CN211719507U - 一种全寿命智能监控的气体密度继电器及监测装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种全寿命智能监控的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、阀、压力调节机构、在线校验接点信号采样单元和智控单元。阀、气体密度继电器本体均设于压力调节机构上，阀在压力调节机构的控制下开启或关闭，保证气体密度继电器本体的气路在工作时与电气设备连通、校验时与电气设备隔断；压力调节机构包括首尾连通的第一腔体、第二腔体和第三腔体，第一腔体滑动设有第一压力变化件，第一压力变化件可进出第二腔体，第三腔体滑动设有第二压力变化件；第二压力变化件可快速调节气体密度继电器本体的压力升降，第一压力变化件可慢速调节气体密度继电器本体的压力升降，从而实现密度继电器的精准校验。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力技术领域，具体涉及一种应用在高压、中压电气设备上，全寿命智能监控的气体密度继电器及监测装置。
背景技术
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： 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。
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。而现有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，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。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，大大提高工作效率，降低运行维护成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种全寿命智能监控的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全寿命智能监控的气体密度继电器，包括：气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、阀、控制阀开关的压力调节机构、在线校验接点信号采样单元和智控单元；
所述气体密度检测传感器，与所述气体密度继电器本体相连通；
所述阀，设有与电气设备连接的进气口和与压力调节机构的气路相连通的出气口；
所述压力调节机构，包括首尾依次连通的第一腔体、第二腔体和第三腔体，第三腔体远离第二腔体的一端设有开口；所述第一腔体、第三腔体的截面规格均大于所述第二腔体的截面规格；所述第一腔体的侧壁上设有与气体密度继电器本体的气路相连通的第一接口，以及与阀的出气口相连通的第二接口，所述第一接口和所述第二接口的相对位置为错开设置；所述第一腔体内滑动设有第一压力变化件，所述第一压力变化件可移动地进出所述第二腔体，且所述第一压力变化件进入所述第二腔体后，与第二腔体的内壁密封接触；所述第一压力变化件通过第一连接件连接第二压力变化件，所述第二压力变化件滑动设于所述第三腔体内，且与所述第三腔体的内壁密封接触；所述第二压力变化件连接第二连接件的一端，第二连接件的另一端自所述开口伸出后与驱动部件相连接；所述驱动部件驱动所述第二连接件进而带动所述第二压力变化件在第三腔体内移动，所述第二压力变化件带动所述第一连接件、进而带动所述第一压力变化件在所述第一腔体、第二腔体内移动，以控制所述阀的开启和关闭；所述压力调节机构内的气体压力随所述第一压力变化件、第二压力变化件的位置变化而变化，用于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；
所述在线校验接点信号采样单元，与所述气体密度继电器本体相连接，被配置为采样所述气体密度继电器本体的接点信号；
所述智控单元，分别与所述压力调节机构、所述气体密度检测传感器和所述在线校验接点信号采样单元相连接，被配置为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全寿命智能监控的气体密度监控装置，包括：气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、阀、控制阀开关的压力调节机构、在线校验接点信号采样单元和智控单元；
所述气体密度检测传感器，与所述气体密度继电器本体相连通；
所述阀，设有与电气设备连接的进气口和与压力调节机构的气路相连通的出气口；
所述压力调节机构，包括首尾依次连通的第一腔体、第二腔体和第三腔体，第三腔体远离第二腔体的一端设有开口；所述第一腔体、第三腔体的截面规格均大于所述第二腔体的截面规格；所述第一腔体的侧壁上设有与气体密度继电器本体的气路相连通的第一接口，以及与阀的出气口相连通的第二接口，所述第一接口和所述第二接口的相对位置为错开设置；所述第一腔体内滑动设有第一压力变化件，所述第一压力变化件可移动地进出所述第二腔体，且所述第一压力变化件进入所述第二腔体后，与第二腔体的内壁密封接触；所述第一压力变化件通过第一连接件连接第二压力变化件，所述第二压力变化件滑动设于所述第三腔体内，且与所述第三腔体的内壁密封接触；所述第二压力变化件连接第二连接件的一端，第二连接件的另一端自所述开口伸出后与驱动部件相连接；所述驱动部件驱动所述第二连接件进而带动所述第二压力变化件在第三腔体内移动，所述第二压力变化件带动所述第一连接件、进而带动所述第一压力变化件在所述第一腔体、第二腔体内移动，以控制所述阀的开启和关闭；所述压力调节机构内的气体压力随所述第一压力变化件、第二压力变化件的位置变化而变化，用于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；
所述在线校验接点信号采样单元，与所述气体密度继电器本体相连接，被配置为采样所述气体密度继电器本体的接点信号；
所述智控单元，分别与所述压力调节机构、所述气体密度检测传感器和所述在线校验接点信号采样单元相连接，被配置为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，所述阀包括阀体、弹性件和用于封堵出气口的阀芯；其中，所述阀体为中通结构，所述进气口和所述出气口设于所述中通结构的两端；所述阀芯滑动设置于所述中通结构中，所述阀芯的一端贯穿所述出气口、并部分延伸至所述压力调节机构的第一腔体内，且所述阀芯穿设所述出气口的部分与所述出气口的内壁之间留有空隙；所述阀芯的另一端与所述弹性件的一端固定连接，所述弹性件的另一端固定在所述进气口处；所述阀芯具有沿所述阀体的轴向方向运动的第一位置和第二位置；所述阀芯位于所述第一位置时将所述出气口封堵；所述阀芯位于所述第二位置时将所述进气口与所述出气口连通。
更优选地，所述第一压力变化件在所述驱动部件的驱动下向所述阀芯施加作用力，推动阀芯在所述阀体内向所述进气口的方向运动，所述阀芯的外缘面与所述阀体的内壁分离，所述弹性件为压缩状态。
更优选地，所述阀芯、所述弹性件、所述第一连接件和所述第二连接件位于同一轴线上。
更优选地，所述弹性件为复位弹簧。
