CN210605415U - 一种基于自动反馈的gis设备抽真空控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于自动反馈的GIS设备抽真空控制装置，设置于GIS设备与GIS抽真空设备之间，GIS设备中设置有真空度传感器，用于检测所述GIS设备中的实时真空度信号，GIS抽真空设备的抽气管道上设置有电磁阀，电磁阀的控制端上设置有继电器，用于控制抽气管道的通断；本装置包括外壳以及固定安装在外壳内的PCB、电源模块，电源模块作为PCB的电源输入；外壳上设有电源输入接口、真空度信号接口、继电开出信号接口以及触摸屏。在进行GIS抽真空的操作过程中，利用真空传感器采集GIS设备的实时真空度信号，与阈值进行比较、判断，根据判断结果输出继电开出信号，以此控制是否进行抽真空。本装置体积小，可同时控制多路继电器控制信号输出，节省了成本。

Description

一种基于自动反馈的GIS设备抽真空控制装置

技术领域

本实用新型涉及供变电站测试仪器领域，具体涉及一种基于自动反馈的GIS设备抽真空控制装置。

背景技术

GIS(Gas Insulated Substation)为气体绝缘变电站的英文简称。在气体绝缘变电站中，大部分的电气设备都是被直接或间接密封在金属管道和套管所组成的管道树中，从外部看不到任何开关、线路和接线端子。管道树的内部采用SF6气体作为绝缘介质，并将所有的高压电器元件密封在接地金属筒中。在维修中，断路器、GIS设备解体大修是开关技改大修的主要工作,其中抽真空是解体大修工作中保证罐体内SF6气体纯度及含水量的重要环节。

抽真空工作作业时间长，流程控制复杂，在以往的工作中主要依靠人工进行记录及控制。在多台真空泵同时工作时，操作量较大，容易发生记录不到位、操作混乱、异常情况处理不及时的情况。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于自动反馈的GIS设备抽真空控制装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于自动反馈的GIS设备抽真空控制装置，设置于GIS设备与GIS抽真空设备之间，所述GIS设备中设置有真空度传感器，用于检测所述GIS设备中的实时真空度信号，所述GIS抽真空设备的抽气管道上设置有电磁阀，所述电磁阀的控制端上设置有继电器，用于控制所述抽气管道的通断；本装置包括外壳以及固定安装在所述外壳内的PCB、电源模块，所述电源模块作为所述PCB的电源输入与所述PCB连接；所述外壳上设有电源输入接口、真空度信号接口以及继电开出信号接口，所述电源输入接口与所述电源模块连接，所述真空度信号接口连接所述真空度传感器，所述继电开出信号接口连接所述继电器的控制线圈；所述PCB上设有主控单元，所述主控单元分别与所述真空度信号接口、所述继电开出信号接口进行信号连接，用于将接收的真空度信号与预设的阈值进行比较及判断、然后输出继电开出信号；本装置还设有报警模块，所述报警模块与所述主控单元通信连接。

本实用新型提供的装置通过触摸屏设置装置参数以及真空度阈值，在进行GIS抽真空的操作过程中，利用真空传感器采集GIS设备的实时真空度信号，与阈值进行比较、判断，根据判断结果输出继电开出信号，通过控制GIS抽真空设备的继电器的通断从而控制GIS抽真空设备的电磁阀的通断，以此控制是否继续进行抽真空操作。本装置体积小，便于携带，可同时控制多路继电器控制信号输出，减小了人工频繁记录GIS设备上真空表的真空度数据以及控制阀门开闭的劳动强度，节省了人力成本以及设备成本。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述报警模块包括触摸屏，所述触摸屏安装在所述外壳上，所述触摸屏与所述主控单元通信连接。操作人员可在触摸屏对本装置的参数进行设置，同时当本装置检测到抽真空出现异常时，可在触摸屏上进行报警提示。

