。

10.根据权利要求9所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述的通讯模块的通讯方式采用有线通讯方式或无线通讯方式，其中有线通讯方式包括工业总线、光纤以太网、Hart、IIC、SPI、Wire以及PLC电力载波；无线通讯方式包括NB-IOT、2G/3G/4G/5G、WIFI、蓝牙、Lora、Zigbee、红外、声波、卫星、光波以及量子通信。

11.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述阀为电动阀、电磁阀、永磁式电磁阀、压电阀、温度控制阀、软管折弯或夹扁方式实现关闭或开启的阀，或为采用智能记忆材料制作的，采用电加热开启或关闭的阀。

12.根据权利要求11所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述阀密封在一个腔体或壳体内。

13.根据权利要求1或11所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，在所述阀关闭状态时，所述压力调整机构在对气体密度继电器升压或降压时能够缓慢地增加或减小负荷；在测量所述气体密度继电器接点信号动作值时，接近动作值时负荷变化速度每秒钟不大于量程的10‰。

14.根据权利要求13所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述压力调整机构为一密闭气室，密闭气室外部或内部设有加热元件，通过加热元件，导致密闭气室内的气体的温度的变化，进而完成气体压力的升降。

15.根据权利要求13所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述压力调整机构为一密闭气室，密闭气室外部或内部设有制冷元件，通过制冷元件，导致密闭气室内的气体的温度的变化，进而完成气体压力的升降。

16.根据权利要求13所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述压力调整机构为一密闭气室，密闭气室外部或内部设有加热和制冷元件，通过加热和制冷元件，导致密闭气室内的气体的温度的变化，进而完成压力的升降。

17.根据权利要求13所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述压力调整机构为一密闭气室，密闭气室外部或内部设有半导体，通过对半导体的加热或制冷，导致密闭气室内的气体的温度的变化，进而完成压力的升降。

18.根据权利要求14或15或16或17所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述压力调整机构设置有保温件，所述保温件设置在密闭气室外面。

19.根据权利要求13所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述压力调整机构为活塞调节机构，通过磁力或电机调节活塞调节件，完成压力的升降；或通过往复运动机构调节活塞调节件，完成压力的升降；或通过卡诺循环机构调节活塞调节件，完成压力的升降；或通过气动元件调节活塞调节件，完成压力的升降。

20.根据权利要求13所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述压力调整机构为气囊，通过磁力、电机、往复运动机构、卡诺循环机构或气动元件调节气囊，完成压力的升降。

21.根据权利要求13所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述压力调整机构为波纹管，通过磁力、电机、往复运动机构、卡诺循环机构或气动元件调节波纹管的伸缩，完成压力的升降。

22.根据权利要求13所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述压力调整机构为一放气阀，所述放气阀密封在一个气室里或连接一个气腔，通过放气阀完成压力的升降。

23.根据权利要求22所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述压力调整机构还含有流量阀，通过所述流量阀和所述放气阀完成压力的升降。

24.根据权利要求22或23所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述放气阀为电动阀。

25.根据权利要求13所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述压力调整机构为压缩机，通过压缩机完成压力的升降。

26.根据权利要求13所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述压力调整机构为泵，通过泵完成压力的升降。

27.根据权利要求26所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述泵为气泵，通过气泵完成压力的升降。

28.根据权利要求26所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述泵为增压泵或者电动气泵。

29.根据权利要求13所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述压力调整机构密封在一个腔体或壳体内。

30.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述阀和压力调整机构密封在一个腔体或壳体内。

31.根据权利要求2所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述压力传感器、温度传感器、在线校验接点信号采样单元和智控单元设置在气体密度继电器上。

32.根据权利要求31所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述温度传感器设置在气体密度继电器的壳体上或壳体内，或壳体外。

33.根据权利要求32所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述温度传感器设置在气体密度继电器的温度补偿元件附近。

34.根据权利要求31所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述在线校验接点信号采样单元和智控单元为一体化结构。

35.根据权利要求2所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述的气体密度继电器和压力传感器、温度传感器为一体化结构；或所述的气体密度继电器和压力传感器、温度传感器为一体化结构的远传式气体密度继电器，所述远传式气体密度继电器直接远传密度、压力、温度信号以及远传气体密度继电器接点信号状态。

36.根据权利要求2所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述压力传感器和温度传感器为一体化结构；或所述压力传感器和温度传感器为一体化结构的气体密度变送器，所述气体密度变送器直接远传密度、压力、温度信号以及监测并远传气体密度继电器接点信号状态。