更优选地，所述阀的进气口处设有固定件，所述弹性件夹设于所述阀芯与所述固定件之间，所述固定件上设有供气体通过的贯通孔。
更优选地，所述阀芯上设有与所述阀体的内壁密封贴合的密封件；和/或所述阀体上设有密封连接于压力调节机构的密封件；和/或所述阀体上设有密封连接于电气设备的密封件。
进一步地，所述密封件为橡胶圈、橡胶垫或O型圈中的任意一种。
更优选地，所述阀芯包括阀杆和阀瓣，阀瓣固定在阀杆上，所述阀杆的一端贯穿所述出气口、并部分延伸至压力调节机构的第一腔体内；所述阀体的内壁设有漏斗形倾斜面，所述阀瓣的外缘面与所述阀体的内壁的倾斜面密封贴合，封堵所述出气口。
更优选地，所述阀芯包括密封球和顶杆，所述顶杆的一端贯穿所述出气口、并部分延伸至压力调节机构的第一腔体内；所述顶杆的另一端与所述密封球的一端固定连接，所述密封球的另一端与所述弹性件固定连接。
进一步地，所述阀体的内壁设有漏斗形倾斜面，所述密封球的外缘面与所述阀体的内壁的倾斜面密封贴合，封堵所述出气口。
进一步地，所述顶杆为T型，所述顶杆的长段的端部贯穿所述出气口、部分延伸至所述压力调节机构的第一腔体内，所述顶杆的短段背向长段的一侧与所述密封球的一端固定连接。
更进一步地，所述短段为密封盘，用于封堵所述出气口。
更进一步地，所述顶杆的短段用于封堵所述出气口的工作面上还设有弹性橡胶材质的垫片。
进一步地，所述出气口的内径沿所述顶杆的轴线自所述阀体内部向所述压力调节机构的第一腔体递减，所述密封球的外缘面与所述出气口的倾斜面密封贴合，封堵所述出气口。
更进一步地，所述出气口所在的阀体内壁上还设有弹性橡胶材质的垫片，所述垫片的中部开有与所述出气口同轴的密封孔，所述密封孔的内径小于所述密封球的直径。
优选地，所述压力调节机构密封在一个腔体或壳体内。
更优选地，所述驱动部件设置在所述腔体或壳体内。
优选地，所述驱动部件包括磁力、电机、电动推杆电机、步进电机、往复运动机构、卡诺循环机构、空压机、压缩机、放气阀、造压泵、增压泵、增压阀、电动气泵、电磁气泵、气动元件、磁耦合推力机构、加热产生推力机构、电加热产生推力机构、化学反应产生推力机构中的一种。
优选地，所述第一压力变化件、第二压力变化件为活塞或密封隔离件。
优选地，所述第一压力变化件上还设有第一隔断密封件，所述第一压力变化件通过第一隔断密封件与所述第二腔体的内壁密封接触；所述第二压力变化件上还设有第二隔断密封件，所述第二压力变化件通过第二隔断密封件与所述第三腔体的内壁密封接触。
更优选地，所述第一隔断密封件、第二隔断密封件为橡胶圈、橡胶垫或O 型圈中的任意一种。
优选地，所述压力调节机构还包括连接管，所述气室上的第一接口通过所述连接管与气体密度继电器的气路相连通。
优选地，所述压力调节机构还包括密封联结件，所述密封联结件的一端与所述第三腔体的开口密封连接，所述密封联结件的另一端与驱动部件的驱动端密封连接，或者所述密封联结件将所述第二连接件、所述驱动部件密封包裹在所述密封联结件内。
更优选地，所述密封联结件包括波纹管、密封气囊、密封圈中的一种。
优选地，所述气体密度继电器或气体密度监测装置还包括：多通接头，所述阀的进气口通过所述多通接头与电气设备的气路相连通。
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或气体密度监测装置对所监测的电气设备的气体密度的在线监测。
更优选地，所述智控单元根据预设的采样频率，对在一天时间内所监测的气体密度值采用平均值法计算得到气体密度值P20的天平均值P20天平均，该天平均值P20天平均即准确的天密度值P20天准确；或者，所述智控单元对在一天时间内所监测的气体密度值P20进行傅里叶变换，转换成对应的频谱，把周期性成分滤掉，得到准确的天密度值P20天准确。
进一步地，所述智控单元获取一天时间内的最大密度值P20max、最小密度值 P20min，进而得到第一密度差值△P120＝P20max-P20天准确，根据天密度值为P20天准确的气体压力温度特性，得到第一密度差值△P120所对应的第一温度差△T1；同样，得到第二密度差值△P220＝P20天准确-P20min，根据天密度值为P20天准确的气体压力温度特性，得到第二密度差值△P220所对应的第二温度差△T2；第一温度差△T1和第二温度差△T2中最大的一个值就是对应日期的最大温差值△Tmax；或者，
所述智控单元获取一天时间内的最大密度值P20max、最小密度值P20min以及天密度值P20天准确，进而得到第一密度差值△P120＝P20max-P20天准确，根据天密度值为P20天准确的气体压力温度曲线斜率公式K＝△P/△T，得到第一温度差△T1＝△P120/K；同样，得到第二密度差值△P220＝P20天准确-P20min，进而得到第二温度差△T2＝△P220/K；第一温度差△T1和第二温度差△T2中最大的一个值就是对应日期的最大温差值△Tmax；其中，△P为密度值为P20天准确的气体压力温度曲线上的压力差，△T为该压力差△P所对应的温度差；或者，
所述智控单元获取一天时间内的最大密度值P20max、最小密度值P20min以及天密度值P20天准确，进而得到第一密度差值△P120＝P20max-P20天准确和第二密度差值△P220＝P20天准确-P20min，并根据第一密度差值△P120、第二密度差值△P220查询预设的数据表格获取第一密度差值△P120所对应的第一温度差△T1、以及第二密度差值△P220所对应的第二温度差△T2，第一温度差△T1和第二温度差△ T2中最大的一个值就是对应日期的最大温差值△Tmax；或者，
所述智控单元获取一天时间内的最大密度值P20max、最小密度值P20min，进而得到P20∑＝(P20max+P20min)/2，△PT20＝P20max-P20min，根据密度值为P20∑的气体压力温度特性，得到温度差△T，进而得到对应日期的最大温差值△ Tmax＝△T/2，或者△Tmax＝△T/2*J，其中J为预设系数，J的范围为 (0.85～1.15)。
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，完成所述气体密度继电器或气体密度监测装置的在线校验；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或气体密度监测装置的在线校验。
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。
优选地，所述智控单元还包括实现远距离传输测试数据、和/或监测结果的通讯模块，所述通讯模块的通讯方式为有线通讯方式或无线通讯方式。
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本体的监测时间，或者记录测试时间，或者记录事件时间。
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。
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，所述气体密度继电器本体包括：壳体，以及设于所述壳体内的基座、压力检测器、温度补偿元件、若干信号发生器；其中，所述信号发生器包括微动开关或磁助式电接点，所述气体密度继电器本体通过所述信号发生器输出接点信号；所述压力检测器包括巴登管或波纹管；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，所述气体密度检测传感器设置在所述压力调节机构上。
