CN206974946U - 一种sf6微水含量在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电气设备监测技术领域，具体为一种SF6微水含量在线监测系统，包括n个多参数变送器监测装置，所述n个多参数变送器监测装置经工控机与计算机终端连接；所述多参数变送器监测装置包括多参数变送器和三通头，所述三通头中间通孔设置有第二螺母，三通头一端为自由端，另一端为充气端，所述充气端与盖型螺母连接，所述多参数变送器的一端为探头，另一端设置有电源连接端和信号连接端，所述多参数变送器探头依次经第一螺母、第二螺母与三通头连接。本实用新型设计科学合理、结构简单，可实时、连续、稳定的监测设备内SF6气体的状况，减少SF6的损失，减少人为因素的影响，提高监测、分析的准确性。

Description

一种SF6微水含量在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及电气设备监测技术领域，具体为一种SF6微水含量在线监测系统。

背景技术

由于SF6气体具有良好的绝缘性能和灭弧性能，因而被广泛地充装于高压开关柜及大型变压器中，所以SF6气体的工作气压及微水含量的多少对电气设备的安全运行具有直接的影响。当前电气设备主要是因为密封问题而引发SF6气体发生泄漏，导致大气中的水分逐步渗透进电气设备内，造成设备的绝缘性能下降，从而可能引发更大的电气设备事故，因此及时发现SF6泄漏是预防此类事故的发生最有效的方法，而最直接的预防办法就是监测SF6气体中微水的含量。

目前，测量SF6气体中微水的含量最常用的方法是，定期打开电气设备上SF6气体的加注口，连接上便携式微水测量仪进行监测。这种方法的弊端在于，一是属于不定期测量，所以不能及时发现气体泄漏；二是因为监测时要打开设备上的SF6气体加注口，所以每次监测都会造成一定量的SF6气体损失；三是测量方式多为露点测量，这是一种间接测量方式，受大气压等外部因素影响较大，测量精度不稳定。国内现存的一些SF6气体在线监测系统采用的探头均为三个独立的压力、温度、湿度传感器，体积庞大安装不便，而且传感器输出为模拟信号，还需统一集中采样后才转换成数字信号，传输至后台系统才能计算含水湿度数据，这种方式测量精度低，抗干扰能力差，设备数量多，接线麻烦，成本高，不实用。个别采用三合一探头的均为将三个独立探头整合在一起，体积庞大，安装不便，也同样存在三个独立安装探头所存在的问题。

实用新型内容

针对上述的问题，本实用新型一种SF6微水含量在线监测系统，采用一种更为直接的方法即电容法对电气设备内的SF6气体的微量水分进行监测。当SF6气体中微水含量增加后，SF6气体的导电性能也随之增加，电容法就是充分利用这个导电性的变化来分析出SF6气体中水分含量的变化，即在恒定温度下，湿度传感器测得的导电率只与湿度有一一对应的关系，但温度变化时，相同的测量导电率所对应的湿度并不相同，所以多参数变送器对自身的传感器进行线性插值补偿和温度补偿，使得测量湿度与实际湿度之间的误差控制在2%以内。同时本实用新型可实时、连续、稳定地监测SF6气体的多项指标如微水含量、气体温度及压力等，一旦发现有参数超标工控机立刻报警提示，最后计算机终端将监测数据保存以备日后数据分析之用，同时还将监测、分析数据通过网络传输至其他电力系统。

本实用新型采用的技术方案是：

一种SF6微水含量在线监测系统，其特征在于：包括n套多参数变送器监测装置，所有所述多参数变送器监测装置经工控机与计算机终端连接，所述n套多参数变送器监测装置由电源模块供电；

每套所述多参数变送器监测装置包括多参数变送器（7）和三通头（2），所述三通头（2）中间通孔设置有第二螺母（10），所述三通头（2）一端为自由端（1），另一端为充气端（3），所述充气端（3）与盖型螺母（4）连接，所述多参数变送器（7）的一端设置有探头（5），另一端设置有电源连接端（9）和信号连接端（8），所述多参数变送器探头（5）依次经第一螺母（6）、第二螺母（10）与三通头（2）连接。