进一步，所述电源输入接口为三相四线制接口，所述PCB上还设有三相断相检测模块，所述三相断相检测模块的输入与所述电源输入接口连接，所述三相断相检测模块的输出作为所述主控单元的输入与所述主控单元连接。在进行抽真空度控制的同时对三相四线制电源进行三相断相检测，及时发现断相故障，当发生断相时，三相断相检测模块将故障信号发送至主控单元，主控单元及时发出报警提示，防止因断相引起GIS抽真空设备内的电机烧毁。

进一步，所述外壳上还设有电源开关，所述电源开关一端连接所述电源输入接口的任意一相输入电源，所述电源开关另一端连接所述电源模块的输入端。因为本装置的主控单元最终需要的工作电源为通过电源模块转换后的低压直流电源，电源开关设置在三相电的其中任意一相电源与电源模块之间，当需要运转本装置时，打开电源开关为本装置供电，当不需要运转本装置时关掉电源开关，在节省了待机损耗的同时也保护了本装置。

进一步，所述主控单元包括A/D转换器、存储器、处理器以及D/A转换器，所述A/D转换器用于将真空度电信号转换为真空度数字信号并传送到所述处理器，所述存储器用于存储真空度信号阈值、比较及判断程序以及测试数据，所述处理器用于调用所述存储器中的数据、对真空度数字信号进行比较及判断、输出继电开出信号，所述D/A转换器用于将所述处理器输出的输出继电开出数字信号转换为继电开出电信号、并传送到所述继电器的控制端。

进一步，所述处理器采用ARM单片机。

进一步，所述报警模块还包括蜂鸣器以及报警指示灯，所述蜂鸣器及所述报警指示灯设置在所述外壳上，所述蜂鸣器以及所述报警指示灯分别与所述主控单元的输出连接。在触摸屏上进行报警提示时，蜂鸣器与报警提示灯同步进行声光报警，能更大程度地引起操作人员的注意，以尽快处理异常情况。

进一步，所述装置还设有RS485通信接口，所述RS485通信接口用于与上位机进行数据交互。RS485通讯接口采用485通信模块，将采集到的数据或系统状态通过485总线传至后台，上位机也可通过485通讯接口对本装置进行参数设定。

本实用新型的有益效果是：本装置通过触摸屏设置装置参数以及真空度阈值，在进行GIS抽真空的操作过程中，利用真空传感器采集GIS设备的实时真空度信号，与阈值进行比较、判断，根据判断结果输出继电开出信号，通过控制GIS抽真空设备的继电器的通断从而控制GIS抽真空设备的电磁阀的通断，以此控制是否继续进行抽真空操作。在控制抽真空操作的过程中，本装置还对三相电源进行断相检测，以防止断相造成GIS抽真空设备内的电机烧毁，保护了设备安全。本装置在触摸屏提供报警的同时提供声光报警，能教大程度地提醒操作人员异常情况，减少异常情况造成的损失。本装置体积小，便于携带，可同时控制多路继电器控制信号输出，减小了人工频繁记录GIS设备上真空表的真空度数据以及控制阀门开闭的劳动强度，节省了人力成本以及设备成本。

