一种气体密度继电器的监测装置的制作方法

1.本发明属于电力技术领域，涉及密度继电器的气体密度监测装置，尤其涉及应用在已建变电站针对密度继电器升级改造的一种智能式气体密度监测装置。


背景技术：

2.随着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。因此，对sf6电气设备上的sf6气体密度继电器进行定期检验，是保障sf6电气设备安全可靠运行的必要措施。
3.目前sf6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在数万到几十万元；另外，检测人员现场校验如果不规范操作，还存在安全隐患。
4.因此，在已有的变电站(即已建变电站)如何对其气体密度继电器进行自动校验、以及完成气体密度在线监测就显得十分重要，即针对已经运行的变电站如何提供一种自校验的智能式气体密度监测装置成为了本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：为了克服现有技术问题，公开了一种气体密度继电器的监测装置，通过了本检测装置的结构设计，在实现对气体密度继电器的在线校验的同时，确保了气体密度继电器内气体不会发生泄漏，保障电网安全运行。
6.本发明目的通过下述技术方案来实现：
7.一种气体密度继电器的监测装置，所述监测装置包括：信号采集智控单元和压力调节机构，其中，所述压力调节机构包括壳体、增压设备和封堵机构；所述壳体构成密封腔体，所述增压设备、封堵机构位于所述密封腔体内，且所述密封腔体设置于待测气体密度继电器与电气设备之间的管路上；所述增压设备的进气端与密封腔体导通，所述增压设备的出气端经连接管路与封堵机构的内腔导通；所述封堵机构上设有弹性密封元件和排气机构，所述封堵机构一端固定于壳体之上，另一端经弹性密封元件选择封闭或打开密封腔体与电气设备间的连接管路；所述信号采集智控单元与密封腔体连通，用于实现密封腔体内气体压力、温度数据采集，并完成压力调节机构内各功能部件的控制；且所述信号采集智控单元与待测气体密度继电器连接，完成所述气体密度继电器内接点状态数据获取。
8.根据一个优选的实施方式，所述压力调节机构还包括弹性元件，所述弹性元件使得所述弹性密封元件具有打开密封腔体与电气设备间的连接管路的趋势。
9.根据一个优选的实施方式，所述连接管路上由增压设备至封堵机构的方向上依次
壳体，402-密封元件，403-固定件，404-增压设备，4041-连接管路，4042-流量控制阀，4043-逆止阀，405-封堵机构，405a-弹性密封元件，406-排气机构，407-传感器，408-弹性元件，409-密封腔体，5-多通接头，6-电气设备。
具体实施方式
27.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.另外，本发明要指出的是，本发明中，如未特别写出具体涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等，则本发明涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等均为本领域技术人员在现有技术的基础上，可以不经过创造性劳动可以得知的。
31.实施例1：
32.参考图1、2所示，本实施例公开了一种气体密度继电器的监测装置，所述监测装置包括：信号采集智控单元3和压力调节机构4。
33.压力调节机构4设置于待测气体密度继电器1与电气设备6之间的管路上，用于在校验中切断电气设备6和气体密度继电器1气路的相连，压力调节机构4还用于气体密度继电器1校验时的气体压力升高、降低，与信号采集智控单元3一起配合使用，以达到校验所述气体密度继电器1各接点(报警和/或闭锁接点)的目的。
34.信号采集智控单元3包括压力传感器、温度传感器和(或)气体密度传感器，用于采集气体通路中的压力、温度和(或)密度信号，信号采集智控单元3还包含两种功能：一是在非校验状态时(气体密度继电器1正常工作时)，用于对电气设备6气体密度、温度、压力等参数的在线监测，把相关的数据传送给后台；二是在校验气体密度继电器1时，控制所述气体密度继电器1的接点与密度继电器的监控回路(后台)之间的信号通断或者切换、以及控制所述压力调节机构4切断电气设备6与密度继电器本体1的气路相连，并使密度继电器本体1
的气体压力的升高或降低，并根据所述信号采集智控单元3中的控制单元的软件算法完成密度继电器的在线校验工作。所述信号采集智控单元3通过信号线2与气体密度继电器1连接。