将三通头自由端与被监测的SF6高压开关本体连接，同时电源模块给多参数变送器装置供电后，SF6微水含量在线监测系统即开始工作，当多参数变送器将数字信号传输给工控机后，工控机即对接收到的数字信号进行运算、分析，将计算结果即当前的气体微水含量等传输至计算机终端，同时根据监测到的数据信息决定是否发出警报；当需要对被监测设备充SF6气体时，只需扭开盖型螺母，将SF6充气罐与充气端连接即可；第一螺母为调节螺母，通过调节第一螺母可调节多参数变送器探头插进三通头的深度。

进一步的，所述多参数变送器还包括信号放大模块和AD转换模块，所述探头（5）设置有湿度传感器、温度传感器、压力传感器，所述湿度传感器信号输出端、温度传感器信号输出端、压力传感器信号输出端经信号放大模块与AD转换模块连接，所述AD转换模块信号输出端经信号连接端（9）与工控机连接，所述工控机与计算机终端连接；所述湿度传感器电源端、温度传感器电源端、压力传感器电源端、信号放大模块电源端、AD转换模块电源端经电源连接端（9）与电源模块连接。

湿度传感器、温度传感器、压力传感器的采集信号即模拟信号通过信号放大模块放大信号后，再经AD转换模块将模拟信号转换成数字信号并传输至工控机。

进一步的，所述三通头为不锈钢三通头。

不锈钢材质更加耐腐蚀。

进一步的，所述电源模块为24V直流电源。

为多参数变送器提供稳定的工作电源。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型一种SF6微水含量在线监测系统，由于本系统的监测探头经三通头直接安装在被测电气设备的SF6气体加注口上，因此安装无需在设备上另开测量孔，极为方便，与目前常用的“在线采集，离线分析”的监测系统相比，可实时、连续、稳定地对电气设备内的SF6气体实施监测，具有减少SF6损失、减少电气监测人员劳动强度、降低监测过程中外部环境因素影响、减少分析中人为因素的干扰，提高监测、分析的一致性和准确性等优点。

2、本实用新型一种SF6微水含量在线监测系统，多参数变送器通过线性插值补偿和温度补偿的方式，使得测量湿度与实际湿度之间的误差控制在2%以内，同时还对SF6气体的温度、压力等关键参数指标进行监测，然后将采集的数据根据电容法对SF6气体的微水含量进行计算，最后通过现场总线将监测数据及其运算结果上传至计算机终端。计算机终端具有轮询监测、数据储存、实时查询、数据分析、故障诊断、数据库管理服务和网络数据发布等功能，监测过程中计算机终端和工控机都可发现潜在问题并报警告知操作人员，以便操作人员及时采取措施保障其他人员和设备的安全，进而能够保证电网安全，并且计算机终端还将实时监测的数据和微水含量计算结果通过网络传输给远程客户端，与调度自动化等其他系统共享数据。

3、本实用新型一种SF6微水含量在线监测系统，设计科学合理、结构简单、安全可靠、使用方便，所需电子、电气设备，机械材料均可通过市场常规渠道购得，制作时无需复杂工艺，因此具有大规模推广的前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显然，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 一种SF6微水含量在线监测系统结构框图；

图2 一套多参数变送器监测装置结构图；

图3 一套多参数变送器监测装置安装图；

图4一种SF6微水含量在线监测系统电路原理图。

附图2和附图3中，1-自由端、2-三通头、3-充气端、4-盖型螺帽、5-探头、6-第一螺母、7-多参数变送器、8-信号连接端、9-电源连接端、10-第二螺母、11-SF6高压开关。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

如图1所示，一种SF6微水含量在线监测系统，包括n套多参数变送器监测装置，所有所述多参数变送器监测装置经工控机与计算机终端连接，所述n套多参数变送器监测装置由电源模块供电；所述电源模块为24V直流电源；