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，所述气体密度检测传感器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，所述气体密度检测传感器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；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，或安装于所述气体密度继电器本体内，或安装于所述气体密度继电器本体外。
更优选地，所述温度传感器可以是热电偶、热敏电阻、半导体式；可以是接触式和非接触式；可以为热电阻和热电偶；可以为数字式和模拟式。
更优选地，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。
优选地，所述在线校验接点信号采样单元设置在所述气体密度继电器本体上；或者，所述在线校验接点信号采样单元设置在所述压力调节机构上。
优选地，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，所述第二连接电路断开，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。
更优选地，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。
优选地，至少两个气体密度继电器本体、至少两个压力调节机构、至少两个在线校验接点信号采样单元和一个智控单元、一个气体密度检测传感器，完成所述气体密度继电器或所述气体密度监测装置的在线校验；或者，
至少两个气体密度继电器本体、至少两个压力调节机构、至少两个在线校验接点信号采样单元、至少两个智控单元和一个气体密度检测传感器，完成所述气体密度继电器或所述气体密度监测装置的在线校验；或者，
至少两个气体密度继电器本体、至少两个压力调节机构、至少两个在线校验接点信号采样单元、至少两个气体密度检测传感器和一个智控单元，完成所述气体密度继电器或所述气体密度监测装置的在线校验。
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：
本申请提供一种全寿命智能监控的气体密度继电器及监测装置，用于高压、中压电气设备，包括气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、阀、压力调节机构、在线校验接点信号采样单元和智控单元。本申请通过压力调节机构控制阀的开关，保证了工作状态时气体密度继电器本体在气路上与电气设备相连通，气体密度继电器本体安全监控电气设备的气体密度，使电气设备安全可靠地工作，校验状态下，气体密度继电器本体在气路上与电气设备不连通，在线校验气体密度继电器本体不会影响电气设备的安全运行，可靠性高，密封性能好。本申请的压力调节机构设置有体积不同且首尾依次连通的第一腔体、第二腔体和第三腔体，通过滑动设置于第三腔体内的第二压力变化件可以快速调节气体密度继电器本体的压力升降，通过滑动设置于第一腔体、且可进出第二腔体的第一压力变化件可以慢速调节气体密度继电器本体的压力升降，即调压精度可控，从而实现了对气体密度继电器本体的精准校验，无需检修人员到现场就能完成校验，大大提高了电网的可靠性和效率，降低了运行维护成本。
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是优选实施例的全寿命智能监控的气体密度继电器工作状态时的结构示意图；
图2是优选实施例的全寿命智能监控的气体密度继电器在线校验状态时的结构示意图；
图3是优选实施例的全寿命智能监控的气体密度继电器在线校验状态时的结构示意图；
图4是优选实施例的阀正常工作状态时的结构示意图；
图5是另一种优选实施例的阀正常工作状态时的结构示意图；
图6是另一种优选实施例的阀在线校验状态时的结构示意图；
图7是另一种优选实施例的阀在线校验状态时的结构示意图；
图8是优选实施例的全寿命智能监控的气体密度继电器的电路示意图；
图9是优选实施例的气体密度继电器本体的结构示意图。
具体实施方式
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。
如图1～图3所示，一种全寿命智能监控的气体密度继电器或气体密度监测装置，包括：气体密度继电器本体1、气体密度检测传感器(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。所述气体密度继电器本体1设置在压力调节机构5的第一接口506上，所述阀4的进气口与电气设备8的气路连通，阀4的出气口设置在压力调节机构5 的第二接口507上；压力传感器2、温度传感器3、在线校验接点信号采样单元 6和智控单元7设置在气体密度继电器本体1上。压力传感器2、温度传感器3 和压力调节机构5分别与智控单元7相连接，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和智控单元7相连接。其中，所述阀4与所述压力调节机构5为组合件。所述阀4在所述压力调节机构5的控制下关闭或开启，同时，所述压力调节机构5调节与其气路连通的气体密度继电器本体1的压力升降，使气体密度继电器本体1发生报警和/或解锁接点信号动作。
图1为气体密度继电器或气体密度监测装置的工作状态结构示意图，图2、图3为气体密度继电器或气体密度监测装置的校验状态结构示意图。
其实施过程具体地，所述压力调节机构5包括：首尾依次连通的第一腔体 501、第二腔体501A和第三腔体501B，第三腔体501B远离第二腔体501A的一端设有开口；所述第一腔体501、第三腔体501B的截面规格均大于所述第二腔体501A的截面规格。所述第一腔体501的侧壁上设有与气体密度继电器本体 1的气路相连通的第一接口506，且第一接口506上还可设有连接气体密度继电器本体1的连接管；所述第一腔体501的侧壁上还设有与阀4的出气口相连通的第二接口507，所述第一接口506和所述第二接口507的相对位置为错开设置。所述第一腔体501、第二腔体501A内滑动设有与阀4的阀芯正对设置的第一压力变化件502A(本实施例为活塞)，所述第一压力变化件502A进入所述第二腔体501A后，与第二腔体501A的内壁密封接触。在一种优选实施例中，所述第一压力变化件502A上设有密封件503A(本实施例为橡胶圈)，所述第一压力变化件502A通过密封件503A与第二腔体501A的内壁密封接触。所述第一压力变化件502A通过第一连接件504A连接第二压力变化件502B(本实施例为活塞)，所述第二压力变化件502B滑动设于所述第三腔体501B内，且与所述第三腔体501B的内壁密封接触。在一种优选实施例中，所述第二压力变化件 502B上设有密封件503B(本实施例为橡胶圈)，所述第二压力变化件502B通过密封件503B与第三腔体501B的内壁密封接触。所述第二压力变化件502B 连接第二连接件504B的一端，第二连接件504B的另一端自第三腔体501B的开口伸出后与驱动部件505相连接。所述驱动部件505驱动所述第二连接件 504B进而带动所述第二压力变化件502B在第三腔体501B内移动，所述第二压力变化件502B带动所述第一连接件504A、进而带动所述第一压力变化件 502A在所述第一腔体501、第二腔体501A内移动，以控制所述阀芯沿进气口、出气口方向活动于所述阀体内；所述压力调节机构5内的气体压力随所述第一压力变化件502A、第二压力变化件502B的位置变化而变化。驱动部件505可以是磁力、电机、电动推杆电机、步进电机、往复运动机构、卡诺循环机构、空压机、压缩机、放气阀、造压泵、增压泵、增压阀、电动气泵、电磁气泵、气动元件、磁耦合推力机构、加热产生推力机构、电加热产生推力机构、化学反应产生推力机构中的一种。加热产生推力机构如加热双金属片，就会产生推力的机构。
