CN210863441U - 具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器及监测装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器及监测装置，包括气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、压力调节机构、阀、在线校验接点信号采样单元和智控单元。在线校验接点信号采样单元包括第一连接电路和第二连接电路，第一连接电路连接气体密度继电器本体的接点与接点信号控制回路，第二连接电路连接气体密度继电器本体的接点与智控单元；非校验状态，第二连接电路断开，第一连接电路闭合；校验状态，第一连接电路断开，连通第二连接电路，将气体密度继电器本体的接点与智控单元相连接，确保检验时，接点动作信号不上传，不影响电网的安全运行，同时实现气体密度继电器的免维护，大大提高效益和提高电网的可靠安全运行。

Description

具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器及监测装置

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，尤其涉及一种应用在高压、中压电气设备上，具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器及监测装置。

背景技术

气体密度继电器，一般用于监视和控制高压电气设备内绝缘气体的密度，其内部设有接点信号控制回路，气体密度继电器的气路连通高压电气设备的气室，当检测到出现气体泄漏时，气体密度继电器的接点动作，生成接点信号，接点信号控制回路根据接点信号，发出报警或进行闭锁，从而实现电气设备的安全运行保护。

目前，SF6(六氟化硫)电气设备已广泛应用在电力部门、工矿企业，促进了电力行业的快速发展。近年来，随着经济高速发展，我国电力系统容量急剧扩大，SF6电气设备用量越来越多。SF6气体在高压电气设备中的作用是灭弧和绝缘，高压电气设备内SF6气体的密度降低和微水含量如果超标将严重影响SF6 高压电气设备的安全运行：1)SF6气体密度降低至一定程度将导致绝缘和灭弧性能的丧失。2)在一些金属物的参与下，SF6气体在高温200℃以上温度可与水发生水解反应，生成活泼的HF和SOF2，腐蚀绝缘件和金属件，并产生大量热量，使气室压力升高。3)在温度降低时，过多的水分可能形成凝露水，使绝缘件表面绝缘强度显著降低，甚至闪络，造成严重危害。因此电网运行规程强制规定，在设备投运前和运行中都必须对SF6气体的密度和含水量进行定期检测。

随着无人值守变电站向网络化、数字化方向发展以及对遥控、遥测的要求不断加强，所以对SF6电气设备的气体密度和微水含量状态的在线监测具有重要的现实意义。随着中国智能电网的不断大力发展，智能高压电气设备作为智能变电站的重要组成部分和关键节点，对智能电网的安全起着举足轻重的作用。高压电气设备目前大多为SF6气体绝缘设备，如果气体密度降低(如泄漏等引起) 将严重影响设备的电气性能，对安全运行造成严重隐患。目前在线监测SF6高压电气设备中的气体密度值已经非常普遍了，为此气体密度监测系统(气体密度继电器)应用将蓬勃发展。而目前的气体密度监测系统(气体密度继电器)基本上是：1)应用远传式SF6气体密度继电器实现密度、压力和温度的采集，上传，实现气体密度在线监测。2)应用气体密度变送器实现密度、压力和温度的采集，上传，实现气体密度在线监测。SF6气体密度继电器是核心和关键部件。但是，由于高压变电站现场运行的环境恶劣，特别是电磁干扰非常强，目前使用的气体密度监测系统(气体密度继电器)中，其远传式SF6气体密度继电器是由机械式密度继电器和电子远传部分组成的；另外，应用气体密度变送器的电网系统中，都还保留传统的机械式密度继电器。该机械式密度继电器有一组、二组或三组机械触点，可以在压力到达报警、闭锁或超压的状态，及时将信息通过接点连接电路传送到目标设备终端，保证设备安全运行。同时，监测系统还配有安全可靠的电路传送功能，为实现实时数据远程数据读取与信息监控建立了有效平台，可将压力、温度、密度等信息及时地传送到目标设备(如电脑终端)实现在线监测。

对电气设备上的气体密度继电器进行定期检验，是防患于未然，保障电气设备安全可靠运行的必要措施。《电力预防性试验规程》和《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》都要求要定期地对气体密度继电器进行校验。从实际运行情况来看，对气体密度继电器进行定期校验是保障电力设备安全、可靠运行的必要手段之一。因此，目前气体密度继电器的校验在电力系统已经非常重视和普及，各供电公司、发电厂、大型厂矿企业都已经实施。而供电公司、发电厂、大型厂矿企业为完成气体密度继电器的现场校验检测工作需配备测试人员、设备车辆和高价值的SF6气体。包括检测时的停电营业损失在内，粗略计算，每个高压开关站的每年分摊的检测费用约在数万到几十万元左右。另外，检测人员现场校验如果不规范操作，还存在安全隐患。为此，非常必要在现有的气体密度自校验气体密度继电器，尤其是气体密度在线自校验气体密度继电器或系统中，进行创新，使实现气体密度在线监测的气体密度继电器或组成的监测系统中还具有气体密度继电器的校验功能，进而完成(机械式)气体密度继电器的定期校验工作，无须检修人员到现场，大大提高了工作效率，降低了成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器及监测装置，以解决上述技术背景中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本申请第一个方面提供了一种具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器，包括：气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、压力调节机构、阀、在线校验接点信号采样单元和智控单元；

所述压力调节机构的气路，与所述气体密度继电器本体的气路相连通；所述压力调节机构被配置为调节所述气体密度继电器本体的压力升降，使所述气体密度继电器本体发生接点信号动作；

所述气体密度检测传感器，与所述气体密度继电器本体连通；

所述阀的一端设有与电气设备相连通的接口，所述阀的另一端与所述气体密度继电器本体的气路相连通；

所述在线校验接点信号采样单元，包括第一连接电路和第二连接电路，所述第一连接电路连接所述气体密度继电器本体的接点与接点信号控制回路，所述第二连接电路连接所述气体密度继电器本体的接点与所述智控单元；在非校验状态下，接点为常开型密度继电器，所述第二连接电路断开或隔离，所述第一连接电路闭合；在校验状态下，所述在线校验接点信号采样单元切断所述第一连接电路，连通所述第二连接电路，将所述气体密度继电器本体的接点与所述智控单元相连接；或者，在非校验状态下，接点为常闭型密度继电器，所述第二连接电路断开或隔离，所述第一连接电路闭合；在校验状态下，所述在线校验接点信号采样单元闭合所述接点信号控制回路，切断气体密度继电器本体的接点与接点信号控制回路的连接，连通所述第二连接电路，将所述气体密度继电器本体的接点与所述智控单元相连接；

所述智控单元，分别与所述气体密度检测传感器、所述压力调节机构、所述阀和所述在线校验接点信号采样单元相连接，被配置为控制所述阀的关闭或开启，完成所述压力调节机构的控制，压力值采集和温度值采集、和/或气体密度值采集，以及检测所述气体密度继电器本体的接点信号动作值和/或接点信号返回值；

其中，所述接点信号包括报警、和/或闭锁。

本申请第二个方面提供了一种具有保护功能的气体密度监测装置，包括：气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、压力调节机构、阀、在线校验接点信号采样单元和智控单元；

所述压力调节机构的气路，与所述气体密度继电器本体的气路相连通；所述压力调节机构被配置为调节所述气体密度继电器本体的压力升降，使所述气体密度继电器本体发生接点信号动作；

