CN113551849B - 采用示踪气体喷射电缆沟防小动物封堵墙的光声分析装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出采用示踪气体喷射电缆沟防小动物封堵墙的光声分析装置，用于测试电缆沟的封堵墙的密闭性，所述分析装置包括示踪气源、薄膜和传感器阵列；所述示踪气源以管道向封堵墙的正面墙面喷射示踪气体，所述传感器阵列的各个传感器布设于封堵墙的背面墙面的各测点处；所述薄膜覆于封堵墙各测点处的传感器阵列上方形成可阻止示踪气体散逸的测试空间；当电缆沟中的示踪气体经封堵墙的缝隙泄露至测试空间，且触发测点处的任一传感器时，该处的传感器发出警报信息；本发明利用喷射气体的低温与周围环境温度的差别及检测出的SF6气体浓度值制作出具有光声报警及无线数据传输功能的传感器，可实现封堵墙的多点同步检测。
Description
技术领域
本发明涉及线路维护技术领域，尤其是采用示踪气体喷射电缆沟防小动物封堵墙的光声分析装置。
背景技术
随着变电站智能化建设的推进，变电站添加了很多的辅助监控及自动化设备，需要加装敷设越来越多的电缆及光缆，变电站的主控制室与一次设备场地之间设有电缆沟，电缆沟密布着密密麻麻的各类电缆。增加完设备后就需要破坏原有的电缆沟封堵，为了保证电网控制电缆的正常工作，电缆沟进主控的地方必须严密封堵，在其封堵墙壁和四周不能有任何裂缝。特别是冬季来临时，老鼠等小动物喜欢躲在温暖的电缆沟里面过冬，老鼠经常会咬坏电缆，造成电缆短路接地，引起电缆火灾，引起设备跳闸等严重的电网事件。为了确保一二次设备的安全运行，电缆沟内部以及每个电缆沟衔接的地方每个月都需要翻开电缆沟的盖板进行检查，及时发现电缆沟的封堵漏洞。
发明内容
本发明提出采用示踪气体喷射电缆沟防小动物封堵墙的光声分析装置，利用喷射气体的低温与周围环境温度的差别及检测出的SF6气体浓度值制作出具有光声报警及无线数据传输功能的传感器，可实现封堵墙的多点同步检测。
本发明采用以下技术方案。
采用示踪气体喷射电缆沟防小动物封堵墙的光声分析装置，用于测试电缆沟的封堵墙的密闭性，所述分析装置包括示踪气源、薄膜和传感器阵列；所述示踪气源以管道向封堵墙的正面墙面喷射示踪气体，所述传感器阵列的各个传感器布设于封堵墙的背面墙面的各测点处；所述薄膜覆于封堵墙各测点处的传感器阵列上方形成可阻止示踪气体散逸的测试空间；当电缆沟中的示踪气体经封堵墙的缝隙泄露至测试空间，且触发测点处的任一传感器时，该处的传感器发出警报信息。
所述示踪气源为SF6气瓶，当向封堵墙喷射示踪气体时，SF6气瓶以专用软管伸入电缆沟，向被检测的封堵墙的墙面喷射SF6气体。
所述薄膜覆盖于被检测的封堵墙前后不少于五米的区域处；SF6气瓶装有压力表，其气体输出口处设有减压阀，所述专用软管处设有气体压力调节器。
所述示踪气体为低温的SF6气体；待测区域的封堵墙的各测点处的传感器为SF6浓度传感器和温度传感器；当电缆沟中的示踪气体经封堵墙的缝隙泄露至测试空间，使测点处的SF6气体浓度上升至阈值，且测点处的温度下降至阈值，则测点处的传感器被触发。
所述电缆沟待测区域和SF6气体的温度均为已知值，测点处的温度传感器的触发条件为相对温差δt大于预设值，δt计算公式为：
所述SF6气瓶为低温存贮的气瓶；所述薄膜为透明的塑料薄膜。
所述测点处的传感器被触发时，以声光形式发出警报信息。
所述测点处的传感器以无线通讯方式与上位机设备相连。
当传感器被触发时，被触发的传感器把测得的温度和SF6气体浓度上传至上位机设备以供分析。
当所述封堵墙为穿置穿墙电缆的封堵墙时，传感器阵列的传感器设于穿墙电缆的穿墙位处，薄膜放置于封堵墙上方的盖板上以优化该处的气密性。
