现场密度继电器校验装置的制作方法

1.本实用新型涉及密度继电器校验领域，具体涉及一种现场密度继电器校验装置。


背景技术：

2.sf6开关是电力系统广泛使用的高压电器，sf6开关的可靠运行已成为供用电部门最关心的问题之一。sf6气体密度继电器是用来监测运行中sf6开关本体中sf6气体密度变化的重要元件，其性能的好坏直接影响到sf6开关的运行安全。现场运行的sf6气体密度继电器因不常动作，经过一段时期后常出现动作不灵活、触点接触不良等现象，有的还会出现密度继电器温度补偿性能变差，当环境温度突变时常导致sf6密度继电器误动作。因此 dl/t596
‑
1996《电力设备预防性试验规程》规定：各sf6开关使用单位应定期对sf6气体密度继电器进行校验。
3.但若将密度继电器从电气设备上拆卸下来进行校验不仅在拆卸密度继电器过程中时会损失部分sf6气体，而且长期拆卸会导致密封垫的密封性下降，从而容易造成气体泄漏，为整个电网的安全运行带来隐患；此外，拆卸密度继电器所耗费的时间较长，导致定检工作量较大，工作效率较低，从而在计划检修停电期间内很难完成所有密度继电器的校验工作。基于上述状况，迫切需要一种不拆卸六氟化硫密度继电器快速校验的装置能在现场解决该问题。
4.现有技术中，如公开号为cn210863965u的中国实用新型专利公开了一种具有在线采样校验功能的电气系统，包括：电气设备、气体密度继电器、压力传感器、温度传感器、阀、压力调节机构、在线校验接点信号采样单元、智控单元、多通接头和补气接口。压力调节机构为一端开口的腔体，腔体内有活塞，活塞设有密封圈，活塞的一端连接有一个调节杆，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相接触，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以此控制压力变化。可用于高压、中压电气设备，包括电气设备、气体密度继电器、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。通过压力调节机构调节压力的升降，使得电气设备的气体密度继电器发生接点动作，接点动作通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元，智控单元根据接点动作时的密度值，检测出报警和/或闭锁接点信号动作值和/或返回值，无须检修人员到现场就能完成气体密度继电器的校验工作，大大提高了电网的可靠性，提高了效率，降低了成本，同时实现气体密度继电器和气体密度检测传感器间的相互自校验，进而实现免维护。
5.该专利中使用一个电机进行驱动，而直流电机换向困难，还会产生火花，寿命短，价格也贵一些所以不适用于密度继电器的校验过程；交流电机的调速性较差，不能在密度继电器校验过程中灵活变速。在规范ggdw 11921.3《额定电压72.5kv及以上sf6/n2混合气体绝缘金属封闭开关设备第3 部分：密度继电器技术规范》中规定密度继电器校验过程中负载变化速度每秒钟不应大于量程的1％，且负载变化速度越小，在校验过程中因负载变化速度带来的误差越小。所以负载变化过程中，在负载接近待检测点时，负载变化速度越小越
好。但若校验全过程均以极小的负载变化速度进行则需消耗过多时间，所以需要电机在密度继电器校验过程中能灵活变速。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题在于：现有技术中密度继电器校验装置不能灵活变速、换向的技术问题。
7.本实用新型是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种现场密度继电器校验装置，包括第一气缸，所述第一气缸中设置有相互连通的第一空腔及第二空腔，第一空腔、第二空腔直径不同；
8.所述第一气缸中滑动设置有推杆，还包括能够驱动推杆往复运动的驱动机构；
