CN209166745U - 一种封闭母线密封性能检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种封闭母线密封性能检测装置，包括测试装置、上位机以及与上位机的输出端的显示器；所述测试装置包括气体发生模块、红外成像模块、高速采集模块以及无线通信模块，所述红外成像模块的输出端与高速采集模块的输入端连接，高速采集模块的输出端经无线通信模块与上位机进行通信。本实用新型能够准确找出被测试封闭母线是否有泄漏点以及泄漏点的具体位置，准确度高，操作方便，减轻了作业人员劳动强度，提高了工作效率，为保证封闭母线的可靠运行提供了保障。

Description

一种封闭母线密封性能检测装置

技术领域

本发明涉及离相封闭母线技术领域，特别是一种离相封闭母线密封性的检测装置。

背景技术

离相封闭母线是广泛应用于50MW及以上发电机引出线回路及厂用分支回路的一种大电流传输装置，离相封闭母线因有外壳保护，因此可消除外界潮气、灰尘以及外物引起的接地故障，母线采用分相封闭也可杜绝相间短路的发生。为了保证外界环境中的潮气、灰尘、盐雾等不能侵入到封闭母线的外壳内，使绝缘子、外壳与导体间的工作环境始终保持洁净、干燥状态，避免封闭母线绝缘下降、闪烙、漏氢等不正常现象，机组运行过程中，需要通过微正压装置使离相封闭母线外壳内部产生一个略高于外部大气压的干燥气压差。如果封闭母线漏气严重，会使内部压力下降，严重时微正压装置将不能起到应有的作用，因此对封闭母线密封性能的检测是机组的建设以及巡检过程中必须要做的一项工作。

目前，现场常见的封闭母线密封性检测方法主要有两种：一是安装前的检查，安装前检查封闭母线是否存在沙眼、开焊等缺陷，该方法只能确定安装前的设备状态，不能对运行中的设备状态进行判断；二是进行气密封试验，在封闭母线的外壳内充以压力为1500pa（相当于150mmH₂O）的压缩空气，同时用肥皂水检查外壳焊缝及外壳上其他装配连接的密封面，如无明显的气泡，则说明封闭母线无漏气点；此方法可以在设备运行过程中进行封闭母线密封性能的检测，但是需要检修人员到每条焊缝及连接密封面进行检查，不仅费时费力，而且对于地处高空部位的封闭母线则不易完成。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种方便实施、能够在设备检修过程中检测到封闭母线泄漏电的装置，以减轻作业人员劳动强度，提高工作效率，为保证封闭母线可靠运行提供保障。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种封闭母线密封性能检测装置，包括用于对被测试封闭母线进行性能测试的测试装置、用于对测试装置测试的结果进行分析并判断封闭母线是否存在泄漏以及泄漏点位置的上位机以及与上位机的输出端连接进行封闭母线泄漏点模型显示的显示器；所述测试装置包括用于向封闭母线外壳内部注入特征气体的气体发生模块、用于对被测试封闭母线以及经过特征气体吸收后进行红外成像的红外成像模块、用于采集气体泄漏红外成像模块信息的高速采集模块以及用于实现高速采集模块与上位机之间数据通信的无线通信模块，所述红外成像模块的输出端与高速采集模块的输入端连接，高速采集模块的输出端经无线通信模块与上位机进行通信。

上述一种封闭母线密封性能检测装置，所述气体发生模块为CO₂气体发生模块。

上述一种封闭母线密封性能检测装置，所述CO₂气体发生模块的输出端设置有用于监测被测试封闭母线外壳内部气体压力的压力传感器。

上述一种封闭母线密封性能检测装置，所述测试装置还包括与无线通信模块连接的报警器。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明的特征气体采用对空气没有污染，且对红外线具有较强吸收能力的CO₂气体作为特征气体，并通过红外成像模块对被测试封闭母线的周测进行红外成像，而后与空气的红色吸收图像进行比对，找出被测试封闭母线是否有泄漏点以及泄漏点的具体位置，准确度高，操作方便，减轻了作业人员劳动强度，提高了工作效率，为保证封闭母线的可靠运行提供了保障。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种封闭母线密封性能检测装置，其结构如图1所示，包括测试装置、上位机以及显示器，测试装置与上位机之间通过无线网络进行相互通信，上位机的输出端连接显示器的受控端。