在一种优选实施例中，所述压力调节机构5还包括密封联结件508，所述密封联结件508的一端与所述第三腔体501B的开口密封连接，所述密封联结件 508的另一端与驱动部件505的驱动端密封连接，或者所述密封联结件508将所述第二连接件504B、所述驱动部件505密封包裹在所述密封联结件508内。所述密封联结件508可以是波纹管、或密封气囊、或密封圈，本实施例中，所述密封联结件508采用波纹管。
所述阀4包括阀体和设于阀体内的阀芯组件，所述阀体为中通结构，所述中通结构的两端设有与电气设备8相连接的进气口和与压力调节机构5的气路相连通的出气口；所述阀芯组件包括弹性件和用于封堵出气口的阀芯，所述阀芯的一端贯穿所述出气口、伸入所述压力调节机构5的第一腔体501内，所述阀芯的另一端与弹性件的一端固定连接，所述弹性件的另一端固定在所述进气口处。
具体地，图4～图7给出了阀4的几种优选实施例的结构示意图。
参照图4，在一种优选实施例中，所述阀4包括阀体404和设于阀体404 内的阀芯组件。所述阀体404的内壁设有漏斗形倾斜面，所述阀体404两端设有与电气设备8相连接的进气口4B和与压力调节机构5的气路相连通的出气口 4A。所述阀芯组件包括复位弹簧403和阀芯，所述阀芯包括密封球4011和顶杆 4012，所述顶杆4012的一端与密封球4011固定连接，所述顶杆4012的另一端自所述出气口4A伸出。所述顶杆4012穿设于所述出气口4A的部分与所述出气口4A的内壁之间留有空隙。所述阀4的进气口4B处还设有固定件408，所述复位弹簧403夹设于所述密封球4011与所述固定件408之间，所述固定件 408上设有供气体通过的贯通孔409。
正常工作状态时，所述压力调节机构5的第一压力变化件502A推动密封球 4011和顶杆4012在所述阀体404的空腔内向所述进气口4B的方向运动，所述复位弹簧403处于压缩状态，所述密封球4011的外缘面与所述阀体404的内壁倾斜面分离，所述阀4的进气口4B和所述出气口4A连通，即所述阀4处于开启状态。校验气体密度继电器本体1时，所述密封球4011的外缘面密封贴合在阀体404内壁的倾斜面上，封堵所述阀4的出气口4A，即所述阀4处于关断状态，隔断了所述阀4的进气口4B与压力调节机构5的第一接口506之间的气路。
参照图5，在另一种优选实施例中，所述阀体404为矩形腔体，所述阀体 404的两端设有与电气设备相连接的进气口4B和与压力调节机构5的气路相连通的出气口4A。阀4的阀芯包括密封球4011和T型的顶杆4012，所述顶杆4012 的长段的端部贯穿所述出气口4A后延伸至所述第一腔体501内，所述顶杆4012 的短段背向长段的一侧与所述密封球4011的一端固定连接。其中，所述短段可以为一密封盘，密封盘的面积大于所述出气口4A，用于封堵所述出气口4A。第一压力变化件502A的往复运动会使密封盘与出气口4A朝向阀体404内部的端面发生间断性的碰撞，密封盘用于封堵所述出气口4A的工作面可能会局部受损，即降低密封性能。在一种优选实施例中，可在密封盘用于封堵出气口4A的工作面上设置橡胶材质的垫片4013，当密封盘发生间断性的往复运动而与出气口4A 朝向阀体404内部的端面接触前，密封盘上的垫片4013先与阀体404的内壁发生柔性接触，使得密封盘向右移动的趋势相对减缓，直至密封盘的工作面与出气口4A接触后，密封球4011在复位弹簧403的回复力的作用下对密封盘形成一定的挤压，垫片4013通过形变将密封盘紧固在阀体404的内壁上，进而加强密封盘对出气口4A的密封性能。
参照图6，在另一种优选实施例中，所述阀体404为矩形腔体，所述阀体 404两端设有与电气设备相连接的进气口4B和与压力调节机构5的气路相连通的出气口4A。所述阀芯包括密封球4011和顶杆4012，所述顶杆4012的一端与密封球4011固定连接，所述顶杆4012的另一端自所述出气口4A伸出。所述阀4的出气口4A的内径沿所述顶杆4012的轴线自所述阀体404内部向所述第一腔体501递减，所述密封球4011的外缘面与所述出气口4A的倾斜面密封贴合，封堵所述阀4的出气口4A。出气口4A的倾斜面设置有利于提高密封性。在一种优选实施例中，所述出气口4A所在的阀体404内壁上还设有弹性橡胶材质的垫片4014，所述垫片4014的中部开有与所述出气口4A同轴的密封孔，且所述密封孔的内径小于所述密封球4011的直径。即密封球4011发生间断性的往复运动而与出气口4A朝向阀体404内部的端面接触前，密封球4011先与垫片4014发生柔性接触，使得密封球4011向右运动的趋势相对减缓，直至密封球4011的工作面与出气口4A接触后，密封球4011的内径大于密封孔的内径，使得密封球4011的外壁会对密封孔的内壁形成一定的挤压，垫片4014通过形变将密封球4011夹持紧固，进而加强密封球4011对出气口4A的密封性能。
参照图7，在另一种优选实施例中，所述阀4也可选用现有技术中的自封阀。具体地，所述阀芯401包括阀杆和阀瓣，阀瓣固定在阀杆上；所述阀体404的内壁设有漏斗形倾斜面。正常工作状态时，所述压力调节机构5的第一压力变化件502A推动阀芯401在所述阀体404的空腔内向所述进气口4B的方向运动，所述复位弹簧403处于压缩状态，所述阀芯401的阀瓣的外缘面与所述阀体404 内壁的倾斜面分离，所述阀4的进气口4B和所述出气口4A连通，即所述阀4 处于开启状态。校验气体密度继电器本体1时，阀瓣的外缘面通过密封圈402密封贴合在阀体404内壁的倾斜面上，封堵所述阀4的出气口4A，即所述阀4 处于关断状态。所述阀体404上还可设有密封连接于压力调节机构5的密封件 407A，以及密封连接于电气设备的密封件407B，所述密封件为橡胶圈、橡胶垫或O型圈中的任意一种。
上述实施例中，所述阀芯、复位弹簧403、第一连接件504A、第二连接件 504B位于同一轴线上。
需要说明的是，所述阀4的结构不限于上述列举的实施例，现有技术中可以实现本申请中阀4的通断功能的阀均可。
上述的气体密度继电器本体1，包括：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、或者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；带指示的密度继电器(指针显示的密度继电器、或数码显示的密度继电器、液晶显示的密度继电器)，不带指示的密度继电器(即密度开关)；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、其它气体密度继电器等等。
