本实用新型涉及变电站监测技术领域，尤其涉及一种新型GIS用SF6密度在线监测模拟试验装置。
背景技术：
GIS气室内的SF6气体密度通过其压力间接反映，密度不变时，压力会随着气体温度而变化。GIS运行时，导体不断发出热量，气室内部的温度会有所增高，压力相应增高。同时，季节、昼夜等外部环境温度的变化也会影响其压力。
GIS气室的SF6气体状态监测常采用机械式配合使用数字式远传密度继电器的方式，实现现场密度、压力和温度信号的显示、报警以及闭锁的接点信号输出和数据实时远传输出功能。但由于固定点取样，且SF6气体测量区域气体无流动，会形成静态死区，导致GIS密度表不能有效反映GIS内部的实际压力值与密度。
为真实还原SF6气体密度在线监测实际情况，更精确了解GIS内部气体死区的流动等静止情况，有必要设计一种具有模拟气体温度变化、固定点取样静态死区、气室内气体故障并循环扰动功能的模拟试验装置，为GIS密度的精确计量提供技术参数支撑。
技术实现要素：
本实用新型的所要解决的技术问题在于现有技术不能准确了解GIS内部气体死区的流动等静止情况，提供了一种新型GIS用SF6密度在线监测模拟试验装置。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种新型GIS用SF6密度在线监测模拟试验装置，包括GIS模拟装置、环境温度模拟室、加热装置、机械式SF6密度继电器、顶针式接头、数字式SF6密度继电器、补偿器、管路延长器、压力变送器、第一压力表、第二压力表、压缩机、第三压力表、换热装置、真空泵、真空计、第一管路接口、第二管路接口、SF6钢瓶接口、稳压稳流装置、SF6密度继电器以及手动球阀S1-S3、S5-S14、电动球阀V1-2、真空充气电磁阀V3；
所述手动球阀S1、GIS模拟装置、手动球阀S2、手动球阀S7依次串联并通过第一管路接口与手动球阀S11、真空计、真空充气电磁阀V3、真空泵连接组成系统自洁管路；
所述GIS模拟装置、第一压力表、压力变送器、手动球阀S13、管路延长器、补偿器、机械式SF6密度继电器、顶针式接头、数字式SF6密度继电器依次连接并置于环境温度模拟室内组成模拟静态死区在线监测管路；
所述手动球阀S1、依次串联并通过第二管路接口与手动球阀S9、电动球阀V1、第二压力表、压缩机、电动球阀V2、第三压力表、换热装置、稳压稳流装置、SF6密度继电器、手动球阀S8依次连接再依次通过第一管路接口、手动球阀S7后分别通过手动球阀S2、手动球阀S3、手动球阀S5、手动球阀S7与GIS模拟装置相连组成循环扰动在线监测管路；
所述手动球阀S14一端连接于手动球阀S9与第二管路接口之间，另一端连接于手动球阀S11与真空计之间；
所述手动球阀S10一端连接于第三压力表与换热装置之间，另一端连接SF6钢瓶接口；
所述手动球阀S12一端连接于手动球阀S1与第二管路接口之间，另一端连接于手动球阀S13与管路延长器之间。
作为本实用新型的优选方式之一，所述GIS模拟装置设置有安全阀，底部中间位置设有排污口及排污阀S4，内部分别连接手动球阀S2、S3、S5、S6的管路设有不同方向倾斜角度为45°的管路，使内部SF6气体充分扰动。
作为本实用新型的优选方式之一，还包括温湿度控制装置，所述温湿度控制装置设置于环境温度模拟室中用于模拟现场季节性、昼夜等外部环境影响温度过程。
作为本实用新型的优选方式之一，还包括温湿度变送器，所述温湿度变送器为三个并与温湿度控制装置相连。
作为本实用新型的优选方式之一，所述加热装置内置温度传感器，采用PID控温方式，用于模拟电流通过导体温升过程与GIS内部发生故障情况。
作为本实用新型的优选方式之一，所述温度传感器包括第一温度传感器、第二温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器设置于GIS模拟装置内上下两部。
作为本实用新型的优选方式之一，该新型GIS用SF6密度在线监测模拟试验装置的控制系统采用上位机+PLC控制方式，温湿度控制装置(3)、PLC与上位机RS485通讯连接，系统开启后，对上位机软件进行相应参数设置，发出指令进行实时数据采集存储及按程序执行相应动作。
作为本实用新型的优选方式之一，所述PLC连接机械式SF6密度继电器、数字式SF6密度继电器、SF6密度继电器、加热装置、换热装置、压缩机、真空泵、电动球阀V1-2、真空充气电磁阀V3、压力变送器以及温度传感器。
作为本实用新型的优选方式之一，所述SF6密度继电器还设置有声光报警。
