CN114167269A - 一种sf6密度继电器首次压力下降校验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SF6密度继电器首次压力下降校验装置，涉及高压开关电气设备领域，该SF6密度继电器首次压力下降校验装置包括：MCU控制系统模块,用于协调预升压模块、气路控制模块、储气气室模块、测量气室模块、回收气室模块、气泵模块、压力控制模块流程控制以及液晶触摸屏模块的工作；预升压模块，用于实现现场SF6密度继电器首次校验的预升压；与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明对现场SF6密度继电器触点长期不动作进行首次校验，具备预升压机制，可以实现SF6密度继电器表计带压进行首次降压校验；实现了一次性完成SF6密度继电器校验首次校验触点动作值与切换差的计算和密度表额定压力的下行程和上行程误差值校验。
Description
技术领域
本发明涉及高压开关电气设备领域，具体是一种SF6密度继电器首次压力下降校验装置。
背景技术
高压开关电气设备通常情况下都是连续运行，气室需要保持压力恒定，SF6气体密度继电器触头电接点极少发生动作。气体密度继电器普遍采用磁助式电接点继电器，触头本身闭合力小，接点不经常动作，时间稍长，触头因氧化极易氧化导致接点冷焊或接触不良。对于无填充型的的SF6密度继电器，由于机构长期暴露在空气中，触头更容易因氧化或积有灰尘，而接触不良或冷焊。该类隐患可以直接导致当GIS因气体泄漏，使本体内的压和降至报警值或闭锁值时，不能及时报警或闭锁，从而酿成后重大事故。
目前SF6密度继电器校验工作主要有两种方式。方式一：现场如果无三通阀，需要拆卸下SF6密度继电器表，在拆卸过程中密度表内的气压自然泄压到零，再进行校验。方式二：在工作过程中都是通过三通阀关断GIS本体，连接密度继电器本装置测量导气管，泄压后，再进行校验。传统这两种校验方法都是先泄压后再理行校验，都失去了首次压力下降校验密度继电器的机会，通常难以发现SF6密度继电器因长期不动作导致触头冷焊导致 SF6密度继电器拒动的故障，给现场运行设备运行带来安全隐患，需要改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种SF6密度继电器首次压力下降校验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种SF6密度继电器首次压力下降校验装置，包括：
MCU控制系统模块,用于协调预升压模块、气路控制模块、储气气室模块、测量气室模块、回收气室模块、气泵模块、压力控制模块流程控制以及液晶触摸屏模块的工作；
预升压模块，用于实现现场SF6密度继电器首次校验的预升压；
气路控制模块，用于电气路切换；
压力控制模块，用于调节气室压力；
气泵模块，用于气体回收增压；
储气气室模块，用于存储气泵回收增压后的高压气体，为SF6密度继电器校验提供高压气源；
测量气室模块，用于模拟SF6密度继电器校验工作环境变化；
回收气室，用于测量气室降压放气进行缓冲；
压力传感器模块，用于测量设备气室压力；
温度传感器模块，用于测量设备气室温度；
触点动作值及电阻采集模块，用于测量触点动值和电阻阻值；
液晶触摸屏模块，用于完成检测结果数据显示和人机交互；
液晶触摸屏模块连接MCU控制系统模块，温度传感器模块连接MCU控制系统模块，压力传感器模块连接MCU控制系统模块，触点动作值及电阻采集模块连接MCU控制系统模块， MCU控制系统模块连接预升压模块、气路控制模块、压力控制模块，预升压模块连接测量气室模块，气路控制模块连接测量气室模块，压力控制模块连接测量气室模块，储气气室模块连接测量气室模块，测量气室模块连接回收气室模块，回收气室模块连接气泵模块，气泵模块连接储气气室模块。
作为本发明再进一步的方案：MCU控制系统包括传感器数据采集电路，传感器数据采集电路包括芯片U1，芯片U1的59号引脚连接温度传感器模块，芯片U1的57号引脚、55 号引脚、53号引脚连接压力传感器模块。
作为本发明再进一步的方案：MCU控制系统包括主控电路，主控电路包括芯片U2，芯片U2的68号引脚、69号引脚、70号引脚、13号引脚、14号引脚、15号引脚、16号引脚、17号引脚、18号引脚分别连接芯片U1的20号引脚、21号引脚、22号引脚、24号引脚、25号引脚、27号引脚、28号引脚、29号引脚、30号引脚。
作为本发明再进一步的方案：液晶触摸屏模块包括芯片J20，芯片J20的19号引脚连接芯片U2的96号引脚，芯片J20的20号引脚连接芯片U2的97号引脚，芯片J20的21 号引脚连接芯片U2的98号。