附图说明

图1为本实用新型外观示意图；

图2为本实用新型结构示意图；

图3为本实用新型使用场景示意图；

图4为本实用新型结构框图；

图5为本实用新型流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、外壳，101、前面板，102、电源输入接口，103、真空度信号接口，104、继电开出信号接口，105、RS485通信接口，106、蜂鸣器，107、报警指示灯，2、PCB，201、触摸屏，202、主控单元，203、三相断相检测模块，3、电源模块，301、电源开关，4、真空度传感器，5、继电器，6、电磁阀。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1～图4所示的一种基于自动反馈的GIS设备抽真空控制装置，使用场景为将其设置于GIS设备与GIS抽真空设备之间，所述GIS设备中设置有真空度传感器4，用于检测所述GIS设备中的实时真空度信号，所述GIS抽真空设备的抽气管道上设置有电磁阀6，所述电磁阀6的控制端上设置有继电器5，所述继电器5控制所述电磁阀6的开闭，所述电磁阀6用于控制所述抽气管道的通断；为使控制更加精确，将真空度传感器4设置在靠近GIS抽真空设备的抽气管道附近。本装置包括外壳1以及固定安装在所述外壳1内的PCB2、电源模块3，所述电源模块3作为所述PCB2的电源输入与所述PCB2连接；所述外壳1上设有电源输入接口102、真空度信号接口103以及继电开出信号接口104，所述电源输入接口102与所述电源模块3连接，所述真空度信号接口103连接所述真空度传感器4，用于接收所述真空度传感器4测得的实时的真空度信号；所述继电开出信号接口104连接所述继电器5的控制线圈，用于控制所述继电器5的触点的通断；所述PCB2上设有主控单元202，所述主控单元202分别与所述真空度信号接口103、所述继电开出信号接口104进行信号连接，具体的，所述主控单元202通过其自带的A/D转换器与所述真空度信号接口103连接，所述主控单元202通过其自带的D/A转换器与所述继电开出信号接口104连接，用于将接收的真空度信号与预设的阈值进行比较及判断、然后输出继电开出信号；本装置还设有报警模块，所述报警模块与所述主控单元202通信连接。进一步，所述报警模块包括触摸屏201，所述触摸屏201安装在所述外壳1上，所述触摸屏201与所述主控单元202通信连接。更具体的，所述外壳1上还安装有前面板101，所述前面板101通过螺钉固定安装在所述外壳1上。所述前面板101上固定安装有触摸屏201，所述前面板101上还设有开孔，所述开孔的尺寸与所述触摸屏201相配合，所述触摸屏201与所述主控单元202通信连接。操作者可通过所述触摸屏201对本装置的参数以及阈值进行设置，例如对延时输出继电开出信号的时间进行设置。同时当本装置检测到抽真空出现异常时，可在触摸屏上进行报警提示。

所述真空度信号接口103以及所述继电开出信号接口104的数量可根据实际需要进行设置，原则上在每一个抽气管道处均设有至少一个真空传感器4，对应的，每一个抽气管道均设置有电磁阀6以及继电器5进行控制抽气管道的开闭，所以每一个继电开出信号接口104均对应有至少一个真空度信号接口103。如图1～2所示，本实施例设置了两个真空度信号接口103以及两个继电开出信号接口104，用于反馈及控制两个抽气管道的开闭，更具体的，每一个真空度信号接口103与一个继电开出信号接口104配对成一组，用于反馈及控制一个抽气管道的开闭。

本实施例提供的装置通过触摸屏201设置装置参数以及真空度阈值，在进行GIS抽真空的操作过程中，利用真空传感器采集GIS设备的实时真空度信号，与阈值进行比较、判断，根据判断结果输出继电开出信号，通过控制GIS抽真空设备的继电器5的通断从而控制GIS抽真空设备的电磁阀6的通断，以此控制是否继续进行抽真空操作。本装置体积小，便于携带，可同时控制多路继电器5控制信号输出，减小了人工频繁记录GIS设备上真空表的真空度数据以及控制阀门开闭的劳动强度，节省了人力成本以及设备成本。

在上述技术方案的基础上，本实施例还可以做如下改进。

本实施例中，所述电源输入接口102为三相四线制接口，所述PCB2上还设有三相断相检测模块203，三相断相检测模块203采用现有技术的三相断相检测电路，将三相断相检测电路集成在PCB2上，对三相四线电源的电压进行实时检测。所述三相断相检测模块203的输入与所述电源输入接口102连接，所述三相断相检测模块203的输出作为所述主控单元202的输入与所述主控单元202连接。在进行抽真空度控制的同时对三相四线制电源进行三相断相检测，及时发现断相故障，当发生断相时，三相断相检测模块203检测到三相电源的电压出现异常、并将故障信号发送至主控单元202，主控单元202及时发出报警信号，触摸屏201进行报警提示，防止因断相引起GIS抽真空设备内的电机烧毁。