测试装置用于对被测试封闭母线进行性能测试，包括用于向封闭母线外壳内部注入特征气体的气体发生模块、用于对被测试封闭母线以及经过特征气体吸收后进行红外成像的红外成像模块、用于采集气体泄漏红外成像模块信息的高速采集模块、用于监测被测试封闭母线外壳内气体压力的压力传感器、用于实现高速采集模块与上位机之间数据通信的无线通信模块以及用于在发现泄漏点时发出报警的报警器，红外成像模块和压力传感器的输出端分别与高速采集模块的输入端连接，高速采集模块的输出端经无线通信模块与上位机进行通信，无线通信模块还与报警器连接。本实施例中，红外成像模块采用YCTVD3828红外成像模块，高速采集模块采用zp10018路高速12位AD电压采集模块，无线通信模块采用si4432无线模块。

在物质内部，电子、原子、分子都在不断地运动，有很多可能的运动状态。这些状态都是稳定的，各具有一定的能量。通常用"能级"来表示这些状态。在正常情况下，物质总是处在能量最低的能级上(基态)。如果有外界的刺激或干扰，把适当的能量传递给电子、原子或分子，后者就可以改变运动状态，进入能量较高的能级(激发态)。但是，电子、原子或分子在激发态停留的时间很短，很快就回复到能量较低的能级中去，把多余的能量释放出来。释放能量的方式有多种，最常见的是发射电磁波。红外辐射位于电磁波谱的中央，其波长覆盖四个数量级。在绝对零度(-273℃)以上的物体都辐射红外能量。

红外吸收光谱是由分子中振动和转动能级的跃迁而产生的分子吸收光谱,故红外吸收光谱又称为振动-转动光谱。当一束红外光照射物质时,被照射物质的分子将吸收的一部分相应的光能,转变为分子的振动和转动的内能,使分子固有的振动和转动跃迁到较高的能级,将这种吸收情况以吸收曲线的形式记录下来,就得到该物质的红外吸收光谱（IR）。

红外辐射成像检漏技术就是利用特征气体的红外吸收特性，当物体发出的红外辐射通过空气与特征气体组成的混合气体时，由于特征气体对红外辐射的吸收能力较空气更强，因此通过特征气体的红外辐射比通过空气的红外辐射相比就明显变弱了，当应用红外热像仪进行大范围拍摄时，根据特征气体与空气的红外影像不同的特性，就可以找到泄漏源。

在本发明中，特征气体的选择必须满足获取方便、经济性好、对空气没有污染且对红外线具有较强吸收的气体作为特征气体。而二氧化碳有4个振动，其中有三个振动有偶极矩变化，为不对称伸缩振动在2349cm^-1（4.26μm）有吸收，两个能量相同的弯曲振动发生兼并，在667cm^-1（1.476μm）有红外吸收，还有一个对称伸缩振动，由于没有偶极矩的变化，没有红外吸收，但有拉曼吸收，所以二氧化碳有两个基频谱带。CO₂吸收红外线光谱范围分别为667cm^-1（1.476μm）、2349cm^-1（4.26μm），由于2349cm^-1（4.26μm）波段的吸收最为强烈，衰减最剧烈，因此，可选择中心波长2349cm^-1（4.26μm）处的吸收谱线作为检测依据。

正常的空气成分按体积分数计算是:氮(N₂)约占78%，氧(O₂)约占21%，稀有气体约占0.939%(氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn),二氧化碳(CO₂)约占0.031%，还有其他气体和杂质约占0.03%，如臭氧(O₃)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO₂)、水蒸气(H₂O)等，其主要成分氧气(O₂)、氮气(N₂)等气体为同核分子，不会产生红外吸收。依据朗伯Beer-Lambert定律，当吸收介质是气体时，吸收强度与光辐射通过的单位长度内的分子数成正比或者说与单位体积内的气体分子数即浓度成正比。空气中二氧化碳(CO₂)约占0.031%，对红外线的吸收强度可以忽略不计。