本实用新型相比现有技术的优点在于：本实用新型能够模拟气体温度变化、固定点取样静态死区、气室内气体故障并循环扰动功能、在线监测，为GIS密度的精确计量提供技术参数支撑。
附图说明
图1是本实用新型的原理结构示意图；
图2是本实用新型的监测系统图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图1-2所示：一种新型GIS用SF6密度在线监测模拟试验装置，其特征在于，包括GIS模拟装置(1)、环境温度模拟室(2)、加热装置(4)、机械式SF6密度继电器(5)、顶针式接头(6)、数字式SF6密度继电器(7)、补偿器(8)、管路延长器(9)、压力变送器(10)、第一压力表(11)、第二压力表(16)、压缩机(17)、第三压力表(18)、换热装置(19)、真空泵(20)、真空计(21)、第一管路接口(22)、第二管路接口(23)、SF6钢瓶接口(24)、稳压稳流装置(25)、SF6密度继电器(26)以及手动球阀S1-S3、S5-S14、电动球阀V1-2、真空充气电磁阀V3；
所述手动球阀S1、GIS模拟装置(1)、手动球阀S2、手动球阀S7依次串联并通过第一管路接口(22)与手动球阀S11、真空计(21)、真空充气电磁阀V3、真空泵(20)连接组成系统自洁管路；
所述GIS模拟装置(1)、第一压力表(11)、压力变送器(10)、手动球阀S13、管路延长器(9)、补偿器(8)、机械式SF6密度继电器(5)、顶针式接头(6)、数字式SF6密度继电器(7)依次连接并置于环境温度模拟室(2)内组成模拟静态死区在线监测管路；
所述手动球阀S1、依次串联并通过第二管路接口(23)与手动球阀S9、电动球阀V1、第二压力表(16)、压缩机(17)、电动球阀V2、第三压力表(18)、换热装置(19)、稳压稳流装置(25)、SF6密度继电器(26)、手动球阀S8依次连接再依次通过第一管路接口(22)、手动球阀S7后分别通过手动球阀S2、手动球阀S3、手动球阀S5、手动球阀S7与GIS模拟装置(1)相连组成循环扰动在线监测管路；
所述手动球阀S14一端连接于手动球阀S9与第二管路接口(23)之间，另一端连接于手动球阀S11与真空计(21)之间；
所述手动球阀S10一端连接于第三压力表(18)与换热装置(19)之间，另一端连接SF6钢瓶接口(24)；
所述手动球阀S12一端连接于手动球阀S1与第二管路接口(23)之间，另一端连接于手动球阀S13与管路延长器(9)之间。
作为本实用新型的优选方式之一，所述GIS模拟装置(1)设置有安全阀(12)，底部中间位置设有排污口及排污阀S4，内部分别连接手动球阀S2、S3、S5、S6的管路设有不同方向倾斜角度为45°的管路，使内部SF6气体充分扰动。
作为本实用新型的优选方式之一，还包括温湿度控制装置(3)，所述温湿度控制装置(3)设置于环境温度模拟室(2)中用于模拟现场季节性、昼夜等外部环境影响温度过程。
作为本实用新型的优选方式之一，还包括温湿度变送器(13)，所述温湿度变送器(13)为三个并与温湿度控制装置(3)相连。
作为本实用新型的优选方式之一，所述加热装置(4)内置温度传感器，采用PID控温方式，用于模拟电流通过导体温升过程与GIS内部发生故障情况。
作为本实用新型的优选方式之一，所述温度传感器包括第一温度传感器(14)、第二温度传感器(15)，所述第一温度传感器(14)、第二温度传感器(15)设置于GIS模拟装置(1)内上下两部。
作为本实用新型的优选方式之一，该新型GIS用SF6密度在线监测模拟试验装置的控制系统采用上位机+PLC控制方式，温湿度控制装置(3)、PLC与上位机RS485通讯连接，系统开启后，对上位机软件进行相应参数设置，发出指令进行实时数据采集存储及按程序执行相应动作。
作为本实用新型的优选方式之一，所述PLC连接机械式SF6密度继电器(5)、数字式SF6密度继电器(7)、SF6密度继电器(26)、加热装置(4)、换热装置(19)、压缩机(17)、真空泵(20)、电动球阀V1-2、真空充气电磁阀V3、压力变送器(10)以及温度传感器；
PLC开关量输入输出控制：输出电磁阀V1、V2、V3、加热装置、换热装置、真空泵及压缩机，输入三路密度接点信号；
PLC模拟量输入模块：输入信号包括机械式、数字式密度继电器及SF6密度继电器、压力变送器、温度传感器1-2；