所述气体密度检测传感器，与所述气体密度继电器本体连通；

所述阀的一端设有与电气设备相连通的接口，所述阀的另一端与所述气体密度继电器本体的气路相连通；

所述在线校验接点信号采样单元，包括第一连接电路和第二连接电路，所述第一连接电路连接所述气体密度继电器本体的接点与接点信号控制回路，所述第二连接电路连接所述气体密度继电器本体的接点与所述智控单元；在非校验状态下，接点为常开型密度继电器，所述第二连接电路断开或隔离，所述第一连接电路闭合；在校验状态下，所述在线校验接点信号采样单元切断所述第一连接电路，连通所述第二连接电路，将所述气体密度继电器本体的接点与所述智控单元相连接；或者，在非校验状态下，接点为常闭型密度继电器，所述第二连接电路断开或隔离，所述第一连接电路闭合；在校验状态下，所述在线校验接点信号采样单元闭合所述接点信号控制回路，切断气体密度继电器本体的接点与接点信号控制回路的连接，连通所述第二连接电路，将所述气体密度继电器本体的接点与所述智控单元相连接；

所述智控单元，分别与所述气体密度检测传感器、所述压力调节机构、所述阀和所述在线校验接点信号采样单元相连接，被配置为控制所述阀的关闭或开启，完成所述压力调节机构的控制，压力值采集和温度值采集、和/或气体密度值采集，以及检测所述气体密度继电器本体的接点信号动作值和/或接点信号返回值；

其中，所述接点信号包括报警、和/或闭锁。

优选地，所述第一连接电路包括第一继电器，所述第二连接电路包括第二继电器，所述第一继电器设有至少一个常闭接点，所述第二继电器设有至少一个常开接点，所述常闭接点和所述常开接点保持相反的开关状态；所述常闭接点串联在所述接点信号控制回路中，所述常开接点连接在所述气体密度继电器本体的接点上；

在非校验状态下，所述常闭接点闭合，所述常开接点断开，所述气体密度继电器实时监测所述接点的输出状态；在校验状态下，所述常闭接点断开，所述常开接点闭合，所述气体密度继电器本体的接点通过所述常开接点与所述智控单元相连接。

更优选地，所述第一继电器与所述第二继电器可以是两个独立的继电器，也可以是同一个继电器。

优选地，所述在线校验接点信号采样单元设有接点采样电路，所述接点采样电路包括光电耦合器和一电阻，所述光电耦合器包括一发光二极管和一光敏三极管；所述发光二极管和所述气体密度继电器本体的接点串联形成闭合回路；所述光敏三极管的发射极接地；所述光敏三级管的集电极连接所述智控单元，所述光敏三极管的集电极还通过所述电阻与电源相连接；

当所述接点闭合时，闭合回路通电，所述发光二极管发光，光将所述光敏三极管导通，所述光敏三极管的集电极输出低电平；

当所述接点断开时，闭合回路被断开，所述发光二极管不发光，所述光敏三极管截止，所述光敏三极管的集电极输出高电平。

优选地，所述在线校验接点信号采样单元设有接点采样电路，所述接点采样电路包括第一光电耦合器和第二光电耦合器；

所述第一光电耦合器的发光二极管和所述第二光电耦合器的发光二极管分别通过限流电阻并联，并联后与所述气体密度继电器本体的接点串联形成闭合回路，且所述第一光电耦合器和所述第二光电耦合器的发光二极管的连接方向相反；

所述第一光电耦合器的光敏三极管的集电极与所述第二光电耦合器的光敏三极管的集电极均通过分压电阻与电源相连接，所述第一光电耦合器的光敏三极管的发射极与所述第二光电耦合器的光敏三极管的发射极连接形成输出端，该输出端与所述智控单元相连接，且通过一电阻接地；

当所述接点闭合时，闭合回路通电，所述第一光电耦合器导通，所述第二光电耦合器截止，所述第一光电耦合器的光敏三极管的发射极输出高电平；或者，所述第一光电耦合器截止，所述第二光电耦合器导通，所述第二光电耦合器的光敏三极管的发射极输出高电平；

当所述接点断开时，闭合回路被断电，所述第一光电耦合器、所述第二光电耦合器均截止，所述第一光电耦合器和所述第二光电耦合器的光敏三极管的发射极输出低电平。

更优选地，所述接点采样电路还包括第一稳压二极管组和第二稳压二极管组，所述第一稳压二极管组和所述第二稳压二极管组并联在所述接点信号控制回路上，且所述第一稳压二极管组和所述第二稳压二极管组的连接方向相反；所述第一稳压二极管组和所述第二稳压二极管组均由一个、两个或者两个以上的稳压二极管串联构成。

进一步地，所述第一稳压二极管组包括串联的第一稳压二极管和第二稳压二极管，所述第一稳压二极管的负极连接所述第二稳压二极管的正极；所述第二稳压二极管组包括串联的第三稳压二极管和第四稳压二极管，所述第三稳压二极管的正极连接所述第四稳压二极管的负极。

优选地，所述在线校验接点信号采样单元设有接点采样电路，所述接点采样电路包括第一霍尔电流传感器和第二霍尔电流传感器，所述第一霍尔电流传感器、所述第二霍尔电流传感器和所述气体密度继电器本体的接点串联形成闭合回路，且所述气体密度继电器本体的接点连接在所述第一霍尔电流传感器和所述第二霍尔电流传感器之间；所述第一霍尔电流传感器的输出端与所述第二霍尔电流传感器的输出端均与所述智控单元相连接；

当所述接点闭合时，闭合回路通电，所述第一霍尔电流传感器和所述第二霍尔电流传感器之间流经电流，产生感应电势；

当所述接点断开时，闭合回路被断电，所述第一霍尔电流传感器和所述第二霍尔电流传感器之间无电流流过，产生的感应电势为零。

优选地，所述在线校验接点信号采样单元设有接点采样电路，所述接点采样电路包括：第一可控硅、第二可控硅、第三可控硅和第四可控硅；

第一可控硅、第三可控硅串联，第二可控硅、第四可控硅串联后与第一可控硅、第三可控硅构成的串联线路形成串并联闭合回路，所述气体密度继电器本体的接点的一端通过线路与所述第一可控硅、第三可控硅之间的线路电连接，另一端通过线路与所述第二可控硅、第四可控硅之间的线路电连接。

更优选地，所述第一可控硅的阴极与智控单元相连接，所述第一可控硅的阳极与所述第三可控硅的阴极相连接；所述第一可控硅和所述第三可控硅的控制极与所述智控单元相连接；所述第二可控硅的阴极与智控单元相连接，所述第二可控硅的阳极与所述第四可控硅的阴极相连接；所述第二可控硅和所述第四可控硅的控制极与所述智控单元相连接。

优选地，所述气体密度继电器本体包括、但不限于双金属片补偿的气体密度继电器、气体补偿的气体密度继电器、双金属片和气体补偿混合型的气体密度继电器；完全机械的气体密度继电器、数字型气体密度继电器、机械和数字结合型的气体密度继电器；带指针显示的气体密度继电器、数显型气体密度继电器、不带显示或指示的气体密度开关；SF6气体密度继电器、SF6混合气体密度继电器、N2气体密度继电器。