本实施例中，所述外壳1上还设有电源开关301，所述电源开关301一端连接所述电源输入接口102的任意一相输入电源，所述电源开关301另一端连接所述电源模块3的输入端。因为本装置的主控单元202最终需要的工作电源为通过电源模块3转换后的低压直流电源，电源开关301设置在三相电源的其中任意一相电源与电源模块3之间，当需要运转本装置时，打开电源开关301为本装置供电，当不需要运转本装置时关掉电源开关301，在节省了待机损耗的同时也保护了本装置。

如图4所示，所述主控单元202包括A/D转换器、存储器、处理器以及D/A转换器，所述A/D转换器用于将真空度电信号转换为真空度数字信号并传送到所述处理器，所述存储器用于存储真空度信号阈值、比较及判断程序以及测试数据，所述处理器用于调用所述存储器中的数据、对真空度数字信号进行比较及判断、输出继电开出信号，所述D/A转换器用于将所述处理器输出的输出继电开出数字信号转换为继电开出电信号、并传送到所述继电器5的控制端。

进一步，所述处理器采用ARM单片机，本实施例中使用STM32F103。

本实施例中，所述报警模块还包括蜂鸣器106以及报警指示灯107，所述蜂鸣器106及所述报警指示灯107设置在所述外壳1上，所述蜂鸣器106以及所述报警指示灯107分别与所述主控单元202的输出连接。在触摸屏201上进行报警提示时，蜂鸣器106与报警提示灯同步进行声光报警，能更大程度地引起操作人员的注意，以尽快处理异常情况。

本实施例中，所述装置还设有RS485通信接口105，所述RS485通信接口105用于与上位机进行数据交互。RS485通讯接口采用485通信模块，将采集到的数据或系统状态通过485总线传至后台，上位机也可通过485通讯接口对本装置进行参数设定。

工作流程：

如图5所示，连接好GIS设备、本装置、GIS抽真空设备并连接三相四线制电源后，首先通过上位机或触摸屏201对本装置的参数以及真空度阈值进行设定，本实施例将真空度阈值设定为133Pa，然后打开GIS抽真空设备的电磁阀6开始抽真空操作。本装置在GIS抽真空设备进行抽真空操作时，利用真空度传感器4采样GIS设备内的实时真空度信号，将实时真空度信号与预设的真空度信号阈值进行比较，并判断二者大小，当实时真空度信号的值大于或等于阈值时，继续抽真空；当检测到实时真空度信号的值小于阈值时，继续抽真空，延迟半小时后关闭电磁阀6停止抽真空；在关闭电磁阀6的半个小时后继续检测实时真空度信号，若此时的实时真空度信号大于或等于阈值时，则打开电磁阀6继续抽真空，若此时的实时真空度信号依然小于阈值，则记录此时的真空信号值为a，然后静置五小时后继续检测实时的真空度信号，记录此时的真空度信号值为b，判断b-a的值是否小于阈值，若小于阈值，则抽真空操作结束，若b-a的值大于或等于阈值，则表示可能出现气密性故障，将报警提示显示在显示屏上，同时蜂鸣器106和报警指示灯107进行声光报警，提醒操作人员检查故障。在整个抽真空的操作过程中，三相断相检测模块203对三相电源进行检测并将检测信号发送至主控系统，当发生断相时，主控系统及时发出报警提示，提醒操作人员进行处理，以防止因断相烧毁GIS抽真空设备内的电机。