SF6密度继电器：采集数据分别为GIS气室SF6温度、压力、密度，数据通过PLC与上位机RS485通讯，进行实时监控存储，模块内部设置阈值，出现异常输出设置的声光报警立刻启动。
作为本实用新型的优选方式之一，所述SF6密度继电器还设置有声光报警。
以下为本装置功能及操作方法介绍：
其中：S1-14为手动球阀，V1、V2为电动球阀，V3为真空充气电磁阀；1(新型GIS模拟装置)设置有12安全阀，底部中间位置设有排污口及排污阀S4，内部分别连接手动球阀S2、S3、S5、S6的管路设有不同方向倾斜角度为45°的管路，使内部SF6气体充分扰动；3(温湿度控制装置)用于模拟现场季节性、昼夜等外部环境影响温度过程；4(加热装置)内置温度传感器，采用PID控温方式，用于模拟电流通过导体温升过程与GIS内部发生故障情况。
功能描述
手动球阀S1-12(S4为排污阀)、S14、电动球阀V1、V2及充气电磁阀V3的原始状态均是关闭状态，S13为打开状态，将22管路接口1、23管路接口2的两端通过管路连接。
系统自洁管路：打开手动球阀S1、S2、S7、S8、S9、S12，开启充气电磁阀V3及20真空泵，打开手动球阀S11开始对系统管路进行抽真空自洁。21真空计为133Pa时，开启电动球阀V1、V2及手动球阀S10(务必确认SF6钢瓶阀门为关闭状态)，2分钟后依次关闭手动球阀S11、充气电磁阀V3、20真空泵、电动球阀V1、V2及手动球阀S1、S2、S7、S8、S9、S10、S12。
充装SF6气体：将24SF6钢瓶接口通过管路、减压阀连接SF6钢瓶。开启19换热装置，打开手动球阀S1、S2、S7、S8、S9、S10、SF6钢瓶阀，调整减压阀出口压力至0.7MPa，11压力表1显示为0.6MPa时，依次关闭SF6钢瓶阀、手动球阀S10、S8、S7、S2、S1、S9及19换热装置。
模拟静态死区在线监测管路：包括依次连接1GIS模拟装置、手动球阀S13、9管路延长器、8补偿器、5机械式SF6密度继电器、6顶针式接头、7数字式SF6密度继电器的管路；5机械式SF6密度继电器、6顶针式接头、7数字式SF6密度继电器采用市场成熟产品；9(管路延长器)根据现场SF6密度继电器固定点实际取样情况制作多个。
①管路气体回收：关闭手动球阀S13，依次打开手动球阀S9、S12、S2、S7、S8，开启19换热装置、电动球阀V2、V1、17压缩机，16压力表2显示为-0.01MPa时，依次关闭17压缩机、电动球阀V2、V1、19换热装置、手动球阀S9、S12、S2、S7、S8。完成后将适合相应模拟试验的9管路延长器进行更换。
②抽真空：更换9管路延长器后，打开手动球阀S12，开启充气电磁阀V3及20真空泵，打开手动球阀S14开始抽真空，21真空计为133Pa时，依次关闭手动球阀S14、S12、充气电磁阀V3及20真空泵。
③静态死区监测：完成抽真空后，开启3温湿度控制装置、4加热装置，打开手动球阀S13，5机械式SF6密度继电器、7数字式SF6密度继电器在线实时监测并存储。同时，4加热装置内置温度传感器、10压力变送器、13温湿度变送器、14温度传感器1、15温度传感器2实时监测并存储，4加热装置内置温度传感器、13温湿度变送器达到试验设定阈值时，程序自动关闭3温湿度控制装置、4加热装置。
循环扰动在线监测管路：包括依次连接1GIS模拟装置、手动球阀S1、S9、电动球阀V1、V2、17压缩机、19换热装置、25稳压稳流装置、26SF6密度继电器、手动球阀S8、S7、S2、S3、S5、S6管路；
①循环扰动：打开手动阀S2、S7、S8，开启19换热装置、电动球阀V2、V1、17压缩机，打开手动阀S1、S9，通过手动阀S9调节16压力表2显示≤0.2MPa，打开调节手动阀S3、S5、S6开度情况，实现1GIS模拟装置内部扰动的均匀或大小。
②扰动在线监测：开启3温湿度控制装置、4加热装置，打开手动球阀S13，5机械式SF6密度继电器、7数字式SF6密度继电器在线实时监测并存储。同时，4加热装置内置温度传感器、10压力变送器、13温湿度变送器、14温度传感器1、15温度传感器2、26SF6密度继电器实时监测并存储，4加热装置内置温度传感器、13温湿度变送器达到试验设定阈值时，程序自动关闭3温湿度控制装置、4加热装置。试验结束后，依次关闭手动阀S1、S9、17压缩机、电动球阀V1、V2、19换热装置、手动球阀S8、S7、S2、S3、S5、S6。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。