优选地，所述气体密度检测传感器设置在所述气体密度继电器本体上；或者，所述压力调节机构设置在所述气体密度继电器本体上；或者，

所述气体密度检测传感器、所述在线校验接点信号采样单元和所述智控单元设置在所述气体密度继电器本体上。

更优选地，所述气体密度继电器本体、所述气体密度检测传感器为一体化结构；或者，所述气体密度继电器本体、所述气体密度检测传感器为一体化结构的远传式气体密度继电器。

优选地，所述气体密度检测传感器为一体化结构；或者，所述气体密度检测传感器为一体化结构的气体密度变送器。

更优选地，所述在线校验接点信号采样单元、所述智控单元设置在所述气体密度变送器上。

优选地，所述气体密度检测传感器包括至少一个压力传感器和至少一个温度传感器；或者，

采用由压力传感器和温度传感器组成的气体密度变送器；或者，

采用石英音叉技术的密度检测传感器。

更优选地，所述压力传感器安装于所述气体密度继电器本体的气路上。

更优选地，所述温度传感器安装于所述气体密度继电器本体的气路上或气路外，或所述气体密度继电器本体内，或所述气体密度继电器本体外。

更优选地，温度传感器可以是热电偶、热敏电阻、半导体式；可以接触式和非接触式；可以为热电阻和热电偶。

更优选地，所述压力传感器包括、但不限于相对压力传感器，和/或绝对压力传感器。

进一步地，所述压力传感器还可以是扩散硅压力传感器、MEMS压力传感器、芯片式压力传感器、线圈感应压力传感器(如巴登管附带感应线圈的压力传感器)、电阻压力传感器(如巴登管附带滑线电阻的压力传感器)；可以是模拟量压力传感器，也可以是数字量压力传感器。

更优选地，至少有一个所述温度传感器设置在所述气体密度继电器的温度补偿元件附近、或设置在温度补偿元件上，或集成于所述温度补偿元件中。优选地，至少有一个所述温度传感器设置在所述气体密度继电器的压力检测器靠近温度补偿元件的一端；其中，所述压力检测器为巴登管或波纹管，所述温度补偿元件采用温度补偿片或壳体内封闭的气体。

优选地，所述在线校验接点信号采样单元和所述智控单元设置在一起。

更优选地，所述在线校验接点信号采样单元和所述智控单元密封在一个腔体或壳体内。

优选地，所述压力调节机构密封在一个腔体或壳体内。

优选地，校验时，所述压力调节机构为一密闭气室，所述密闭气室的外部或内部设有加热元件、和/或制冷元件，通过加热所述加热元件、和/或通过所述制冷元件制冷，导致所述密闭气室内的气体的温度变化，进而完成所述气体密度继电器的压力升降。

更优选地，所述加热元件、和/或所述制冷元件为半导体。

更优选地，所述压力调节机构还包括保温件，所述保温件设于所述密闭气室的外面。

优选地，校验时，所述压力调节机构为一端开口的腔体，所述腔体的另一端连通所述气体密度继电器本体的气路；所述腔体内有活塞，所述活塞的一端连接有一个调节杆，所述调节杆的外端连接驱动部件，所述活塞的另一端伸入所述开口内，且与所述腔体的内壁密封接触，所述驱动部件驱动所述调节杆进而带动所述活塞在所述腔体内移动。

优选地，校验时，所述压力调节机构为一密闭气室，所述密闭气室的内部设有活塞，所述活塞与所述密闭气室的内壁密封接触，所述密闭气室的外面设有驱动部件，所述驱动部件通过电磁力推动所述活塞在所述腔体内移动。

优选地，所述压力调节机构为一端连接驱动部件的气囊，所述气囊在所述驱动部件的驱动下发生体积变化，所述气囊连通所述气体密度继电器本体。

优选地，所述压力调节机构为波纹管，所述波纹管的一端连通所述气体密度继电器本体，所述波纹管的另一端在驱动部件的驱动下伸缩。

上述压力调节机构中的所述驱动部件包括、但不限于磁力、电机(变频电机或步进电机)、往复运动机构、卡诺循环机构、气动元件中的一种。

优选地，所述压力调节机构为一放气阀。

更优选地，所述压力调节机构还包括控制气体释放流量的流量阀。

更优选地，所述放气阀为电磁阀或电动阀，或其它通过电的或气的方式实现的放气阀。

优选地，所述压力调节机构为一压缩机。

优选地，所述压力调节机构为一泵。

更优选地，所述泵包括、但不限于造压泵、增压泵、电动气泵、电磁气泵中的一种。

优选地，所述阀为电动阀。

优选地，所述阀为电磁阀。

更优选地，所述阀为永磁式电磁阀。

优选地，所述阀为压电阀，或为温度控制的阀，或为采用智能记忆材料制作的、采用电加热开启或关闭的新型阀。

优选地，所述阀为软管折弯或夹扁方式实现关闭或开启。

优选地，所述阀密封在一个腔体或壳体内。

优选地，所述阀和所述压力调节机构密封在一个腔体或壳体内。

优选地，所述阀的气路两侧分别设置有压力传感器。

优选地，所述电气设备包括SF6气体电气设备、SF6混合气体电气设备、环保型气体电气设备、或其它绝缘气体电气设备。

具体地，所述电气设备包括GIS、GIL、PASS、断路器、电流互感器、电压互感器、变压器、充气柜、环网柜。

优选地，所述阀通过电气设备连接接头与所述电气设备相连通。

优选地，所述在线校验接点信号采样单元对所述气体密度继电器本体的接点信号采样满足：

所述在线校验接点信号采样单元具有独立的至少两个采样接点，可同时对至少两个接点自动完成校验，且连续测量、无须更换接点或重新选择接点；其中，

所述接点包括、但不限于报警接点、报警接点+闭锁接点、报警接点+闭锁1 接点+闭锁2接点、报警接点+闭锁接点+超压接点中的一种。

优选地，所述在线校验接点信号采样单元对所述气体密度继电器本体的接点信号动作值或其切换值的测试电压不低于24V，即在校验时，在接点信号相应端子之间施加不低于24V电压。

优选地，所述智控单元获取所述气体密度检测传感器采集的气体密度值；或者，所述智控单元获取所述气体密度检测传感器采集的压力值和温度值，完成所述气体密度继电器的在线监测。

优选地，所述智控单元获取所述气体密度继电器本体发生接点信号动作或切换时、所述气体密度检测传感器采集的气体密度值；或者，

所述智控单元获取所述气体密度继电器本体发生接点信号动作或切换时、所述气体密度检测传感器采集的压力值和温度值，并按照气体压力-温度特性换算成为对应20℃的压力值，即气体密度值，完成所述气体密度继电器的在线校验。

更优选地，所述智控单元采用均值法(平均值法)计算所述气体密度值，所述均值法为：在设定的时间间隔内，设定采集频率，将全部采集得到的不同时间点的N个气体密度值进行平均值计算处理，得到其气体密度值；或者，在设定的时间间隔里、设定温度间隔步长，把全部温度范围内采集得到的N个不同温度值对应的密度值进行平均值计算处理，得到其气体密度值；或者，在设定的时间间隔里、设定压力间隔步长，把全部压力变化范围内采集得到的N个不同压力值对应的密度值进行平均值计算处理，得到其气体密度值；其中，N为大于等于1的正整数。

优选地，所述气体密度继电器本体带有比对密度值输出信号，该比对密度值输出信号与所述智控单元相连接；或者，

所述气体密度继电器本体带有比对压力值输出信号，该比对压力值输出信号与所述智控单元相连接。

优选地，所述智控单元基于微处理器的嵌入式系统内嵌算法及控制程序，自动控制整个校验过程，包含所有外设、逻辑及输入输出。

更优选地，所述智控单元基于通用计算机、工控机、ARM芯片、AI芯片、 CPU、MCU、FPGA、PLC等、工控主板、嵌入式主控板等内嵌算法及控制程序，自动控制整个校验过程，包含所有外设、逻辑及输入输出。