本实用新型的有益效果是：装置通过触摸屏201设置装置参数以及真空度阈值，在进行GIS抽真空的操作过程中，利用真空传感器采集GIS设备的实时真空度信号，与阈值进行比较、判断，根据判断结果输出继电开出信号，通过控制GIS抽真空设备的继电器5的通断从而控制GIS抽真空设备的电磁阀6的通断，以此控制是否继续进行抽真空操作。在控制抽真空操作的过程中，本装置还对三相电源进行断相检测，以防止断相造成GIS抽真空设备内的电机烧毁，保护了设备安全。本装置在触摸屏201提供报警的同时提供声光报警，能教大程度地提醒操作人员异常情况，减少异常情况造成的损失。本装置体积小，便于携带，可同时控制多路继电器5控制信号输出，减小了人工频繁记录GIS设备上真空表的真空度数据以及控制阀门开闭的劳动强度，节省了人力成本以及设备成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于自动反馈的GIS设备抽真空控制装置，设置于GIS设备与GIS抽真空设备之间，所述GIS设备中设置有真空度传感器(4)，用于检测所述GIS设备中的实时真空度信号，所述GIS抽真空设备的抽气管道上设置有电磁阀(6)，所述电磁阀(6)的控制端上设置有继电器5，用于控制所述抽气管道的通断，其特征在于，本装置包括外壳(1)以及固定安装在所述外壳(1)内的PCB(2)、电源模块(3)，所述电源模块(3)作为所述PCB(2)的电源输入与所述PCB(2)连接；所述外壳(1)上设有电源输入接口(102)、真空度信号接口(103)以及继电开出信号接口(104)，所述电源输入接口(102)与所述电源模块(3)连接，所述真空度信号接口(103)连接所述真空度传感器(4)，所述继电开出信号接口(104)连接所述继电器(5)的控制线圈；所述PCB(2)上设有主控单元(202)，所述主控单元(202)分别与所述真空度信号接口(103)、所述继电开出信号接口(104)进行信号连接，用于将接收的真空度信号与预设的阈值进行比较及判断、然后输出继电开出信号；本装置还设有报警模块，所述报警模块与所述主控单元(202)通信连接。

2.根据权利要求1所述一种基于自动反馈的GIS设备抽真空控制装置，其特征在于，所述报警模块包括触摸屏(201)，所述触摸屏(201)安装在所述外壳(1)上，所述触摸屏(201)与所述主控单元(202)通信连接。

3.根据权利要求1所述一种基于自动反馈的GIS设备抽真空控制装置，其特征在于，所述电源输入接口(102)为三相四线制接口，所述PCB(2)上还设有三相断相检测模块(203)，所述三相断相检测模块(203)的输入与所述电源输入接口(102)连接，所述三相断相检测模块(203)的输出作为所述主控单元(202)的输入与所述主控单元(202)连接。

4.根据权利要求1所述一种基于自动反馈的GIS设备抽真空控制装置，其特征在于，所述外壳(1)上还设有电源开关(301)，所述电源开关(301)一端连接所述电源输入接口(102)的任意一相输入电源，所述电源开关(301)另一端连接所述电源模块(3)的输入端。

5.根据权利要求1所述一种基于自动反馈的GIS设备抽真空控制装置，其特征在于，所述主控单元(202)包括A/D转换器、存储器、处理器以及D/A转换器，所述A/D转换器用于将真空度电信号转换为真空度数字信号并传送到所述处理器，所述存储器用于存储真空度信号阈值、比较及判断程序以及测试数据，所述处理器用于调用所述存储器中的数据、对真空度数字信号进行比较及判断、输出继电开出信号，所述D/A转换器用于将所述处理器输出的输出继电开出数字信号转换为继电开出电信号、并传送到所述继电器(5)的控制端。

6.根据权利要求5所述一种基于自动反馈的GIS设备抽真空控制装置，其特征在于，所述处理器采用ARM单片机。

7.根据权利要求1所述一种基于自动反馈的GIS设备抽真空控制装置，其特征在于，所述报警模块还包括蜂鸣器(106)以及报警指示灯(107)，所述蜂鸣器(106)及所述报警指示灯(107)设置在所述外壳(1)上，所述蜂鸣器(106)以及所述报警指示灯(107)分别与所述主控单元(202)的输出连接。

8.根据权利要求1所述一种基于自动反馈的GIS设备抽真空控制装置，其特征在于，所述装置还设有RS485通信接口(105)，所述RS485通信接口(105)用于与上位机进行数据交互。

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