35.从图2可以知道，本实施例中信号采集智控单元3通过中间继电器k1控制所述气体密度继电器1的接点与密度继电器的监控回路之间的信号通断或者切换。具体来说，在校验气体密度继电器1时，信号采集智控单元3控制中间继电器k1，使中间继电器k1的常闭接点k11和k12断开，这样一来就使得所述气体密度继电器1的接点与密度继电器的监控回路之间的信号断开来，就能够进行对密度继电器1的在线校验。
36.而校验结束后，信号采集智控单元3控制中间继电器k1，使中间继电器k1的常闭接点k11和k12闭合，这样一来就使得所述气体密度继电器1的接点与密度继电器的监控回路之间的信号连接，就使得密度继电器1的能够监控电气设备6的气体密度，确保电气设备6可靠运行，即在非校验状态时(气体密度继电器1正常工作时)，即气体密度继电器1用于监测电气设备6气室内的气体密度，当电气设备6气室内的气体压力到达报警/闭锁值时，将会触发接点与密度继电器的监控回路之间的信号导通，通过密度继电器的监控回路向后台或二次设备发出报警或闭锁信号。
37.具体地，压力调节机构4包括壳体401、增压设备404和封堵机构405。
38.本实施例中，壳体401构成密封腔体409，所述增压设备404、封堵机构405位于所述密封腔体409内，且所述密封腔体409设置于待测气体密度继电器1与电气设备6之间的管路上。
39.增压设备404的进气端与密封腔体409导通，所述增压设备404的出气端经连接管路4041与封堵机构405的内腔导通。增压设备404可以是包括、但不限于增压泵、气泵等中的一种。
40.进一步地，所述连接管路4041上由增压设备404至封堵机构405的方向上依次设有流量控制阀4042和逆止阀4043。
41.封堵机构405上设有弹性密封元件405a和排气机构406，所述封堵机构405一端固定于壳体401之上，另一端经弹性密封元件405a选择封闭或打开密封腔体409与电气设备6间的连接管路。所述封堵机构405上弹性密封元件405a的封闭相应管路的驱动力由增压设备404输入的高压气体提供。
42.进一步地，所述压力调节机构4还包括弹性元件408。所述弹性元件408使得所述弹性密封元件405a具有打开密封腔体409与电气设备6间的连接管路的趋势。即是，通过弹性元件408提供的弹力使得弹性密封元件405a不再完成相应连接管路的封闭。
43.优选地，所述封堵机构405上还设有传感器407。所述封堵机构405为波纹弹簧机构。
44.优选地，所述信号采集智控单元3与密封腔体409连通，用于实现密封腔体409内气体压力、温度数据采集，并完成压力调节机构4内各功能部件的控制。且所述信号采集智控单元3与待测气体密度继电器1连接，完成所述气体密度继电器1内接点状态数据获取。
45.当在线对气体密度继电器1校验时，使所述压力调节机构4中的封堵机构405封闭密封腔体409与电气设备6间的连接管路。即是，所述气体密度继电器1与所述电气设备6气路被隔断，压力调节机构4与所述气体密度继电器1内部的气路形成一个密封气室，所述压
力调节机构4可以轻松调节该密封气室的压力，在所述压力调节机构4的调压过程中不会对电气设备6内气压造成任何影响；也不会出现气体向外泄漏，在所述气体密度继电器1校验期间，所述电气设备6不需要停电，可以正常工作。
46.实施例2
47.参考图1和图2，在实施例1的基础上，本发明检测装置还包括多通接头5。
48.本实施例中壳体401经固定件403固定于多通接头5的侧壁之上，且壳体401与多通接头5的侧壁之间设有密封元件402。从而通过壳体401与多通接头5共同形成密封腔体409。
49.其中，气体密度继电器1和信号采集智控单元3分别经多通接头5内管路与密封腔体409连通。电气设备6经多通接头5内管路与密封腔体409连通。
50.实施例3
51.参考图3、4、5、6，在实施例1或实施例2的基础上，本实施例还公开了一种气体密度继电器的在线校验方法。
52.在线校验的工作原理为：校验正在运行的气体密度继电器1操作如下：
53.首先，通过信号采集智控单元3实时采集电气设备6气室的压力和温度值，并通过与对应允许校验的预设阈值比较分析得出允许校验的结论，在允许校验的前提下，需要避免校验过程中被触发的接点向后台发出误报警信号，因此，所述信号采集智控单元3在正式校验所述气体密度继电器1前，需要切断气体密度继电器1与后台系统的信号连接，并把后台系统的信号状态保持与校验前的信号状态一致；具体来说，从图2可以知道，本实施例中信号采集智控单元3发出指令，通过中间继电器k1控制所述气体密度继电器1的接点与密度继电器的监控回路之间的信号通断。即可以允许对气体密度继电器1进行在线校验时，信号采集智控单元3控制中间继电器k1，使中间继电器k1的常闭接点k11和k12断开，这样一来就使得所述气体密度继电器1的接点与密度继电器的监控回路之间的信号断开来，就能够进行对密度继电器1的在线校验。