优选地，所述智控单元设有电气接口，所述电气接口完成测试数据存储，和 /或测试数据导出，和/或测试数据打印，和/或与上位机进行数据通讯，和/或输入模拟量、数字量信息。

更优选地，所述气体密度继电器(或监测装置)支持气体密度继电器的基本信息输入，所述基本信息包括、但不限于出厂编号、精度要求、额定参数、制造厂、运行位置中的一种或几种。

优选地，所述智控单元还包括实现远距离传输测试数据、和/或校验结果的通讯模块。

更优选地，所述通讯模块的通讯方式为有线通讯或无线通讯方式。

进一步地，所述有线通讯方式包括、但不限于RS232总线、RS485总线、 CAN-BUS总线、4-20mA、Hart、IIC、SPI、Wire、同轴电缆、PLC电力载波、电缆线中的一种或几种。

进一步地，所述无线通讯方式包括、但不限于NB-IOT、2G/3G/4G/5G、 WIFI、蓝牙、Lora、Lorawan、Zigbee、红外、超声波、声波、卫星、光波、量子通信、声呐中的一种或几种。

优选地，所述智控单元上还设有时钟，所述时钟被配置为用于定期设置所述气体密度继电器的校验时间，或者记录测试时间。

优选地，所述智控单元的控制通过现场控制，和/或通过后台控制。

更优选地，所述具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器根据所述后台的设置或指令，完成所述气体密度继电器的在线校验；或者，

根据设置的所述气体密度继电器的校验时间，完成所述气体密度继电器的在线校验。

优选地，所述具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器，还包括多通接头，所述气体密度继电器本体、所述阀、所述压力调节机构设置在所述多通接头上。

更优选地，所述气体密度继电器本体的气路，连接所述多通接头的第一接头；

所述压力调节机构的气路，连接所述多通接头的第二接头，所述第一接头与所述第二接头连通，从而将所述压力调节机构的气路与所述气体密度继电器本体连通；所述阀的另一端与所述多通接头的第三接头连通，所述第三接头与所述第一接头连通，从而将所述阀的另一端与所述压力调节机构、和/或所述气体密度继电器本体连通。

优选地，所述气体密度继电器本体、所述阀、所述压力调节机构通过连接管连接在一起。

优选地，所述具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器，还包括自封阀，所述自封阀安装于所述电气设备与所述阀之间；或者，所述阀安装于所述电气设备与所述自封阀之间。

优选地，所述具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器，还包括补气接口。

更优选地，所述补气接口设置在所述压力调节机构上；或者，所述补气接口设置在所述电气设备上；或者，所述补气接口设置在所述多通接头上；或者，所述补气接口设置在所述自封阀上。

优选地，所述具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器，还包括：用于人机交互的显示界面，与所述智控单元相连接，实时显示当前的校验数据，或/ 和支持数据输入。

优选地，所述具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器，还包括：微水传感器，所述微水传感器分别与所述气体密度继电器本体和所述智控单元相连接。

更优选地，所述具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器，还包括：气体循环机构，所述气体循环机构分别与所述气体密度继电器本体和所述智控单元相连接，所述气体循环机构包括毛细管、密封腔室和加热元件。

进一步地，所述微水传感器可以安装于所述气体循环机构的密封腔室、毛细管中、毛细管口、毛细管外。

优选地，所述具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器，还包括：分解物传感器，所述分解物传感器分别与所述气体密度继电器本体和所述智控单元相连接。

优选地，所述具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器，还包括用于监控的摄像头。

优选地，所述气体密度继电器本体还包括接触电阻检测单元，所述接触电阻检测单元与接点信号相连接或直接与所述气体密度继电器本体内的信号发生器相连接；在在线校验接点信号采样单元的控制下，气体密度继电器本体的接点信号与其控制回路隔离，在气体密度继电器本体的接点信号发生动作时，和/或在接到检测接点接触电阻的指令时，接触电阻检测单元能够检测到气体密度继电器本体的接点接触电阻值。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

本申请提供一种具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器及监测装置，用于高压电气设备，包括气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、压力调节机构、阀、在线校验接点信号采样单元和智控单元。所述在线校验接点信号采样单元，在非校验状态时，与气体密度继电器本体的接点信号在电路上是相对隔离的；在校验状态时，切断接点信号控制回路，确保气体密度继电器本体的接点动作信号不会上传，不会影响电网的安全运行，同时将所述气体密度继电器本体的接点与所述智控单元相连接，对气体密度继电器本体的接点的状态进行监测，确保了智控单元在校验时的安全。同时本实用新型技术整个校验过程实现SF6气体零排放的，符合环保规程要求。

附图说明

构成本申请的一部分附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的一种控制电路示意图；

图2是本实用新型优选实施例的另一种控制电路示意图；

图3是本实用新型优选实施例的另一种控制电路示意图；

图4是本实用新型优选实施例的另一种控制电路示意图；

图5是本实用新型优选实施例的另一种控制电路示意图；

图6是本实用新型优选实施例的另一种控制电路示意图；

图7是本实用新型优选实施例的另一种控制电路示意图。

图例说明：

1、气体密度继电器本体；2、压力传感器；3、温度传感器；4、阀；5、压力调节机构；6、在线校验接点信号采样单元；7、智控单元；71、处理器；72、电源；73、通讯模块；74、智控单元保护电路；75、显示及输出；76、数据存储。

具体实施方式

本实用新型提供一种具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器及监测装置，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一：

图1为本实用新型实施例一的高压电气设备的具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器的一种控制电路示意图。

如图1所示，一种具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器，包括：气体密度继电器本体1、压力传感器2、温度传感器3、阀4、压力调节机构5、在线校验接点信号采样单元6和智控单元7。所述阀4的一端设有与电气设备相连通的接口，所述阀4的另一端与所述气体密度继电器本体1相连通；所述压力调节机构5的气路，与所述气体密度继电器本体1相连通；所述压力调节机构5 被配置为调节所述气体密度继电器本体1的压力升降，使所述气体密度继电器本体1发生接点信号动作；所述在线校验接点信号采样单元6分别与气体密度继电器本体1和所述智控单元7相连接；所述智控单元7，还分别与所述压力传感器2、所述温度传感器3、所述压力调节机构5、所述阀4和所述在线校验接点信号采样单元6相连接，被配置为控制所述阀4的关闭或开启，完成所述压力调节机构5的控制，压力值采集和温度值采集、和/或气体密度值采集，以及检测所述气体密度继电器本体1的接点信号动作值和/或接点信号返回值。其中，所述接点信号包括报警、和/或闭锁。

所述在线校验接点信号采样单元6设有保护电路，所述保护电路包括第一继电器J1和第二继电器J2。所述第一继电器J1设有常闭接点J11和J12，所述常闭接点J11和J12串联在所述接点信号控制回路中；所述第二继电器J2设有常开接点J21和J22，所述常开接点J21和J22连接在所述气体密度继电器本体1的接点P_J上；还可以，第一继电器J1和第二继电器J2合为一体，即为具有常开常闭接点的继电器。在非校验状态下，接点P_J为常开型密度继电器，所述常闭接点J11和J12闭合，所述常开接点J21和J22断开，所述气体密度继电器实时监测所述接点P_J的输出状态；在校验状态下，所述常闭接点J11和J12 断开，所述常开接点J21和J22闭合，所述气体密度继电器本体1的接点P_J通过所述常开接点J21和J22与所述智控单元7相连接。