37.根据权利要求36所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述在线校验接点信号采样单元和智控单元设置在气体密度变送器上。

38.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述气体密度继电器为远传式密度继电器。

39.根据权利要求1或38所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述的在线校验接点信号采样单元在非校验状态时，与气体密度继电器接点信号在电路上是相对隔离的；在校验状态时，切断气体密度继电器接点信号控制回路，确保检验时，所述气体密度继电器的接点动作信号不会上传，进而不会影响电网的安全运行。

40.根据权利要求39所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述在线校验接点信号采样单元与气体密度继电器接点信号在电路上通过光电隔离的。

41.根据权利要求39所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述在线校验接点信号采样单元具有保护电路，防止校验时，所述智控单元受到影响。

42.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，它还包括时钟，所述时钟设置在所述智控单元上，定期设置校验所述气体密度继电器的时间，或记录测试时间。

43.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，它还包括供电电源电路及供电电源。

44.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述在线校验接点信号采样单元对所述气体密度继电器的接点信号动作值或其切换值的测试电压不低于24V。

45.根据权利要求2所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述气体密度继电器带有额定压力值输出信号，所述智控单元接收额定压力值输出信号。

46.根据权利要求45所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，当所述气体密度继电器的额定压力值输出信号时，所述智控单元同时采集当时的密度值，完成气体密度继电器的额定压力值校验；通过智控单元自动进行对比判定，如果误差超过设定值，就会发出异常提示。

47.根据权利要求2所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述智控单元能够完成所述气体密度继电器、所述压力传感器、所述温度传感器的相互校验，完成气体密度继电器的校验时，自动进行相互对比判断，如果误差超过设定值，就会发出异常提示。

48.根据权利要求47所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，压力传感器和温度传感器设置有多个，所述智控单元完成多个压力传感器和温度传感器的测试数据的相互校验，以及这多个压力传感器、温度传感器与气体密度继电器的测试数据的相互校验，确保装置工作是正常的。

49.根据权利要求2或45所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述压力调整机构将气体压力调节至零位，智控单元同时采集当时的压力值，自动进行压力零位校验，并进行判断，如果误差超过设定值，就会发出异常提示。

50.根据权利要求2所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述智控单元能够完成温度传感器的校对。

51.根据权利要求46或47或48所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述智控单元完成气体密度继电器的校验工作后，能够自动生成密度继电器的校验报告，如有异常，发出报警信号，或发送到指定的接收机上。

52.根据权利要求46或47或48所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述智控单元完成气体密度继电器的校验工作后，如有异常，自动发出报警信号，并上传到远端，或发送到指定的接收机上。

53.根据权利要求46或47或48所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，完成气体密度继电器的校验工作后，如有异常，所述智控单元通过所述密度继电器的报警接点信号上传，上传后通过接收器进行处理，方便了解气体密度继电器的校验状况。

54.根据权利要求53所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，密度值和校验结果通过现场就地显示，或通过后台显示。

55.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述智控单元的控制通过现场控制，或通过后台控制，或两者相互互动完成控制。

56.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述智控单元包括：微处理器、人机界面、阀控制器、压力调整机构位置检测与执行控制器，所述人机界面、阀控制器、压力调整机构位置检测与执行控制器均与所述微处理器电性连接。

57.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，还包括微水传感器，所述微水传感器与所述气体密度继电器连接，能够在线监测气体微水值。

58.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，还包括微水传感器和气体循环机构，所述微水传感器和所述气体循环机构均与所述气体密度继电器相连，能够在线监测气体内部微水值。

59.根据权利要求58所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述气体循环机构包括毛细管、密封腔室和加热元件，通过加热元件，实现气体流动，能够在线监测气体内部微水值。

60.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，还包括分解物传感器，所述分解物传感器与所述气体密度检测 传感器相连，在线监测气体分解物。

61.根据权利要求7所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述监测装置具有安全保护功能，低于参数设定值时，监测装置就自动不再对密度继电器进行校验，并发出告示信号。

62.根据权利要求2或61所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，在≥50℃的高温、≤-20℃的低温、非20℃的常温、20℃的环境温度校验时，装置其误差判定要求可以根据对应的温度而确定。

63.根据权利要求62所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述监测装置能够根据所述密度继电器在不同的温度下，不同的时间段进行其误差性能的比较，并能够对装置进行体检。

64.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述监测装置反复校验多次，计算其多次校验结果的平均值。

65.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述监测装置对所述气体密度继电器的校验结果能够通过包括报警信号线、5G无线通讯、RS485有线通讯等多种方式或途径上传。