由此可见，CO₂气体和空气对中心波长在2349cm^-1（4.26μm）左右的红外线的吸收特性存在较大差异，致使两者反映的红外影像不同。故本发明的气体发生模块选用CO₂气体发生模块，通过使用特定检测波段的气体泄漏红外成像模块，将可见光下看不到的气体泄漏以红外视频图像的形式直观地反映出来，从而完成设备的红外检漏工作。

为能够保持检测过程中，被测试封闭母线外壳内的气体压力保持恒定，在CO₂气体发生模块的输出端设置了压力传感器，压力传感器的输出端连接上位机的输入端，上位机的输出端根据压力传感器采集的压力值来控制CO₂气体发生模块的工作状态。当外壳内的气体压力低于设定值时，控制CO₂气体发生模块输出CO₂气体；当外壳内的气体压力高于设定值时，控制CO₂气体发生模块停止工作。

上位机用于对测试装置测试的结果进行分析，并判断封闭母线是否存在泄漏以及泄漏点的位置。上位机判断时，根据正常空气的红外吸收图和CO₂气体的红外吸收图，与检测的被测试封闭母线的红外吸收图进行比对，来判断被测试封闭母线是否存在泄漏以及泄漏点的位置。测试完成后，上位机会通过显示器来显示测试的结果图；同时还会通过无线通信模块及时将测试出来的泄漏信息反馈至测试装置，测试装置中设置的报警器会发出报警信号，提醒巡检人员重复对泄漏点进行重复测试，以最终确定泄漏点位置。

本实用新型用于对封闭母线的密封性能进行检测，其具体过程如下。

A.将被测试的封闭母线与其他电气设备解列，并做好封闭母线端部的密封工作。

B.通过CO₂气体发生模块向被检测封闭母线的外壳内注入高纯度CO₂气体，并保持压力恒定；被测试封闭母线的压力控制为1500pa。

C.将红外成像模块顺应封闭母线缓慢移动，如遇被检测设备的法兰密封面、预留孔的封堵处以及相邻部件的连接处使红外成像模块停留5秒；以便能够准确检测出易发生泄漏的位置是否有泄漏点。

D.高速采集模块实时采集红外成像模块输出的图像信息，并将其通过无线通信模块发送给上位机。

E.上位机中存储有正常空气的红外吸收图像和CO₂气体的红外吸收图像，上位机依据上述图像对接收的图像信息进行分析判断，并判断封闭母线是否存在泄漏以及泄漏点位置。当发现泄漏点时，发出报警信号给无线通信模块，无线通信模块接收到报警信息后，通过报警器发出报警，巡检人员根据报警信号对泄漏点进行三个不同方位和角度的测试。

F.被测试封闭母线测试完成后，上位机形成显示泄漏点位置的封闭母线模型，并通过显示器进行显示。

Claims (4)

1.一种封闭母线密封性能检测装置，其特征在于：包括用于对被测试封闭母线进行性能测试的测试装置、用于对测试装置测试的结果进行分析并判断封闭母线是否存在泄漏以及泄漏点位置的上位机以及与上位机的输出端连接进行封闭母线泄漏点模型显示的显示器；所述测试装置包括用于向封闭母线外壳内部注入特征气体的气体发生模块、用于对被测试封闭母线以及经过特征气体吸收后进行红外成像的红外成像模块、用于采集气体泄漏红外成像模块信息的高速采集模块以及用于实现高速采集模块与上位机之间数据通信的无线通信模块，所述红外成像模块的输出端与高速采集模块的输入端连接，高速采集模块的输出端经无线通信模块与上位机进行通信。

2.根据权利要求1所述的一种封闭母线密封性能检测装置，其特征在于：所述气体发生模块为CO₂气体发生模块。

3.根据权利要求2所述的一种封闭母线密封性能检测装置，其特征在于：所述CO₂气体发生模块的输出端设置有用于监测被测试封闭母线外壳内部气体压力的压力传感器。

4.根据权利要求1所述的一种封闭母线密封性能检测装置，其特征在于：所述测试装置还包括与无线通信模块连接的报警器。