所述智控单元7，主要由处理器71(U1)、电源72(U2)组成。处理器71 (U1)可以是通用计算机、工控机、CPU、单片机、ARM芯片、AI芯片、MCU、 FPGA、PLC等、工控主板、嵌入式主控板等，以及其它智能集成电路。电源 72(U2)可以是开关电源、交流220V、直流电源、LDO、可编程电源、太阳能、蓄电池、充电电池、电池等。

此外，压力采集P的压力传感器2可以是：压力传感器、压力变送器等各种感压元件。温度采集T的温度传感器3可以是：温度传感器、温度变送器等各种感温元件。阀4可以是：电磁阀、电动阀、气动阀、球阀、针阀、调节阀、截门等等可开启和关断气路，甚至控制流量的元件。半自动的还可以是手动阀。压力调节机构5可以是：电动调节活塞、电动调节缸、增压泵、气瓶加压、以及阀门、电磁阀、流量控制器等。半自动的还可以是手动调节的压力调节机构。

工作原理：

智控单元7根据压力传感器2、温度传感器3监测到电气设备的气体压力P 和温度T，得到相应的20℃压力值P₂₀(即气体密度值)。当需要校验气体密度继电器本体1时，此时如果气体密度值P₂₀≥设定的安全校验密度值P_S，智控单元7控制所述阀4的关闭，使得气体密度继电器本体1在气路上与电气设备隔断。

接着，智控单元7控制断开气体密度继电器本体1的接点信号控制回路，即在线校验接点信号采样单元6的第一继电器J1的常闭接点J11和J12断开，使得在线校验气体密度继电器本体1时不会影响电气设备的安全运行，也不会在校验时，误发报警信号，或闭锁控制回路。因为在开始校验前，已经进行气体密度值P₂₀≥设定的安全校验密度值P_S的监测和判断，电气设备的气体是在安全运行范围内的，况且气体泄漏是个缓慢的过程，校验时是安全的。同时，通过智控单元7连通气体密度继电器本体1的接点的接点采样电路，即在线校验接点信号采样单元6的第二继电器J2的常开接点J21和J22闭合，此时气体密度继电器本体1的接点P_J就通过第二继电器J2的常开接点J21和J22与智控单元7相连接。

然后，智控单元7控制压力调节机构5的驱动部件52(可以主要采用电机 (马达)和齿轮实现，其方式多样、灵活)，进而调节压力调节机构5发生体积变化，使气体密度继电器本体1的气体的压力逐步下降，使得气体密度继电器本体1发生接点信号动作，其接点信号动作通过在线校验接点信号采样单元6的第二继电器J2上传到智控单元7，智控单元7根据接点信号动作时测得的压力值 P和温度T值，按照气体特性换算成为对应20℃时的压力值P20(密度值)，就可以检测到气体密度继电器的接点动作值P_D20。待气体密度继电器本体1的报警和/或闭锁信号的接点信号动作值全部检测出来后，再通过智控单元7控制压力调节机构5的电机(马达、或变频电机)，调节压力调节机构5，使气体密度继电器本体1的气体的压力逐步上升，测试到气体密度继电器本体1的报警和/ 闭锁接点信号的返回值。如此反复校验多次(例如2～3次)，然后计算其平均值，这样就完成了气体密度继电器的校验工作。

校验完成后，在线校验接点信号采样单元6的第二继电器J2的常开接点J21 和J22断开，此时气体密度继电器本体1的接点P_J就通过断开第二继电器J2 的接点常开J21和J22与智控单元7不相连接。智控单元7控制阀4开启，使得气体密度继电器本体1在气路上与电气设备相连通。接着，在线校验接点信号采样单元6的第一继电器J1的常闭接点J11和J12闭合，气体密度继电器本体 1的接点信号控制回路正常工作，气体密度继电器安全监控电气设备的气体密度，使电气设备安全可靠工作。这样就方便完成气体密度继电器的在线校验工作，同时不会影响电气设备的安全运行。

实施例二：

如图2所示，所述在线校验接点信号采样单元6设有接点采样电路。本实施例中，所述接点采样电路包括光电耦合器OC1和一电阻R1，所述光电耦合器 OC1包括一发光二极管和一光敏三极管；所述发光二极管的阳极和所述气体密度继电器本体1的接点P_J串联形成闭合回路；所述光敏三极管的发射极接地；所述光敏三级管的集电极作为在线校验接点信号采样单元6的输出端out6连接所述智控单元7，所述光敏三极管的集电极还通过所述电阻R1与电源相连接。

通过上述接点采样电路，可以方便知道气体密度继电器本体1的接点P_J是断开还是闭合的状态。具体地，当所述接点P_J闭合时，闭合回路通电，所述发光二极管发光，光将所述光敏三极管导通，所述光敏三极管的集电极输出低电平；当所述接点P_J断开时，闭合回路被断开，所述发光二极管不发光，所述光敏三极管截止，所述光敏三极管的集电极输出高电平。这样，通过在线校验接点信号采样单元6的输出端out6输出高低电平。

本实施例通过光电隔离的方法使智控单元7与接点信号控制回路隔离，在校验过程中关闭接点P_J，或者发生漏气的情况下接点P_J也会发生关闭，此时，均检测到光敏三极管的集电极输出的低电平。控制校验过程中关闭接点P_J的时间在一个预设长度，从而非漏气情况下、校验过程中接点P_J关闭状态持续时间的长度是确定的，通过监控接收到的低电平的持续时间，即可判断是否为校验过程中发生接点P_J关闭。因此，在校验时可以通过记录时间，判断气体密度继电器本体1发出的是校验时的报警信号，而不是漏气时的报警信号。

本实施例中，智控单元7主要由处理器71(U1)、电源72(U2)组成。

实施例三：

如图3所示，所述在线校验接点信号采样单元6设有接点采样电路，本实施例中，所述接点采样电路包括第一光电耦合器OC1和第二光电耦合器OC2。

所述第一光电耦合器OC1的发光二极管和所述第二光电耦合器OC2的发光二极管分别通过限流电阻并联，并联后与所述气体密度继电器本体的接点串联形成闭合回路，且所述第一光电耦合器OC1和所述第二光电耦合器OC2的发光二极管的连接方向相反；所述第一光电耦合器OC1的光敏三极管的集电极与所述第二光电耦合器OC2的光敏三极管的集电极均通过分压电阻与电源相连接，所述第一光电耦合器OC1的光敏三极管的发射极与所述第二光电耦合器OC2的光敏三极管的发射极连接形成输出端out6，该输出端out6与所述智控单元7相连接，且通过一电阻R5接地。

通过上述接点采样电路，可以方便知道气体密度继电器本体1的接点P_J是断开还是闭合的状态。具体地，当所述接点P_J闭合时，闭合回路通电，所述第一光电耦合器OC1导通，所述第二光电耦合器OC2截止，所述第一光电耦合器 OC1的光敏三极管的发射极(即输出端out6)输出高电平；或者，所述第一光电耦合器OC1截止，所述第二光电耦合器OC2导通，所述第二光电耦合器OC2 的光敏三极管的发射极(即输出端out6)输出高电平。当所述接点P_J断开时，闭合回路被断电，所述第一光电耦合器OC1、所述第二光电耦合器OC2均截止，所述第一光电耦合器OC1和所述第二光电耦合器OC2的光敏三极管的发射极 (即输出端out6)输出低电平。