本发明的优点在于，采用SF6这种无毒无害的气体作为示踪气体，且SF6气体比空气中的氧气，氮气重，容易下沉于电缆沟处，比较容易检测到，通过压力阀和气压表观察示踪气体的流速，根据流体力学的理论，在检测点周围进行多点采样分析比对，检测方法科学，稳定性能好，通过传感器无线传输的数据，操作简单方便，是一种新颖的，直观又精确定位漏点的分析装置。
本发明采用六氟化硫作为检测示踪气体，具有材料易于取得，技术成熟的优点，六氟化硫（SF6）气体的化学性质非常稳定，在空气中不燃烧，不助燃，与水、强碱、氨、盐酸、硫酸等不反应；在低于150℃时，六氟化硫气体呈化学惰性，极少熔于水，微熔于醇。纯净的六氟化硫（SF6）气体是一种无嗅、基本无毒、不可燃的卤素化合物。其相对密度在气态时为6.16g/cm3（20℃，0.1MPa时），在液态时为1400g/cm3（20℃时）；在相同状态下约是空气相对密度的5倍。它的分子是由一个硫原子和6个氟原子构成正八面体；六氟化硫示踪气体已经成熟的应用于矿井气流精确地定量量测；六氟化硫示踪气体也常用于煤矿采空区漏风量的检测也用于煤矿巷道用于检测漏风技术。
本发明可通过气瓶减压阀和浮子流量计调节六氟化硫气体的送入速度，因此可以适应电缆沟的不同工况，由于采用了温度和示踪气体浓度两方面的指标来定位封堵墙缝隙，因此检测结果能达到较好的准确度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明的示意图；
图中：1-上位机设备；2-传感器；3-气体压力调节器；4-示踪气源；5-测点；6-薄膜；7-封堵墙；8-穿墙电缆；9-盖板；10-专用软管；11-电缆沟。
具体实施方式
如图所示，采用示踪气体喷射电缆沟防小动物封堵墙的光声分析装置，用于测试电缆沟11的封堵墙7的密闭性，所述分析装置包括示踪气源4、薄膜6和传感器阵列；所述示踪气源以管道向封堵墙的正面墙面喷射示踪气体，所述传感器阵列的各个传感器2布设于封堵墙的背面墙面的各测点5处；所述薄膜覆于封堵墙各测点处的传感器阵列上方形成可阻止示踪气体散逸的测试空间；当电缆沟中的示踪气体经封堵墙的缝隙泄露至测试空间，且触发测点处的任一传感器时，该处的传感器发出警报信息。
所述示踪气源为SF6气瓶，当向封堵墙喷射示踪气体时，SF6气瓶以专用软管10伸入电缆沟，向被检测的封堵墙的墙面喷射SF6气体。
所述薄膜覆盖于被检测的封堵墙前后不少于五米的区域处；SF6气瓶装有压力表，其气体输出口处设有减压阀，所述专用软管处设有气体压力调节器3。
所述示踪气体为低温的SF6气体；待测区域的封堵墙的各测点处的传感器为SF6浓度传感器和温度传感器；当电缆沟中的示踪气体经封堵墙的缝隙泄露至测试空间，使测点处的SF6气体浓度上升至阈值，且测点处的温度下降至阈值，则测点处的传感器被触发。
所述电缆沟待测区域和SF6气体的温度均为已知值，测点处的温度传感器的触发条件为相对温差δt大于预设值，δt计算公式为：
所述SF6气瓶为低温存贮的气瓶；所述薄膜为透明的塑料薄膜。
所述测点处的传感器被触发时，以声光形式发出警报信息。
所述测点处的传感器以无线通讯方式与上位机设备相连。
当传感器被触发时，被触发的传感器把测得的温度和SF6气体浓度上传至上位机设备1以供分析。
当所述封堵墙为穿置穿墙电缆8的封堵墙时，传感器阵列的传感器设于穿墙电缆的穿墙位处，薄膜放置于封堵墙上方的盖板9上以优化该处的气密性。
实施例：
本例中，SF6气瓶装有带有压力表的减压阀,用专用软管与SF6气瓶的喷口相连，利用专用软管探入电缆沟中，对电缆沟的封堵墙体位置处进行高压喷射，喷射之前应该在电缆沟喷射点上方盖板处前后5米处铺设塑料膜，防止气体向上扩散过快影响测量精度。
在该封堵墙体未被喷射示踪的另一面的测点处，放置多个光声报警及带有数据采集以及无线传输功能的传感器。
当封堵墙带有缝隙，使气体通过缝隙快速扩散至封堵墙另一侧时，从另外一侧检测出扩散气体的浓度及温度数据，漏点越大气体浓度越高，周围的环境温度也越低，各处传感器将测试出的SF6气体浓度及温度值上送至计算机进行分析，同时传感器具备光声报警功能，当气体浓度值和温度值超标时传感器发出红色LED光，并发声报警。