上述的压力传感器2的类型：可以是绝对压力传感器、相对压力传感器、或绝对压力传感器和相对压力传感器，数量可以若干个。压力传感器2形式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测量传感器)、电阻压力传感器(如巴登管附带滑线电阻的压力测量传感器)；可以是模拟量压力传感器，也可以是数字量压力传感器。压力采集为压力传感器、压力变送器等各种感压元件，例如扩散硅式、蓝宝石式、压电式、应变片式(电阻应变片式、陶瓷应变片式)。
上述的温度传感器3，可以是热电偶、热敏电阻、半导体式；可以为接触式和非接触式；可以为热电阻和热电偶。总之，温度采集可以用温度传感器、温度变送器等各种感温元件。
上述的智控单元7(如图8所示)，包括处理器71(U1)、电源72(U2)。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、电场感应电源、磁场感应电源、无线充电电源、电容电源等。
智控单元7的基本要求或功能是：工作状态时，智控单元7获取所述气体密度检测传感器采集的气体密度值；或者智控单元7获取所述气体密度检测传感器 (压力传感器2和温度传感器3)采集的压力值和温度值，完成气体密度继电器对所监测的电气设备的气体密度的在线监测，无须人工到现场读取气体密度继电器本体的显示值。校验时，通过智控单元7完成压力调节机构5的控制和信号采集，实现阀4的关闭，进而校验时隔断气体密度继电器本体1和电气设备8的气路，能够检测到气体密度继电器本体1的接点信号发生动作时的压力值和温度值，换算成对应的20℃时的压力值P20(密度值)，即能够检测到气体密度继电器本体1的接点动作值PD20，完成气体密度继电器本体1的校验工作。或者，智控单元7能够直接检测到气体密度继电器本体1的接点信号发生动作时的密度值PD20，完成气体密度继电器本体1的校验工作。同时，智控单元7还可以通过气体密度继电器本体1的额定压力值的测试，完成气体密度继电器本体1、压力传感器2、温度传感器3之间的自校验，实现免维护。
具体地，智控单元7在对气体密度继电器本体1进行监测时，可以根据预设的采样频率，对在一天时间内所监测的气体密度值采用平均值法计算得到气体密度值P20的天平均值P20天平均，该天平均值P20天平均即准确的天密度值P20天准确；或者，所述智控单元对在一天时间内所监测的气体密度值P20进行傅里叶变换，转换成对应的频谱，把周期性成分滤掉，得到准确的天密度值P20天准确。此外，所述智控单元7可以获取一天时间内的最大密度值P20max、最小密度值P20min，进而得到第一密度差值△P120＝P20max-P20天准确，根据天密度值为P20天准确的气体压力温度特性，得到第一密度差值△P120所对应的第一温度差△T1；同样，得到第二密度差值△P220＝P20天准确-P20min，根据天密度值为P20天准确的气体压力温度特性，得到第二密度差值△P220所对应的第二温度差△T2；第一温度差△T1和第二温度差△T2中最大的一个值就是对应日期的最大温差值△Tmax。或者，所述智控单元7获取一天时间内的最大密度值P20max、最小密度值P20min以及天密度值P20天准确，进而得到第一密度差值△P120＝P20max-P20天准确，根据天密度值为P20天准确的气体压力温度曲线斜率公式K＝△P/△T，得到第一温度差△T1＝△P120/K；同样，得到第二密度差值△P220＝P20天准确-P20min，进而得到第二温度差△T2＝△ P220/K；第一温度差△T1和第二温度差△T2中最大的一个值就是对应日期的最大温差值△Tmax。或者，所述智控单元7获取一天时间内的最大密度值P20max、最小密度值P20min以及天密度值P20天准确，进而得到第一密度差值△P120＝ P20max-P20天准确和第二密度差值△P220＝P20天准确-P20min，并根据第一密度差值△P120、第二密度差值△P220查询预设的数据表格获取第一密度差值△P120所对应的第一温度差△T1、以及第二密度差值△P220所对应的第二温度差△T2，第一温度差△T1和第二温度差△T2中最大的一个值就是对应日期的最大温差值△ Tmax。或者，所述智控单元7获取一天时间内的最大密度值P20max、最小密度值P20min，进而得到P20∑＝(P20max+P20min)/2，△PT20＝P20max-P20min，根据密度值为P20∑的气体压力温度特性，得到温度差△T，进而得到对应日期的最大温差值△Tmax＝△T/2，或者△Tmax＝△T/2*J，其中J为预设系数，J的范围为 (0.85～1.15)。
上述的在线校验接点信号采样单元6，主要完成气体密度继电器本体1的接点信号采样。即在线校验接点信号采样单元6的基本要求或功能是：1)在校验时不影响电气设备的安全运行，即校验时，气体密度继电器本体1的接点信号发生动作时，不会影响电气设备的安全运行；2)气体密度继电器本体1的接点信号控制回路不影响气体密度继电器的性能，特别是不影响智控单元7的性能，不会使气体密度继电器发生损坏、或影响测试工作。具体地，如图8所示，在线校验接点信号采样单元6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1的接点PJ与接点信号的控制回路，所述第二连接电路连接所述气体密度继电器本体1的接点PJ与所述智控单元7。在非校验状态下，所述第二连接电路断开，所述第一连接电路闭合；在校验状态下，在线校验接点信号采样单元6切断所述第一连接电路，连通所述第二连接电路，将气体密度继电器本体1的接点PJ与智控单元7相连接。
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、智控单元7或/和多通接头之间可以根据需要进行灵活设置。例如气体密度继电器本体1、压力传感器2和温度传感器3可以设置在一起；或者压力传感器2和压力调节机构5可以设置在一起。总之，它们间的设置可以灵活排列组合。
图9为本申请一种优选实施例的气体密度继电器本体1的结构示意图。如图 9所示，一种气体密度继电器本体1包括：壳体101，以及设于壳体101内的基座102、端座108、压力检测器103、温度补偿元件104、若干信号发生器109、机芯105、指针106、刻度盘107。压力检测器103的一端固定在基座102上并与之连通，压力检测器103的另一端通过端座108与温度补偿元件104的一端相连接，温度补偿元件104的另一端设有横梁，横梁上设有推动信号发生器109、使信号发生器109的接点接通或断开的调节件。机芯105固定在基座102上；温度补偿元件104的另一端还通过连杆与机芯105连接或直接与机芯105连接；指针106安装于机芯105上且设于刻度盘107之前，指针106结合刻度盘107 显示气体密度值。气体密度继电器本体1还可以包括具有示值显示的数码器件或液晶器件。上述的信号发生器109包括微动开关或磁助式电接点，气体密度继电器本体1通过信号发生器109输出接点信号；压力检测器103包括巴登管或者波纹管；温度补偿元件104采用温度补偿片或壳体内封闭的气体。本实施例的气体密度继电器本体1还可以包括：充油型密度继电器、无油型密度继电器、气体密度表、气体密度开关或者气体压力表。