作为本发明再进一步的方案：芯片U2采用Cortex-M4架构的芯片，封装为LQFP176。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明对现场SF6密度继电器触点长期不动作进行首次校验，具备预升压机制，可以实现SF6密度继电器表计带压进行首次降压校验；实现了一次性完成SF6密度继电器校验首次校验触点动作值与切换差的计算和密度表额定压力的下行程和上行程误差值校验。
附图说明
图1为一种SF6密度继电器首次压力下降校验装置的原理图。
图2为SF6密度继电器校验过程压力变化图。
图3为传感器数据采集电路的电路图。
图4为芯片U2引脚图。
图5为芯片J20引脚图。
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。
请参阅图1，一种SF6密度继电器首次压力下降校验装置，包括：
MCU控制系统模块,用于协调预升压模块、气路控制模块、储气气室模块、测量气室模块、回收气室模块、气泵模块、压力控制模块流程控制以及液晶触摸屏模块的工作；
预升压模块，用于实现现场SF6密度继电器首次校验的预升压；
气路控制模块，用于电气路切换；
压力控制模块，用于调节气室压力；
气泵模块，用于气体回收增压；
储气气室模块，用于存储气泵回收增压后的高压气体，为SF6密度继电器校验提供高压气源；
测量气室模块，用于模拟SF6密度继电器校验工作环境变化；
回收气室，用于测量气室降压放气进行缓冲；
压力传感器模块，用于测量设备气室压力；
温度传感器模块，用于测量设备气室温度；
触点动作值及电阻采集模块，用于测量触点动值和电阻阻值；
液晶触摸屏模块，用于完成检测结果数据显示和人机交互；
液晶触摸屏模块连接MCU控制系统模块，温度传感器模块连接MCU控制系统模块，压力传感器模块连接MCU控制系统模块，触点动作值及电阻采集模块连接MCU控制系统模块， MCU控制系统模块连接预升压模块、气路控制模块、压力控制模块，预升压模块连接测量气室模块，气路控制模块连接测量气室模块，压力控制模块连接测量气室模块，储气气室模块连接测量气室模块，测量气室模块连接回收气室模块，回收气室模块连接气泵模块，气泵模块连接储气气室模块。
在具体实施例中：本技术方案对现场密度继电器校验需按以下布骤进行：
(1)校验前确认被校验密度继电器设备状态，进行SF6气体密度继电器现场校验前，应确认相关设备气室压力正常，无报警信号等。通过压力传感器模块检测压力信息，通过液晶触摸屏模块显示压力信号。
(2)气室隔离，将设备气室与SF6气体密度继电器之间的截止阀置于关闭状态，使气室与SF6气体密度继电器隔离。同时断开SF6气体密度继电器的二次接线，与二次系统连接部分应良好保护。通过气室控制模块完成气室隔离。
(3)连接测量管前测量气室预升压准备，根据实际情况，输入SF6气体密度继电器和校验的相关信息，设置本装置测量气室预升压为现场SF6气体密度继电器的指示压力。通过预升压模块获取需求压力。
(4)气路连接，通过对接阀门或快速接头将本装置管路与设备的充放气阀门连接，并连通气路形成校验系统。
(5)校验过程压力控制要求校验时，控制本装置压力先下降到零位后上升至量程最大值再下降到零位，校验过程中的压力变化如图2实线部分所示。通过对不同压力状况下SF6气体密度继电器进行检测，获取SF6气体密度继电器在工作压力范围内是否能够正常工作。
(6)校验结果数据分析在第一次降压过程中依次进行降压设定点偏差和电接点电阻的校验，降压设定点偏差应满足≤±2.5％.FS要求和电接点电阻应满足≤5Ω要求；在第一次升压过程中依次进行升压设定点偏差和额定压力值误差的校验，切换差应满足≤±3％.FS的要求；在第二次降压过程中进行额定压力值误差的校验，额定压力值误差应满足≤±2.5％.FS的要求。
(7)校验工作结束后，设备归位，首先拆除校验的信号线，将校验系统中的SF6气体回收，再拆除校验的连接管路，恢复设备运行时的信号线和阀门状态，恢复后确认SF6 气体密度继电器读数。
在本实施例中：请参阅图3，MCU控制系统包括传感器数据采集电路，传感器数据采集电路包括芯片U1，芯片U1的59号引脚连接温度传感器模块，芯片U1的57号引脚、55 号引脚、53号引脚连接压力传感器模块。
传感器数据AD采集电路采用进口16位AD模数转电路芯片，分别对压力传感器模块、温度传感器模块的信号进行采集。
在本实施例中：请参阅图3和图4，MCU控制系统包括主控电路，主控电路包括芯片U2，芯片U2的68号引脚、69号引脚、70号引脚、13号引脚、14号引脚、15号引脚、16 号引脚、17号引脚、18号引脚分别连接芯片U1的20号引脚、21号引脚、22号引脚、24 号引脚、25号引脚、27号引脚、28号引脚、29号引脚、30号引脚。
传感器数据采集电路将获取的温度信号和压力信号传输给主控电路，主控电路进行处理。
在本实施例中：请参阅图4和图5，液晶触摸屏模块包括芯片J20，芯片J20的19号引脚连接芯片U2的96号引脚，芯片J20的20号引脚连接芯片U2的97号引脚，芯片J20 的21号引脚连接芯片U2的98号。