SF6密度及温度传感器对示踪气体的浓度和温度进行测量，并通过无线传输至上位机，上位机对数据进行记录分析。
喷射出的SF6气体温度和电缆沟环境温度已知的情况下，在电缆沟放置的传感器具有温度感知能力，通过计算公式
得出相对温差δt,当 δt大于某个设定值时，这是本发明所述装置会采纳的报警的条件之一。
喷射出的SF6气体的密度通过电缆沟封堵墙体时，在电缆沟放置的传感器具有检测气体的浓度的能力，通过传感器计算出穿透的SF6气体密度Q，得出气体密度Q,当 Q大于某个设定值时，这是本发明所述装置会采纳的报警的条件之二
当条件一和条件二同时满足时，报警器声光报警；同时将传感器采集的温度和SF6气体密度数据传输给上位机，计算机进行分析；由于喷射示踪气体（SF6气体）的扩散效应，若电缆沟封堵点由于封堵不严密，则在示踪气体气流快速喷射的条件下，示踪气体会穿透电缆沟的封堵墙体，到达另外一侧墙体，又由于封堵漏点的大小不一致，在另外一侧检测出的气体含量也不一样，由于存储的SF6气体的温度都比较低，另一测不同位置检测点的温度也不一致，气流量大的漏点温度低，气流量小的漏点温度低，通过综合计算可以得出漏点的精确位置。
Claims (8)
1.采用示踪气体喷射电缆沟防小动物封堵墙的光声分析装置，用于测试电缆沟的封堵墙的密闭性，其特征在于：所述分析装置包括示踪气源、薄膜和传感器阵列；所述示踪气源以管道向封堵墙的正面墙面喷射示踪气体，所述传感器阵列的各个传感器布设于封堵墙的背面墙面的各测点处；所述薄膜覆于封堵墙各测点处的传感器阵列上方形成可阻止示踪气体散逸的测试空间；当电缆沟中的示踪气体经封堵墙的缝隙泄露至测试空间，且触发测点处的任一传感器时，该处的传感器发出警报信息；
所述示踪气源为SF6气瓶，当向封堵墙喷射示踪气体时，SF6气瓶以专用软管伸入电缆沟，向被检测的封堵墙的墙面喷射SF6气体；
所述示踪气体为低温的SF6气体；待测区域的封堵墙的各测点处的传感器为SF6浓度传感器和温度传感器；当电缆沟中的示踪气体经封堵墙的缝隙泄露至测试空间，使测点处的SF6气体浓度上升至阈值，且测点处的温度下降至阈值，则测点处的传感器被触发。
2.根据权利要求1所述的采用示踪气体喷射电缆沟防小动物封堵墙的光声分析装置，其特征在于：所述薄膜覆盖于被检测的封堵墙前后不少于五米的区域处；SF6气瓶装有压力表，其气体输出口处设有减压阀，所述专用软管处设有气体压力调节器。
3.根据权利要求1所述的采用示踪气体喷射电缆沟防小动物封堵墙的光声分析装置，其特征在于：所述电缆沟待测区域和SF6气体的温度均为已知值，测点处的温度传感器的触发条件为相对温差δt大于预设值，δt计算公式为：
。
4.根据权利要求1所述的采用示踪气体喷射电缆沟防小动物封堵墙的光声分析装置，其特征在于：所述SF6气瓶为低温存贮的气瓶；所述薄膜为透明的塑料薄膜。
5.根据权利要求1所述的采用示踪气体喷射电缆沟防小动物封堵墙的光声分析装置，其特征在于：所述测点处的传感器被触发时，以声光形式发出警报信息。
6.根据权利要求1所述的采用示踪气体喷射电缆沟防小动物封堵墙的光声分析装置，其特征在于：所述测点处的传感器以无线通讯方式与上位机设备相连。
7.根据权利要求6所述的采用示踪气体喷射电缆沟防小动物封堵墙的光声分析装置，其特征在于：当传感器被触发时，被触发的传感器把测得的温度和SF6气体浓度上传至上位机设备以供分析。
8.根据权利要求6所述的采用示踪气体喷射电缆沟防小动物封堵墙的光声分析装置，其特征在于：当所述封堵墙为穿置穿墙电缆的封堵墙时，传感器阵列的传感器设于穿墙电缆的穿墙位处，薄膜放置于封堵墙上方的盖板上以优化该处的气密性。
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