在本实施例的气体密度继电器本体1内，其原理是基于压力检测器103并利用温度补偿元件104对变化的压力和温度进行修正，以反映六氟化硫气体密度的变化。即在被测介质六氟化硫(SF6)气体的压力作用下，由于有了温度补偿元件104的作用，六氟化硫气体密度值变化时，六氟化硫气体的压力值也相应地变化，迫使压力检测器103的末端产生相应的弹性变形位移，借助于温度补偿元件104，传递给机芯105，机芯105又传递给指针106，遂将被测的六氟化硫气体密度值在刻度盘107上指示出来。信号发生器109作为输出报警闭锁接点。这样气体密度继电器本体1就能把六氟化硫气体密度值显示出来了。如果漏气了，六氟化硫气体密度值下降了，压力检测器103产生相应的向下位移，通过温度补偿元件104，传递给机芯105，机芯105又传递给指针106，指针 106就往示值小的方向走，在刻度盘107上具体显示漏气程度；同时，压力检测器103通过温度补偿元件104带动横梁向下位移，横梁上的调节件渐离信号发生器109，到一定程度时，信号发生器109的接点接通，发出相应的接点信号(报警或闭锁)，达到监视和控制电气设备中的六氟化硫气体密度的目的，使电气设备安全工作。如果气体密度值升高了，即密封气室内的六氟化硫气体压力值大于设定的六氟化硫气体压力值，压力值也相应升高，压力检测器103的末端和温度补偿元件104产生相应的向上位移，温度补偿元件104使横梁也向上位移，横梁上的调节件就向上位移并推动信号发生器109的接点断开，接点信号(报警或闭锁)解除。
以图4中的阀4为例，结合图1～图3，全寿命智能监控的气体密度继电器或气体密度监测装置的工作原理如下：
如图1所示，工作状态时，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8的气体压力和温度，得到相应的20℃压力值P20(即气体密度值，即在线监测气体密度值)。所述压力调节机构5的第一压力变化件502A推动阀芯，即推动密封球4011和顶杆4012在所述阀体404的空腔内向所述进气口4B 的方向运动，所述复位弹簧403处于压缩状态，所述密封球4011的外缘面与所述阀体404内壁的倾斜面分离，所述阀4的进气口4B和所述出气口4A连通，即所述阀4处于开启状态，所述压力调节机构5的第一腔体501与气体密度继电器本体1和电气设备8的气路相连通，保证了工作状态时气体密度继电器本体 1在气路上与电气设备8相连通，气体密度继电器本体1安全监控电气设备8的气体密度，使电气设备8安全可靠地工作。
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PS，气体密度继电器(或密度监测装置)就发出指令，即通过智控单元7驱动压力调节机构5的驱动部件505，驱动部件505驱动第二连接件 504B向右运动，进而使第二压力变化件502B和第一压力变化件502A向右运动(远离阀4的方向)。如图2所示，第一压力变化件502A远离阀4的顶杆，密封球在复位弹簧的回复力的作用下向右运动，密封球的外缘面密封贴合在阀体内壁的倾斜面上，封堵所述阀4的出气口4A，自动关闭气路，进而关断气体密度继电器本体1和电气设备8的气路，同时，在线校验接点信号采样单元6切断气体密度继电器本体1的接点信号的控制回路，将气体密度继电器本体1的接点连接至智控单元7。由于气体密度继电器在开始校验前，已经进行气体密度值 P20≥设定的安全校验密度值PS的监测和判断，因此电气设备8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。
第一压力变化件502A和密封件503A向右运动至第二腔体501A前，第二压力变化件502B与第一腔体501的内壁、第二腔体501A的内壁和第三腔体 501B的内壁围成一密封气室。随着第二压力变化件502B和密封件503B在第三腔体501B内的移动，密封气室的体积发生较大变化，能够快速调节与第一腔体501连通的气体密度继电器本体1的压力，使其气体压力可以明显地下降。
气体密度继电器本体1的气体压力值接近气体密度继电器的接点动作值时，如图3所示，此时，第一压力变化件502A和密封件503A向右运动至第二腔体 501A内，且第一压力变化件502A通过密封件503A与第二腔体501A的内壁密封接触，第一压力变化件502A与第一腔体501、第二腔体501A的内壁围成一密封气室。随着第一压力变化件502A和密封件503A在第二腔体501A内继续向右移动，该密封气室的体积发生较小变化，能够缓慢地调节所述气体密度继电器本体1的压力，使其气体压力缓慢地下降，使得气体密度继电器本体1发生接点动作，其接点动作通过在线校验接点信号采样单元6传递到智控单元7，智控单元7根据接点动作时压力传感器2采集的压力值P和温度传感器3采集的温度值T，进而经过计算得到气体密度值P20，或直接得到气体密度值P20，检测出气体密度继电器本体1的接点信号动作值PD20，完成气体密度继电器本体1 的接点信号动作值的校验工作。
待气体密度继电器本体1的报警和/或闭锁信号的接点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的驱动部件505，驱动部件505再驱动压力调节机构5的第二压力变化件502B往左运动(即往阀4方向运动)，密封气室的体积发生变化，能够调节所述气体密度继电器本体1的压力，使其气体压力缓慢上升，使得气体密度继电器本体1发生接点复位，接点复位通过在线校验接点信号采样单元6传递到智控单元7，智控单元7根据接点复位时的压力值P、温度值T得到气体密度值P20，或直接得到气体密度值P20，检测出气体密度继电器本体1的接点信号返回值P F20，完成气体密度继电器本体1的接点信号返回值PF20的校验工作。可以如此反复校验多次(例如2～3次)，然后计算其平均值，这样就方便完成气体密度继电器本体1的在线校验工作，同时在线校验气体密度继电器本体1时，气体密度继电器本体1在气路上与电气设备不连通，从而不会影响电气设备的安全运行。
当所有的接点信号校验工作完成后，所述压力调节机构5的第一压力变化件 502A在驱动部件505的作用下继续向左运动，对阀4的密封球和顶杆施加作用力，使阀4开启，电气设备8和气体密度继电器本体1的气路相互连通。如图1 所示：此时，阀4开启，气体密度继电器本体1在气路上与电气设备8相连通，气体密度继电器本体1正常监控电气设备8的气室的气体密度，以及能够在线监测电气设备8的气体密度。即气体密度继电器的密度监控回路正常工作，气体密度继电器安全监控电气设备8的气体密度，使电气设备8安全可靠地工作。
当气体密度继电器本体1完成了校验工作后，气体密度继电器或气体密度监测装置就进行判定，可以告示检测结果，方式灵活。总之，气体密度继电器完成在线校验工作后，如有异常，能够自动发出报警，可以上传到远端。
需要说明的是，本申请中所述的气体密度继电器一般指其组成元件设计成一体结构；而气体密度监测装置一般指其组成元件设计成分体结构，灵活组成。
综上所述，本申请通过压力调节机构控制阀的开关，保证了工作状态时气体密度继电器本体在气路上与电气设备相连通，气体密度继电器本体安全监控电气设备的气体密度，使电气设备安全可靠地工作，校验状态下，气体密度继电器本体在气路上与电气设备不连通，在线校验气体密度继电器本体不会影响电气设备的安全运行，可靠性高，密封性能好。本申请中设置有体积不同且首尾依次连通的第一腔体、第二腔体和第三腔体，通过滑动设置于第三腔体内的第二压力变化件可以快速调节气体密度继电器本体的压力升降，通过滑动设置于第一腔体、且可进出第二腔体的第一压力变化件可以慢速调节气体密度继电器本体的压力升降，即调压精度可控，从而实现了对气体密度继电器本体的精准校验。本实用新型技术方案中，在密度继电器额定压力到报警接点动作前，可以采用快速调压方式进行压力调节，大大节约时间，而到了报警接点动作接点附近时，采用慢速调压方式进行压力调节，能够使压力调节的速度缓慢，使检测精度得到充分的保证，这样一来具有突出的优点：1)大大节省在线校验密度继电器的时间；2)大大提高在线校验密度继电器的检测精度；3)大大降低智控单元对驱动部件的控制速度要求，使其控制简单，从而更加可靠。