在一种优选实施例中，所述接点采样电路还包括第一稳压二极管组和第二稳压二极管组，所述第一稳压二极管组和所述第二稳压二极管组并联在所述接点信号控制回路上，且所述第一稳压二极管组和所述第二稳压二极管组的连接方向相反；所述第一稳压二极管组和所述第二稳压二极管组均由一个、两个或者两个以上的稳压二极管串联构成。

本实施例中，所述第一稳压二极管组包括串联的第一稳压二极管D1和第二稳压二极管D2，所述第一稳压二极管D1的负极连接所述第二稳压二极管D2 的正极；所述第二稳压二极管组包括串联的第三稳压二极管D3和第四稳压二极管D4，所述第三稳压二极管D3的正极连接所述第四稳压二极管D4的负极。

接点采样电路可以方便实现对气体密度继电器本体1的接点P_J的状态进行监测，结合智控单元7，将接点P_J是断开状态还是闭合状态进行相应处理，并实施远传，从后台就知道接点信号状态，大大提高了电网的可靠性。

本实施例中，智控单元7主要由处理器71(U1)、电源72(U2)组成。

实施例四：

如图4所示，本实施例与实施例三的区别在于：智控单元7主要由处理器 71(U1)、电源72(U2)、通讯模块73(U3)、智控单元保护电路74(U4)、显示及输出75(U5)、数据存储76(U6)等组成。

其中，通讯模块73(U3)的通讯方式可以是有线，如RS232、RS485、 CAN-BUS等工业总线、光纤以太网、4-20mA、Hart、IIC、SPI、Wire、同轴电缆、PLC电力载波等；或者是无线，如2G/3G/4G/5G等、WIFI、蓝牙、Lora、 Lorawan、Zigbee、红外、超声波、声波、卫星、光波、量子通信、声呐等。智控单元保护电路74(U4)可以是抗静电干扰电路(如ESD、EMI)、抗浪涌电路、电快速保护电路、抗射频场干扰电路、抗脉冲群干扰电路、电源短路保护电路、电源接反保护电路、电接点误接保护电路、充电保护电路等。这些智控单元保护电路可以为一种、或若干种灵活组合而成。显示及输出75(U5)可以是数码管、LED、LCD、HMI、显示器、矩阵屏、打印机、传真、投影仪、手机等，可以为一种、或若干种灵活组合而成。数据存储76(U6)可以是FLASH、RAM、 ROM、硬盘、SD等闪存卡、磁带、打孔纸带、光盘、U盘、碟片、胶卷等，可以为一种、或若干种灵活组合而成。

实施例五：

如图5所示，所述在线校验接点信号采样单元6设有接点采样电路，本实施例中，所述接点采样电路包括第一霍尔电流传感器H1和第二霍尔电流传感器 H2，所述第一霍尔电流传感器H1、所述第二霍尔电流传感器H2和所述气体密度继电器本体的接点P_J串联形成闭合回路，且所述气体密度继电器本体1的接点P_J连接在所述第一霍尔电流传感器H1和所述第二霍尔电流传感器H2之间；所述第一霍尔电流传感器H1的输出端与所述第二霍尔电流传感器H2的输出端均与所述智控单元7相连接。

通过上述接点采样电路，可以方便知道气体密度继电器本体1的接点P_J是断开还是闭合的状态。具体地，当所述接点P_J闭合时，闭合回路通电，所述第一霍尔电流传感器H1和所述第二霍尔电流传感器H2之间流经电流，产生感应电势；当所述接点P_J断开时，闭合回路被断电，所述第一霍尔电流传感器H1 和所述第二霍尔电流传感器H2之间无电流流过，产生的感应电势为零。

本实施例中，智控单元7主要由处理器71(U1)、电源72(U2)、通讯模块73(U3)、智控单元保护电路74(U4)、显示及输出75(U5)、数据存储76 (U6)等组成。

实施例六：

如图6所示，所述在线校验接点信号采样单元6设有接点采样电路，本实施例中，所述接点采样电路包括：第一可控硅SCR1、第二可控硅SCR2、第三可控硅SCR3和第四可控硅SCR4。

第一可控硅SCR1和第三可控硅SCR3串联，第二可控硅SCR2和第四可控硅SCR4串联后与第一可控硅SCR1、第三可控硅SCR3构成的串联线路形成串并联闭合回路；所述气体密度继电器本体1的接点P_J的一端通过线路与所述第一可控硅SCR1、第三可控硅SCR3之间的线路电连接，另一端通过线路与所述第二可控硅SCR2、第四可控硅SCR4之间的线路电连接。这里所述的串并联如图6所示，为上述元器件相互并联、串联的混合连接的电路。

具体地，第一可控硅SCR1的阴极和第二可控硅SCR2的阴极连接形成所述在线校验接点信号采样单元6的输出端与智控单元7相连接；第一可控硅 SCR1的阳极与第三可控硅SCR3的阴极相连接；第二可控硅SCR2的阳极与第四可控硅SCR4的阴极相连接；第三可控硅SCR3的阳极和第四可控硅SCR4 的阳极与所述在线校验接点信号采样单元6的输入端相连接。其中，第一可控硅 SCR1、第二可控硅SCR2、第三可控硅SCR3和第四可控硅SCR4的控制极均与所述智控单元7相连接。所述智控单元7能够控制对应可控硅的通或断。

本实施例的工作过程如下：

当不进行校验，正常运行时，所述接点P_J断开，接点采样电路触发第三可控硅SCR3和第四可控硅SCR4，第三可控硅SCR3和第四可控硅SCR4处于导通状态，接点信号控制回路处于工作状态。而此时接点采样电路不触发第一可控硅SCR1和第二可控硅SCR2，第一可控硅SCR1和第二可控硅SCR2的阴极无电压输出，处于不通状态。

当进行校验时，接点采样电路不触发第三可控硅SCR3和第四可控硅 SCR4，而触发第一可控硅SCR1和第二可控硅SCR2。此时，第三可控硅SCR3、第四可控硅SCR4处于关断状态，接点P_J与接点信号控制回路隔断。而第一可控硅SCR1、第二可控硅SCR2处于导通状态，所述接点P_J与所述在线校验接点信号采样单元6连通，与智控单元7相连接。

在线校验接点信号采样单元6也可以由固态继电器或电磁继电器和可控硅混合灵活组成。

本实施例中，智控单元7主要由处理器71(U1)、电源72(U2)、通讯模块73(U3)、智控单元保护电路74(U4)、显示及输出75(U5)、数据存储76 (U6)等组成。

实施例七：

如图7所示，本实施例与实施例一的区别在于：在常闭接点J11和J12之间增加了常开接点J13。在非校验状态下，接点P_J为常闭型密度继电器，所述常闭接点J11和J12闭合，而J13断开，所述常开接点J21和J22断开；在校验状态下，所述在线校验接点信号采样单元的J13闭合所述接点信号控制回路，而常闭接点J11和J12断开，即切断气体密度继电器本体1的接点P_J与接点信号控制回路的连接，而常开接点J21和J22闭合，连通所述第二连接电路，将所述气体密度继电器本体1的接点P_J与所述智控单元7相连接。