66.根据权利要求46或47或48所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述监测装置对所述气体密度继电器、所监测的电气设备的密度值是否正常进行判定，包括对电气设备本身的密度值、气体密度继电器、压力传感器、温度传感器进行正常和异常的判定和分析、比较，进而实现对电气设备、装置本身、气体密度继电器的状态进行判定、比较、分析。

67.根据权利要求2所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，在所述阀的气路两侧分别设置有压力传感器；在校验时，所述阀关闭，一个压力传感器监测电气设备本身的压力值，进而时刻监测电气设备本身的密度值，保证校验过程是安全的；另一个压力传感器监测所述气体密度继电器的压力值。

68.根据权利要求67所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，压力传感器监测到气体压力有异常时，启动气体密度继电器的校验，了解气体密度继电器的性能，进而可以比较分析。

69.根据权利要求68所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，压力传感器监测到气体压力有升高趋势时，及时提出异常告示。

70.根据权利要求2所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述监测装置电气设备进行内部的温度在线监测。

71.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，它还包括摄像头，所述摄像头与所述智控单元电性连接，对监测装置进行监控。

72.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，还包括分析系统，对电气设备、气体密度继电器、监测装置本身进行检测分析、判定。

73.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述监测装置还对所述气体密度继电器的接点信号状态进行监测，并把其状态实施远传。

74.根据权利要求33所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述监测装置还对所述气体密度继电器的温度补偿性能进行检测，或检测和判定。

75.根据权利要求4所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述监测装置还对气体密度继电器的接点接触电阻进行检测，或检测和判定。

76.根据权利要求4所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述监测装置还对气体密度继电器的温度补偿性能、接点接触电阻、绝缘性能进行检测，或检测和判定。

77.根据权利要求73所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述监测装置还对气体密度继电器的接点信号的控制回路状态进行监测。

78.根据权利要求73或77所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述监测装置还能够进行在线补气。

79.根据权利要求78所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述监测装置还能够进行在线气体干燥。

80.根据权利要求2所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述监测装置含有对电子环境温度的保护，防止过低温度或过高温度工作，使其工作在允许的温度范围内。

81.根据权利要求1所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述监测装置具有数据分析、数据处理功能，能够对电气设备进行相应的故障诊断和预测。

82.一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，包括：气体密度继电器、密度变送器、压力调整机构、多通接头、阀、在线校验接点信号采样单元和智控单元；所述阀的一端与电气设备相连通，所述阀的另一端与所述气体密度继电器相连通，在进行气体密度校验时通过所述智控单元关闭所述阀使得所述气体密度继电器在气路上与电气设备隔断；所述密度变送器在气路上与所述气体密度继电器相连通；所述压力调整机构与所述气体密度继电器相连通；所述在线校验接点信号采样单元分别与所述密度继电器和所述智控单元相连接；所述阀和所述压力调整机构均与所述智控单元相连接，所述阀与所述多通接头连接，所述气体密度继电器和所述压力调整机构设置在所述多通接头上，其中，通过所述压力调整机构调节气体压力升降，使得所述密度继电器发生接点信号动作，接点信号动作通过在线校验接点信号采样单元传递到所述智控单元，所述智控单元根据接点信号动作时的密度值，检测出所述气体密度继电器的接点信号动作值和/或返回值，在线完成气体密度继电器的校验工作。

83.根据权利要求82所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述密度变送器为采用石英音叉技术的密度检测传感器；或者采用压力传感器和温度传感器组成的气体密度变送器。

84.一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，包括：远传气体密度继电器、压力调整机构、多通接头、阀、在线校验接点信号采样单元和智控单元；所述阀的一端与电气设备相连通，所述阀的另一端与所述远传气体密度继电器相连通，在进行气体密度校验时通过所述智控单元关闭所述阀使得所述远传气体密度继电器在气路上与电气设备隔断；所述压力调整机构与所述远传气体密度继电器相连通；所述在线校验接点信号采样单元分别与所述远传气体密度继电器和所述智控单元相连接；所述阀和所述压力调整机构均与所述智控单元相连接；所述阀与所述多通接头连接，所述远传气体密度继电器和所述压力调整机构设置在所述多通接头上，其中，通过所述压力调整机构调节气体压力升降，使得所述远传气体密度继电器发生接点信号动作，接点信号动作通过在线校验接点信号采样单元传递到所述智控单元，所述智控单元根据接点信号动作时的密度值，检测出所述远传气体密度继电器的接点信号动作值和/或返回值，在线完成远传气体密度继电器的校验工作。