所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，所述阀可以是各种形式的逆止阀，本实用新型技术可以利用电气设备中已有的逆止阀进行针对性的技术改造。即在变电站中，利用电气设备中已有的逆止阀，采用本实用新型技术，进行针对性的技术改造，实现在线校验密度继电器。另外，所述阀可以直接与压力调节机构一体化设计。还有，所述阀的阀芯的一端可以不用贯穿所述出气口、无须延伸至所述压力调节机构的气室内；所述阀芯的阀瓣和阀杆可以一体化设计。所述压力调节机构可以密封在一个腔体内。本实用新型中，还可以进一步优化，第一腔体和第二腔体一体化设计，具体来说：第一腔体和第二腔体一体化，第一压力变化件靠近第二接口一侧有缺口或外径小，使得第一压力变化件不会封堵第一接口和第二接口的连通，即第一接口和第二接口是可靠连通的。所述第一压力变化件进入所述第二腔体后，与第二腔体的内壁密封接触，除了前面所述的采用密封件 (密封圈)密封外，还可以采用磁流体密封技术进行密封接触。所述第二压力变化件进入所述第三腔体后，与第三腔体的内壁密封接触，也还可以采用磁流体密封技术进行密封接触。所述第一接口和所述第二接口的相对位置为错开设置，可以泛指：第一压力变化件不会同时处于两个接口(即第一接口和第二接口)。所述气体密度继电器也可以利用变电站原有的气体密度继电器进行技术改造升级。
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 (25)
1.一种全寿命智能监控的气体密度继电器，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、阀、控制阀开关的压力调节机构、在线校验接点信号采样单元和智控单元；
所述气体密度检测传感器，与所述气体密度继电器本体相连通；
所述阀，设有与电气设备连接的进气口和与压力调节机构的气路相连通的出气口；
所述压力调节机构，包括首尾依次连通的第一腔体、第二腔体和第三腔体，第三腔体远离第二腔体的一端设有开口；所述第一腔体、第三腔体的截面规格均大于所述第二腔体的截面规格；所述第一腔体的侧壁上设有与气体密度继电器本体的气路相连通的第一接口，以及与阀的出气口相连通的第二接口，所述第一接口和所述第二接口的相对位置为错开设置；所述第一腔体内滑动设有第一压力变化件，所述第一压力变化件可移动地进出所述第二腔体，且所述第一压力变化件进入所述第二腔体后，与第二腔体的内壁密封接触；所述第一压力变化件通过第一连接件连接第二压力变化件，所述第二压力变化件滑动设于所述第三腔体内，且与所述第三腔体的内壁密封接触；所述第二压力变化件连接第二连接件的一端，第二连接件的另一端自所述开口伸出后与驱动部件相连接；所述驱动部件驱动所述第二连接件进而带动所述第二压力变化件在第三腔体内移动，所述第二压力变化件带动所述第一连接件、进而带动所述第一压力变化件在所述第一腔体、第二腔体内移动，以控制所述阀的开启和关闭；所述压力调节机构内的气体压力随所述第一压力变化件、第二压力变化件的位置变化而变化，用于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；
所述在线校验接点信号采样单元，与所述气体密度继电器本体相连接，被配置为采样所述气体密度继电器本体的接点信号；
所述智控单元，分别与所述压力调节机构、所述气体密度检测传感器和所述在线校验接点信号采样单元相连接，被配置为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.根据权利要求1所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：所述阀包括阀体、弹性件和用于封堵出气口的阀芯；其中，所述阀体为中通结构，所述进气口和所述出气口设于所述中通结构的两端；所述阀芯滑动设置于所述中通结构中，所述阀芯的一端贯穿所述出气口、并部分延伸至所述压力调节机构的第一腔体内，且所述阀芯穿设所述出气口的部分与所述出气口的内壁之间留有空隙；所述阀芯的另一端与所述弹性件的一端固定连接，所述弹性件的另一端固定在所述进气口处；所述阀芯具有沿所述阀体的轴向方向运动的第一位置和第二位置；所述阀芯位于所述第一位置时将所述出气口封堵；所述阀芯位于所述第二位置时将所述进气口与所述出气口连通。
3.根据权利要求2所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：所述阀芯、所述弹性件、所述第一连接件和所述第二连接件位于同一轴线上。
4.根据权利要求2所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：所述弹性件为复位弹簧。
5.根据权利要求2所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：所述阀芯包括阀杆和阀瓣，阀瓣固定在阀杆上，所述阀杆的一端贯穿所述出气口、并部分延伸至压力调节机构的第一腔体内；所述阀体的内壁设有漏斗形倾斜面，所述阀瓣的外缘面与所述阀体的内壁的倾斜面密封贴合，封堵所述出气口。
6.根据权利要求2所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：所述阀芯包括密封球和顶杆，所述顶杆的一端贯穿所述出气口、并部分延伸至压力调节机构的第一腔体内；所述顶杆的另一端与所述密封球的一端固定连接，所述密封球的另一端与所述弹性件固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：所述阀体的内壁设有漏斗形倾斜面，所述密封球的外缘面与所述阀体的内壁的倾斜面密封贴合，封堵所述出气口。
8.根据权利要求6所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：所述顶杆为T型，所述顶杆的长段的端部贯穿所述出气口、部分延伸至所述压力调节机构的第一腔体内，所述顶杆的短段背向长段的一侧与所述密封球的一端固定连接。
9.根据权利要求6所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：所述出气口的内径沿所述顶杆的轴线自所述阀体内部向所述压力调节机构的第一腔体递减，所述密封球的外缘面与所述出气口的倾斜面密封贴合，封堵所述出气口。
10.根据权利要求1所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：所述驱动部件包括磁力、电机、电动推杆电机、步进电机、往复运动机构、卡诺循环机构、空压机、压缩机、放气阀、造压泵、增压泵、增压阀、电动气泵、电磁气泵、气动元件、磁耦合推力机构、加热产生推力机构、电加热产生推力机构、化学反应产生推力机构中的一种。