具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器，在高温、低温、常温、20℃环境温度校验密度继电器接点时，对其误差判定要求可以是不一样的，具体可以根据温度的要求，按照相关标准实施；能够根据密度继电器在不同的温度下，不同的时间段进行其误差性能的比较。即不同时期，相同温度范围内的比较，作出判定密度继电器的性能。具有历史各个时期的比对、历史与现在的比对。还可以对密度继电器本体进行体检。必要时，可以随时对密度继电器接点信号进行校验；具有气体密度继电器本体、所监测的电气设备的密度值的是否正常进行判定。即可以对电气设备本身的密度值、气体密度继电器本体、压力传感器、温度传感器进行正常和异常的判定和分析、比较，进而实现对电气设备气体密度监控、密度继电器本体等状态进行判定、比较、分析；还对气体密度继电器的接点信号状态进行监测，并把其状态实施远传。可以在后台就知道气体密度继电器的接点信号状态：断开的还是闭合的，从而多一层监控，提高可靠性；还能够对气体密度继电器本体的温度补偿性能进行检测，或检测和判定；还能够对气体密度继电器本体的接点接触电阻进行检测，或检测和判定；还对气体密度继电器本体的绝缘性能进行检测，或检测和判定。

本实用新型所述的一种具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器中所涉及的气体密度继电器可以指的是其组成元件设计成一体结构的气体密度继电器，也可以指的是其组成元件设计成分体结构的气体密度继电器，一般也可以称为气体密度监测装置。

综上所述，本申请提供的一种具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器及监测装置，用于高压电气设备，包括气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、压力调节机构、阀、在线校验接点信号采样单元和智控单元。所述在线校验接点信号采样单元设有保护电路，在非校验状态时，确保所述在线校验接点信号采样单元与气体密度继电器本体的接点信号在电路上是相对隔离的；在校验状态时，所述在线校验接点信号采样单元能够切断接点信号控制回路，确保气体密度继电器本体的接点动作信号不会上传，不会影响电网的安全运行，同时将所述气体密度继电器本体的接点通过接点采样电路与所述智控单元相连接，对气体密度继电器本体的接点的状态进行监测，确保了智控单元在校验时的安全。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (20)

1.具有保护功能的在线采样校验气体密度继电器，其特征在于，包括：气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、压力调节机构、阀、在线校验接点信号采样单元和智控单元；

所述压力调节机构的气路，与所述气体密度继电器本体的气路相连通；所述压力调节机构被配置为调节所述气体密度继电器本体的压力升降，使所述气体密度继电器本体发生接点信号动作；

所述气体密度检测传感器，与所述气体密度继电器本体连通；

所述阀的一端设有与电气设备相连通的接口，所述阀的另一端与所述气体密度继电器本体的气路相连通；

所述在线校验接点信号采样单元，包括第一连接电路和第二连接电路，所述第一连接电路连接所述气体密度继电器本体的接点与接点信号控制回路，所述第二连接电路连接所述气体密度继电器本体的接点与所述智控单元；在非校验状态下，接点为常开型密度继电器，所述第二连接电路断开或隔离，所述第一连接电路闭合；在校验状态下，所述在线校验接点信号采样单元切断所述第一连接电路，连通所述第二连接电路，将所述气体密度继电器本体的接点与所述智控单元相连接；或者，在非校验状态下，接点为常闭型密度继电器，所述第二连接电路断开或隔离，所述第一连接电路闭合；在校验状态下，所述在线校验接点信号采样单元闭合所述接点信号控制回路，切断气体密度继电器本体的接点与接点信号控制回路的连接，连通所述第二连接电路，将所述气体密度继电器本体的接点与所述智控单元相连接；

所述智控单元，分别与所述气体密度检测传感器、所述压力调节机构、所述阀和所述在线校验接点信号采样单元相连接，被配置为控制所述阀的关闭或开启，完成所述压力调节机构的控制，压力值采集和温度值采集、和/或气体密度值采集，以及检测所述气体密度继电器本体的接点信号动作值和/或接点信号返回值；

其中，所述接点信号包括报警、和/或闭锁。

2.一种具有保护功能的气体密度监测装置，其特征在于，包括：气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、压力调节机构、阀、在线校验接点信号采样单元和智控单元；

所述压力调节机构的气路，与所述气体密度继电器本体的气路相连通；所述压力调节机构被配置为调节所述气体密度继电器本体的压力升降，使所述气体密度继电器本体发生接点信号动作；

所述气体密度检测传感器，与所述气体密度继电器本体连通；

所述阀的一端设有与电气设备相连通的接口，所述阀的另一端与所述气体密度继电器本体的气路相连通；

所述在线校验接点信号采样单元，包括第一连接电路和第二连接电路，所述第一连接电路连接所述气体密度继电器本体的接点与接点信号控制回路，所述第二连接电路连接所述气体密度继电器本体的接点与所述智控单元；在非校验状态下，接点为常开型密度继电器，所述第二连接电路断开或隔离，所述第一连接电路闭合；在校验状态下，所述在线校验接点信号采样单元切断所述第一连接电路，连通所述第二连接电路，将所述气体密度继电器本体的接点与所述智控单元相连接；或者，在非校验状态下，接点为常闭型密度继电器，所述第二连接电路断开或隔离，所述第一连接电路闭合；在校验状态下，所述在线校验接点信号采样单元闭合所述接点信号控制回路，切断气体密度继电器本体的接点与接点信号控制回路的连接，连通所述第二连接电路，将所述气体密度继电器本体的接点与所述智控单元相连接；

所述智控单元，分别与所述气体密度检测传感器、所述压力调节机构、所述阀和所述在线校验接点信号采样单元相连接，被配置为控制所述阀的关闭或开启，完成所述压力调节机构的控制，压力值采集和温度值采集、和/或气体密度值采集，以及检测所述气体密度继电器本体的接点信号动作值和/或接点信号返回值；

其中，所述接点信号包括报警、和/或闭锁。

3.根据权利要求1所述的在线采样校验气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述第一连接电路包括第一继电器，所述第二连接电路包括第二继电器，所述第一继电器设有至少一个常闭接点，所述第二继电器设有至少一个常开接点，所述常闭接点和所述常开接点保持相反的开关状态；所述常闭接点串联在所述接点信号控制回路中，所述常开接点连接在所述气体密度继电器本体的接点上；

在非校验状态下，所述常闭接点闭合，所述常开接点断开，所述气体密度继电器实时监测所述接点的输出状态；在校验状态下，所述常闭接点断开，所述常开接点闭合，所述气体密度继电器本体的接点通过所述常开接点与所述智控单元相连接。

4.根据权利要求3所述的在线采样校验气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述第一继电器与所述第二继电器可以是两个独立的继电器，也可以是同一个继电器。

5.根据权利要求1所述的在线采样校验气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述在线校验接点信号采样单元设有接点采样电路，所述接点采样电路包括光电耦合器和一电阻，所述光电耦合器包括一发光二极管和一光敏三极管；所述发光二极管和所述气体密度继电器本体的接点串联形成闭合回路；所述光敏三极管的发射极接地；所述光敏三级管的集电极连接所述智控单元，所述光敏三极管的集电极还通过所述电阻与电源相连接；

当所述接点闭合时，闭合回路通电，所述发光二极管发光，光将所述光敏三极管导通，所述光敏三极管的集电极输出低电平；

当所述接点断开时，闭合回路被断开，所述发光二极管不发光，所述光敏三极管截止，所述光敏三极管的集电极输出高电平。

6.根据权利要求1所述的在线采样校验气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述在线校验接点信号采样单元设有接点采样电路，所述接点采样电路包括第一光电耦合器和第二光电耦合器；