85.根据权利要求84所述的一种免维护的智能式气体密度监测装置，其特征在于，所述远传气体密度继电器监测气体密度的传感器为采用石英音叉技术的密度检测传感器；或者采用压力传感器和温度传感器组成的气体密度变送器。

86.一种免维护的智能式气体密度监测方法，其采用权利要求1-81中任一项所述的监测装置，其特征在于，包括：

正常工作时，气体密度继电器监控设备内的气体密度，同时通过气体密度检测传感器以及智控单元在线监测电气设备内的气体密度值；

根据设定的校验时间或指令，以及气体密度值情况，在允许校验气体密度继电器的状况下即气体密度值大于等于设定的安全校验密度值的情况下：

1）通过智控单元把压力调整机构调整到校验的初始状态；

2）通过智控单元关闭阀；

3）通过智控单元把在线校验接点信号采样单元调整到校验状态，在校验状态时，切断气体密度继电器接点信号控制回路，气体密度继电器接点信号连接到智控单元；

4）通过智控单元驱动压力调整机构，使气体压力缓慢下降，使得气体密度继电器发生接点动作，接点动作通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元，智控单元根据接点动作时的压力值和温度值得到密度值，或直接得到密度值，检测出气体密度继电器的接点信号动作值，完成气体密度继电器的接点信号动作值的校验工作；

5）通过智控单元驱动压力调整机构，使气体压力缓慢上升，使得气体密度继电器发生接点复位，接点信号复位通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元，智控单元根据接点复位时的压力值和温度值得到密度值，或直接得到密度值，检测出气体密度继电器的接点信号返回值，完成气体密度继电器的接点信号返回值的校验工作；

6）当所有的接点信号校验工作完成后，通过智控单元开启阀；通过智控单元把在线校验接点信号采样单元调整到工作状态，在工作状态时，气体密度继电器接点信号控制回路恢复运行正常状态。

87.根据权利要求86所述的一种免维护的智能式气体密度监测方法，其特征在于，在校验状态时，所述智控单元自动对校验检测结果进行对比、判断。

88.根据权利要求86所述的一种免维护的智能式气体密度监测方法，其特征在于，监测装置完成气体密度继电器的校验工作后，如有异常，自动发出报警，用多种方式上传到远端，或发送到指定的接收机上。

89.根据权利要求86所述的一种免维护的智能式气体密度监测方法，其特征在于，完成气体密度继电器的校验工作后，如有异常，所述智控单元通过所述气体密度继电器的报警接点信号上传。

90.根据权利要求86所述的一种免维护的智能式气体密度监测方法，其特征在于，密度值和校验结果通过现场就地显示，或通过后台显示。

91.根据权利要求86所述的一种免维护的智能式气体密度监测方法，其特征在于，所述智控单元的控制通过现场控制，或通过后台控制，或两者相互互动完成控制。

92.据权利要求86所述的一种免维护的智能式气体密度监测方法，其特征在于，监测装置能够在线监测电气设备的压力值和温度值或者气体密度值，实现对电气设备的气体密度的在线监测。

93.一种免维护的智能式气体密度监测系统，其特征在于，包括：与若干设有气室的高压电气设备对应连接的若干如权利要求1-85中任一项所述的免维护的智能式气体密度监测装置，若干免维护的智能式气体密度监测装置均依次通过集线器、协议转换器与远程后台检测系统连接。

94.根据权利要求93所述的一种免维护的智能式气体密度监测系统，其特征在于，包括：与若干设有气室的高压电气设备对应连接的若干免维护的智能式气体密度监测装置，若干免维护的智能式气体密度监测装置均依次通过集线器、IEC61850协议转换器与远程后台检测系统连接。

95.根据权利要求94所述的一种免维护的智能式气体密度监测系统，其特征在于，集线器采用RS485集线器，并且IEC61850协议转换器还分别与网络服务打印机和网络数据路由器连接。

96.根据权利要求93所述的一种免维护的智能式气体密度监测系统，其特征在于，所述免维护的智能式气体密度监测装置采用有线或无线的通信方式，将各种传感器数据上传到物联网云平台；其中有线通讯方式包括工业总线、光纤以太网、Hart、IIC、SPI、Wire以及PLC电力载波；无线通讯方式包括NB-IOT、2G/3G/4G/5G、WIFI、蓝牙、Lora、Zigbee、红外、声波、卫星、光波以及量子通信。

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