主控电路将相关信号输出给液晶触摸屏模块，以此显示温度、压力信号。控制芯片J20 采用显示控制和触摸控制一体的控制芯片，作为液晶控制芯片的工业级7寸液晶屏。分辨率为800*480，彩色显示。
在本实施例中：请参阅图4，芯片U2采用Cortex-M4架构的芯片，封装为LQFP176。
LQFP176是32位带FPU浮点Cortex-M4内核，程序Flash大小为1MB,1万次擦鞋寿命，数据保持30年。内部RAM容量192+4K字节的SRAM，含64K字节CCM(内核紧密耦合内存)。GPIO端口多达140个I/O，均带中断能力，其中136个快速I/O，最高84MHz，多达138个5V兼容的I/O。内置有3个SPI(37.5Mbits/s)接口控制器；内置USB2.0控制器和网络通讯控制器；多达4个USART串口和2个UART串口。
本发明的工作原理是：开始检测时，通过预升压模块对待测设备进行升压处理，气泵模块通过储气气室模块提供压力给测量气室压力，使得测量气室压力为需求的压力，通过温度传感器模块、压力传感器模块、触点动作值及电阻采集模块(采集待测设备上的)，获取相关数值，通过MCU控制系统模块和液晶触摸屏模块获取压力、温度、触点动作、电阻等信息，通过MCU控制系统模块控制压力控制模块调节测量气室内的压力，自动降压到零位后升压再降压的流程(如图2所示)，以此观察在压力到达气体密度阈值时，SF6气体密度继电器是否工作，检测SF6气体密度继电器是否存在故障。
解决了目前SF6密度继电器校验仪生产厂家如厦门加华，西安亚能、郑州赛奥等主流厂家的密度继电器校验仪，不管是现场校验还是实验室校验SF6密度继电器表，在校验之前都必须使表计的压力回零后(即回收初始状态)，先进行升压后降压的校验流程，无法现场对密度继电器表带压进行首次降压校验，不能校验发现密度继电器触头因长期不动作而氧化导致接点冷焊或接触不良的潜在故障。本技术方案对于SF6密度继电器触点长期不动作首次校验具备预升压机制，可以实现SF6密度继电器表计带压进行首次降压校验，从而可以通过校验，发现潜在的密度继电器表触头因长期不动作而氧化导致接点冷焊或接触不良的故障。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种SF6密度继电器首次压力下降校验装置，其特征在于：
该SF6密度继电器首次压力下降校验装置包括：
MCU控制系统模块,用于协调预升压模块、气路控制模块、储气气室模块、测量气室模块、回收气室模块、气泵模块、压力控制模块流程控制以及液晶触摸屏模块的工作；
预升压模块，用于实现现场SF6密度继电器首次校验的预升压；
气路控制模块，用于电气路切换；
压力控制模块，用于调节气室压力；
气泵模块，用于气体回收增压；
储气气室模块，用于存储气泵回收增压后的高压气体，为SF6密度继电器校验提供高压气源；
测量气室模块，用于模拟SF6密度继电器校验工作环境变化；
回收气室，用于测量气室降压放气进行缓冲；
压力传感器模块，用于测量设备气室压力；
温度传感器模块，用于测量设备气室温度；
触点动作值及电阻采集模块，用于测量触点动值和电阻阻值；
液晶触摸屏模块，用于完成检测结果数据显示和人机交互；
液晶触摸屏模块连接MCU控制系统模块，温度传感器模块连接MCU控制系统模块，压力传感器模块连接MCU控制系统模块，触点动作值及电阻采集模块连接MCU控制系统模块，MCU控制系统模块连接预升压模块、气路控制模块、压力控制模块，预升压模块连接测量气室模块，气路控制模块连接测量气室模块，压力控制模块连接测量气室模块，储气气室模块连接测量气室模块，测量气室模块连接回收气室模块，回收气室模块连接气泵模块，气泵模块连接储气气室模块。
2.根据权利要求1所述的SF6密度继电器首次压力下降校验装置，其特征在于，MCU控制系统包括传感器数据采集电路，传感器数据采集电路包括芯片U1，芯片U1的59号引脚连接温度传感器模块，芯片U1的57号引脚、55号引脚、53号引脚连接压力传感器模块。
3.根据权利要求2所述的SF6密度继电器首次压力下降校验装置，其特征在于，MCU控制系统包括主控电路，主控电路包括芯片U2，芯片U2的68号引脚、69号引脚、70号引脚、13号引脚、14号引脚、15号引脚、16号引脚、17号引脚、18号引脚分别连接芯片U1的20号引脚、21号引脚、22号引脚、24号引脚、25号引脚、27号引脚、28号引脚、29号引脚、30号引脚。
4.根据权利要求3所述的SF6密度继电器首次压力下降校验装置，其特征在于，液晶触摸屏模块包括芯片J20，芯片J20的19号引脚连接芯片U2的96号引脚，芯片J20的20号引脚连接芯片U2的97号引脚，芯片J20的21号引脚连接芯片U2的98号。
5.根据权利要求3所述的SF6密度继电器首次压力下降校验装置，其特征在于，芯片U2采用Cortex-M4架构的芯片，封装为LQFP176。
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