所述第一光电耦合器的发光二极管和所述第二光电耦合器的发光二极管分别通过限流电阻并联，并联后与所述气体密度继电器本体的接点串联形成闭合回路，且所述第一光电耦合器和所述第二光电耦合器的发光二极管的连接方向相反；

所述第一光电耦合器的光敏三极管的集电极与所述第二光电耦合器的光敏三极管的集电极均通过分压电阻与电源相连接，所述第一光电耦合器的光敏三极管的发射极与所述第二光电耦合器的光敏三极管的发射极连接形成输出端，该输出端与所述智控单元相连接，且通过一电阻接地；

当所述接点闭合时，闭合回路通电，所述第一光电耦合器导通，所述第二光电耦合器截止，所述第一光电耦合器的光敏三极管的发射极输出高电平；或者，所述第一光电耦合器截止，所述第二光电耦合器导通，所述第二光电耦合器的光敏三极管的发射极输出高电平；

当所述接点断开时，闭合回路被断电，所述第一光电耦合器、所述第二光电耦合器均截止，所述第一光电耦合器和所述第二光电耦合器的光敏三极管的发射极输出低电平。

7.根据权利要求6所述的在线采样校验气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述接点采样电路还包括第一稳压二极管组和第二稳压二极管组，所述第一稳压二极管组和所述第二稳压二极管组并联在所述接点信号控制回路上，且所述第一稳压二极管组和所述第二稳压二极管组的连接方向相反；所述第一稳压二极管组和所述第二稳压二极管组均由一个、两个或者两个以上的稳压二极管串联构成。

8.根据权利要求7所述的在线采样校验气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述第一稳压二极管组包括串联的第一稳压二极管和第二稳压二极管，所述第一稳压二极管的负极连接所述第二稳压二极管的正极；所述第二稳压二极管组包括串联的第三稳压二极管和第四稳压二极管，所述第三稳压二极管的正极连接所述第四稳压二极管的负极。

9.根据权利要求1所述的在线采样校验气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述在线校验接点信号采样单元设有接点采样电路，所述接点采样电路包括第一霍尔电流传感器和第二霍尔电流传感器，所述第一霍尔电流传感器、所述第二霍尔电流传感器和所述气体密度继电器本体的接点串联形成闭合回路，且所述气体密度继电器本体的接点连接在所述第一霍尔电流传感器和所述第二霍尔电流传感器之间；所述第一霍尔电流传感器的输出端与所述第二霍尔电流传感器的输出端均与所述智控单元相连接；

当所述接点闭合时，闭合回路通电，所述第一霍尔电流传感器和所述第二霍尔电流传感器之间流经电流，产生感应电势；

当所述接点断开时，闭合回路被断电，所述第一霍尔电流传感器和所述第二霍尔电流传感器之间无电流流过，产生的感应电势为零。

10.根据权利要求1所述的在线采样校验气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述在线校验接点信号采样单元设有接点采样电路，所述接点采样电路包括：第一可控硅、第二可控硅、第三可控硅和第四可控硅；

第一可控硅、第三可控硅串联，第二可控硅、第四可控硅串联后与第一可控硅、第三可控硅构成的串联线路形成串并联闭合回路，所述气体密度继电器本体的接点的一端通过线路与所述第一可控硅、第三可控硅之间的线路电连接，另一端通过线路与所述第二可控硅、第四可控硅之间的线路电连接。

11.根据权利要求10所述的在线采样校验气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述第一可控硅的阴极与智控单元相连接，所述第一可控硅的阳极与所述第三可控硅的阴极相连接；所述第一可控硅和所述第三可控硅的控制极与所述智控单元相连接；所述第二可控硅的阴极与智控单元相连接，所述第二可控硅的阳极与所述第四可控硅的阴极相连接；所述第二可控硅和所述第四可控硅的控制极与所述智控单元相连接。

12.根据权利要求1所述的在线采样校验气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述气体密度检测传感器设置在所述气体密度继电器本体上；或者，

所述压力调节机构设置在所述气体密度继电器本体上；或者，

所述气体密度检测传感器、所述在线校验接点信号采样单元和所述智控单元设置在所述气体密度继电器本体上。

13.根据权利要求1所述的在线采样校验气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述气体密度检测传感器包括至少一个压力传感器和至少一个温度传感器；或者，

采用由压力传感器和温度传感器组成的气体密度变送器；或者，

采用石英音叉技术的密度检测传感器。

14.根据权利要求13所述的在线采样校验气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述压力传感器安装于所述气体密度继电器本体的气路上；所述温度传感器安装于所述气体密度继电器本体的气路上或气路外，或所述气体密度继电器本体内，或所述气体密度继电器本体外。

15.根据权利要求1所述的在线采样校验气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：校验时，所述压力调节机构为一密闭气室，所述密闭气室的外部或内部设有加热元件、和/或制冷元件，通过加热所述加热元件、和/或通过所述制冷元件制冷，导致所述密闭气室内的气体的温度变化，进而完成所述气体密度继电器的压力升降；或者，

所述压力调节机构为一端开口的腔体，所述腔体的另一端连通所述气体密度继电器本体的气路；所述腔体内有活塞，所述活塞的一端连接有一个调节杆，所述调节杆的外端连接驱动部件，所述活塞的另一端伸入所述开口内，且与所述腔体的内壁密封接触，所述驱动部件驱动所述调节杆进而带动所述活塞在所述腔体内移动；或者，

所述压力调节机构为一密闭气室，所述密闭气室的内部设有活塞，所述活塞与所述密闭气室的内壁密封接触，所述密闭气室的外面设有驱动部件，所述驱动部件通过电磁力推动所述活塞在所述腔体内移动；或者，

所述压力调节机构为一端连接驱动部件的气囊，所述气囊在所述驱动部件的驱动下发生体积变化，所述气囊连通所述气体密度继电器本体；或者，

所述压力调节机构为波纹管，所述波纹管的一端连通所述气体密度继电器本体，所述波纹管的另一端在驱动部件的驱动下伸缩；或者，

所述压力调节机构为一放气阀，所述放气阀为电磁阀或电动阀；或者，

所述压力调节机构为一压缩机；或者，

所述压力调节机构为一泵，所述泵包括造压泵、增压泵、电动气泵、电磁气泵中的一种；

其中，所述驱动部件包括磁力、电机、往复运动机构、卡诺循环机构、气动元件中的一种。

16.根据权利要求1所述的在线采样校验气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述阀为电动阀、和/或电磁阀，或为压电阀，或为温度控制的阀，或为采用智能记忆材料制作的、采用电加热开启或关闭的新型阀。

17.根据权利要求1所述的在线采样校验气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述智控单元还包括实现远距离传输测试数据、和/或校验结果的通讯模块，所述通讯模块的通讯方式为有线通讯或无线通讯方式。

18.根据权利要求1所述的在线采样校验气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述智控单元设有电气接口，所述电气接口完成测试数据存储，和/或测试数据导出，和/或测试数据打印，和/或与上位机进行数据通讯，和/或输入模拟量、数字量信息。

19.根据权利要求1所述的在线采样校验气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述智控单元的控制通过现场控制，和/或通过后台控制。

20.根据权利要求1所述的在线采样校验气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于，还包括：用于人机交互的显示界面，与所述智控单元相连接，实时显示当前的校验数据，或/和支持数据输入。

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