54.然后，所述信号采集智控单元3指令控制排气机构406关闭阀门，所述增压设备404通过驱动从密封腔体409把气体通过连接管4041输送气体至流量控制阀4042(或控制器)，所述流量控制阀4042(或控制器)进行流量控制或调节处理再通过逆止阀4043进入封堵机构405腔体内，(所述逆止阀4043是具有防止气压回流功能)，使得封堵机构405(波纹弹簧机构)发生膨胀发生移动，带动所述封堵机构405移动并压缩弹性元件408，所述封堵机构405腔体内气压不断增大，使得所述封堵机构405膨胀移动至电气设备6相应连接管路的接口上，所述封堵机构405上的弹性密封元件405a与电气设备6相应连接管路的接口形成密封面，即，封堵机构405关断气体密度继电器1与电气设备6气路连通。此刻，气体密度继电器1与压力调节机构4、信号采集智控单元3中传感器处于同一密封腔体内。
55.然后，增压设备404继续驱动密封腔体409气体向所述封堵机构405腔体内压缩，使得所述密封腔体409内气压缓慢下降，假设所述气体密度继电器1为三接点，腔内气压降压过程将触发三个接点动作，在整个降压过程(即为下行程校验)中，信号采集智控单元3自动采集、记录、保存接点触发时(包括接点接通或断开)的腔内对应的压力和温度值，所述信号采集智控单元3将上述接点触发时的温度、压力值通过预置算法处理并记录或/和保存下来，即是气体密度继电器1接点的动作校验值(下行程)。
56.信号采集智控单元3采集到所需接点触发状态信息后，或在满足信号采集智控单
元3对传感器407设置值后，所述信号采集智控单元3发出相应指令使增压设备404停止工作(即完成下行程校验)。
57.然后，由信号采集智控单元3处理发出指令控制排气机构406开始工作，所述排气机构406打开阀门，排气机构406的阀可以为流量控制器、脉冲阀、电磁阀、电动阀、减压孔板等其中的一种。
58.排气机构406打开阀后封堵机构405内腔体气体溢流到密封腔体409，使得密封腔体409气压上升，密封腔体409气压与气体密度继电器1相通，使得所述气体密度继电器1随着密封腔体409气压上升而上升，则所述气体密度继电器1产生接点动作(反行程动作值)，在整个升压过程中，所述信号采集智控单元3会自动采集、记录、保存接点触发时(包括接点接通或断开)的腔内压力和温度值，所述信号采集智控单元3将上述接点触发时的温度、压力值通过预置算法处理记录下来，即是气体密度继电器1接点的复位反行程(上行程)校验值。
59.然后，信号采集智控单元3并把下行程和反行程校验值进行分析、处理和判断被校验的气体密度继电器1是否合格，并可以将校验结论发送给后台系统，以便运维人员查看及是否要对该密度继电器维护处理。
60.同时封堵机构405内腔体气体不断溢流出来，最终所述封堵机构405内腔体气压与所述密封腔体409气压压力达到平衡即为相通。由弹性元件408自身的作用，自动弹开所述封堵机构405，封堵机构405上的弹性密封元件405a与电气设备6相应连接管路的接口密封面脱离开，电气设备6的气路与气体密度继电器1、压力调节机构4、信号采集智控单元3中传感器相通，校验完成后信号采集智控单元3自动把二次回路信号切回气体密度继电器1与后台信号连接，则气体密度继电器1恢复正常监控电气设备6气室的气体密度，使电气设备6安全可靠地工作。
61.具体来说，信号采集智控单元3控制中间继电器k1，使中间继电器k1的常闭接点k11和k12闭合，这样一来就使得所述气体密度继电器1的接点与密度继电器的监控回路之间的信号连接，就使得密度继电器1的能够监控电气设备6的气体密度，确保电气设备6可靠运行，即在非校验状态时(气体密度继电器1正常工作时)，如图2所示，气体密度继电器1用于监测电气设备6气室内的气体密度，当电气设备6气室内的气体压力到达报警/闭锁值时，将会触发接点与密度继电器的监控回路之间的信号导通，通过密度继电器的监控回路向后台或二次设备发出报警或闭锁信号。
62.通过本发明监测装置的结构设计，使得气体密度继电器1校验整个过程中都在一个密封的腔体内部完成本体的关断，气体压力升降，不会发生sf6气体向大气环境泄漏，实现了无泄漏在线校验现场运行的密度继电器。
63.需要说明的是，本发明实施例中的所述电气设备具体可以是开关设备等，比如gis设备(gas insulated switchgear，气体绝缘金属封闭开关设备)，当然，所述气体密度监测装置还可以用于其他需要监测其内部气体密度的电气设备，在此不做赘述。
64.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。