如图2所示，每套所述多参数变送器监测装置包括多参数变送器7和三通头2，所述三通头2中间通孔设置有第二螺母10，所述三通头2一端为自由端1，另一端为充气端3，所述充气端3与盖型螺母4连接，所述多参数变送器7的一端设置有探头5，另一端设置有电源连接端9和信号连接端8，所述多参数变送器探头5依次经第一螺母6、第二螺母10与三通头2连接，所述三通头为不锈钢三通头；

如图4所示，所述多参数变送器还包括信号放大模块和AD转换模块，所述探头5设置有湿度传感器、温度传感器、压力传感器，所述湿度传感器信号输出端、温度传感器信号输出端、压力传感器信号输出端经信号放大模块与AD转换模块连接，所述AD转换模块信号输出端经信号连接端8与工控机连接，所述工控机与计算机终端连接；所述湿度传感器电源端、温度传感器电源端、压力传感器电源端、信号放大模块电源端、AD转换模块电源端经电源连接端9与电源模块连接。

本实用新型的过程如下：如图3所示，将多参数变送器监测装置的三通头自由端与SF6高压开关本体连接，同时将多参数变送器的信号连接端与工控机的其中一个信号输入端连接，多参数变送器的电源连接端与24V直流电源输出端连接，由24V直流电源给多参数变送器供电。多参数变送器监测装置对SF6高压开关内的SF6气体监测期间，通过探头的湿度传感器、温度传感器、压力传感器分别采集到SF6气体的湿度信号、温度信号、压力信号，然后将采集到的模拟信号进行放大和模数转换处理，并将转换得到的数字信号传输至工控机，当被测设备内的SF6气体参数指标如湿度、温度、压力等超标时，工控机将发出报警信号，提醒管理者尽快处理故障，以便操作人员及时采取措施保障电网安全，同时工控机根据电容法计算出所监测的SF6气体的微水含量，最后将监测数据如SF6气体的压力、温度、湿度及运算结果如微水含量等统一上传至计算机终端，计算机终端可通过网络将上述数据传输至其他电力系统，实现监测数据的共享；

当需要给SF6高压开关充气时，操作人员只需扭开盖型螺母，将SF6充气装置与多参数变送器监测装置的充气端连接即可；

每一个SF6高压开关安装一套多参数变送器监测装置。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本使用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种SF6微水含量在线监测系统，其特征在于：包括n套多参数变送器监测装置，所有所述多参数变送器监测装置经工控机与计算机终端连接，所述n套多参数变送器监测装置由电源模块供电；

每套所述多参数变送器监测装置包括多参数变送器（7）和三通头（2），所述三通头（2）中间通孔设置有第二螺母（10），所述三通头（2）一端为自由端（1），另一端为充气端（3），所述充气端（3）与盖型螺母（4）连接，所述多参数变送器（7）的一端设置有探头（5），另一端设置有电源连接端（9）和信号连接端（8），所述多参数变送器探头（5）依次经第一螺母（6）、第二螺母（10）与三通头（2）连接。

2.根据权利要求1所述的一种SF6微水含量在线监测系统，其特征在于：所述多参数变送器还包括信号放大模块和AD转换模块，所述探头（5）设置有湿度传感器、温度传感器、压力传感器，所述湿度传感器信号输出端、温度传感器信号输出端、压力传感器信号输出端经信号放大模块与AD转换模块连接，所述AD转换模块信号输出端经信号连接端（8）与工控机连接，所述工控机与计算机终端连接；

所述湿度传感器电源端、温度传感器电源端、压力传感器电源端、信号放大模块电源端、AD转换模块电源端经电源连接端（9）与电源模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种SF6微水含量在线监测系统，其特征在于：所述三通头为不锈钢三通头。

4.根据权利要求1所述的一种SF6微水含量在线监测系统，其特征在于：所述电源模块为24V直流电源。