11.根据权利要求1所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：所述第一压力变化件、第二压力变化件为活塞或密封隔离件。
12.根据权利要求1所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：所述第一压力变化件上还设有第一隔断密封件，所述第一压力变化件通过第一隔断密封件与所述第二腔体的内壁密封接触；所述第二压力变化件上还设有第二隔断密封件，所述第二压力变化件通过第二隔断密封件与所述第三腔体的内壁密封接触。
13.根据权利要求12所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：所述第一隔断密封件、第二隔断密封件为橡胶圈、橡胶垫或O型圈中的任意一种。
14.根据权利要求1所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：所述压力调节机构还包括密封联结件，所述密封联结件的一端与所述第三腔体的开口密封连接，所述密封联结件的另一端与驱动部件的驱动端密封连接，或者所述密封联结件将所述第二连接件、所述驱动部件密封包裹在所述密封联结件内；其中，所述密封联结件包括波纹管、密封气囊、密封圈中的一种。
15.根据权利要求1所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：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对所监测的电气设备的气体密度的在线监测。
16.根据权利要求1所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：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，完成所述气体密度继电器的在线校验；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。
17.根据权利要求1所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，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。
18.根据权利要求1所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：还包括多通接头，所述阀的进气口通过所述多通接头与电气设备的气路相连通。
19.根据权利要求1所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，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，所述气体密度检测传感器设置在所述压力调节机构上。
20.根据权利要求1所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，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，所述气体密度检测传感器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，所述气体密度检测传感器采用石英音叉技术的密度检测传感器。
21.根据权利要求20所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，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，或安装于所述气体密度继电器本体内，或安装于所述气体密度继电器本体外。
22.根据权利要求1所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：所述在线校验接点信号采样单元设置在所述气体密度继电器本体上；或者，所述在线校验接点信号采样单元设置在所述压力调节机构上。
23.根据权利要求1所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：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，所述第二连接电路断开，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。
24.根据权利要求1所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器，其特征在于：至少两个气体密度继电器本体、至少两个压力调节机构、至少两个在线校验接点信号采样单元和一个智控单元、一个气体密度检测传感器，完成所述气体密度继电器的在线校验；或者，
至少两个气体密度继电器本体、至少两个压力调节机构、至少两个在线校验接点信号采样单元、至少两个智控单元和一个气体密度检测传感器，完成所述气体密度继电器的在线校验；或者，
至少两个气体密度继电器本体、至少两个压力调节机构、至少两个在线校验接点信号采样单元、至少两个气体密度检测传感器和一个智控单元，完成所述气体密度继电器的在线校验。
25.一种全寿命智能监控的气体密度监测装置，其特征在于：所述气体密度监测装置由权利要求1～24任一项所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器构成；或者，所述气体密度监测装置包括权利要求1～24任一项所述的一种全寿命智能监控的气体密度继电器。
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| CN111446110B (zh) * | 2020-04-29 | 2024-05-14 | 上海乐研电气有限公司 | 一种全寿命智能监控的气体密度继电器及其实现方法 |
| CN113418923A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-21 | 孚洛泰(重庆)科技有限公司 | 浆液浓度检测装置 |
| CN117030535A (zh) * | 2023-09-28 | 2023-11-10 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种内置式气体绝缘设备气体状态多参量传感器 |
| CN117030535B (zh) * | 2023-09-28 | 2024-02-02 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种内置式气体绝缘设备气体状态多参量传感器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20201020 Effective date of abandoning: 20240514 |
|
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20201020 Effective date of abandoning: 20240514 |