9.所述推杆上设置有第一活塞、第二活塞，第一活塞与第二空腔侧壁滑动配合，第二活塞与第一空腔侧壁滑动配合，第一活塞与第二活塞之间的空间为第一密闭空间，第二活塞与第一空腔内壁之间的空间为第二密闭空间；
10.所述第一密闭空间与第二密闭空间之间通过第一管路连通，第一管路上设置第一阀门；
11.还包括连通至第一密闭空间的第二管路，第二管路上设置有温度检测机构、压力检测机构、第二阀门，第二管路端部设置气路接口。
12.本实用新型中的现场密度继电器校验装置在实际应用时，将第一空腔、第二空腔设置成直径不同，同时将第一活塞、第二活塞通过同一推杆及驱动机构驱动，且通过第一管路将第一密闭空间与第二密闭空间连接，并利用第一阀门控制通断，在进行校验时，能够通过同一个驱动机构实现灵活变速、换向，在负载变化过程中，起初阶段负载变化速度较快，而当负载接近待检测点时，负载变化速度变小，进而能够满足实际校验时兼顾速度以及校验精度，且整体结构简单，操作方便，成本较低。
13.优化的，所述驱动机构采用交流电机。
14.交流电机换向较为方便，且寿命较长、价格相对较为较低，能够满足校验需求。
15.优化的，所述驱动机构采用交流推杆电机，交流推杆电机轴线平平行于推杆，交流推杆电机的伸缩端连接至推杆。
16.优化的，所述第一管路的第一端通向第二密闭空间中远离第一密闭空间的一端，所述第一管路的第二端通向第二空腔中靠近变径的位置；
17.所述第二管路通向第二空腔中靠近变径的位置。
18.优化的，所述第一空腔、第二空腔同轴，所述第一活塞、第二活塞同轴。
19.优化的，所述第一空腔、第二空腔变径处设置有隔板，隔板从变径处向内凸出。
20.在实际校验中，隔板能够可靠的挡住第一活塞或者第二活塞，满足实际校验需求。
21.优化的，所述隔板为圆环形。
22.优化的，所述第一阀门、第二阀门均采用电磁阀。
23.优化的，所述温度检测机构采用温度传感器。
24.优化的，所述压力检测机构采用压力传感器。
25.本实用新型的优点在于：
26.1.本实用新型中的现场密度继电器校验装置在实际应用时，将第一空腔、第二空
腔设置成直径不同，同时将第一活塞、第二活塞通过同一推杆及驱动机构驱动，且通过第一管路将第一密闭空间与第二密闭空间连接，并利用第一阀门控制通断，在进行校验时，能够通过同一个驱动机构实现灵活变速、换向，在负载变化过程中，起初阶段负载变化速度较快，而当负载接近待检测点时，负载变化速度变小，进而能够满足实际校验时兼顾速度以及校验精度，且整体结构简单，操作方便，成本较低。
27.2.交流电机换向较为方便，且寿命较长、价格相对较为较低，能够满足校验需求。
28.3.在实际校验中，隔板能够可靠的挡住第一活塞或者第二活塞，满足实际校验需求。
附图说明
29.图1为本实用新型实施例中现场密度继电器校验装置的示意图；
30.图2为本实用新型实施例中第一气缸的示意图；
31.其中，
32.驱动机构
‑
1；
33.推杆
‑
2、第一活塞
‑
201、第二活塞
‑
202；
34.第一气缸
‑
3；
35.第一密闭空间
‑
4；
36.第一阀门
‑
5；
37.第二密闭空间
‑
6；
38.第一快插接口
‑
7；
39.温度检测机构
‑
8；
40.压力检测机构
‑
9；
41.第二阀门
‑
10；
42.气路接口
‑
11；
43.第二气缸
‑
12；
44.第二快插接口
‑
13。
具体实施方式
45.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
46.实施例一：
47.如图1所示，一种现场密度继电器校验装置，包括驱动机构1、推杆2、第一气缸3、第一密闭空间4、第一阀门5、第二密闭空间6、第一快插接口7、温度检测机构8、压力检测机构9、第二阀门10、气路接口11、第二气缸12、第二快插接口13、控制单元。
48.为便于描述及理解，以图1中视角为主视图视角，上下左右等方位以此为基准类推，应当理解，此方位设定仅是为了方便描述及理解，不能理解为对本实用新型的限制。
49.如图1所示，所述第一气缸3中设置有相互连通的第一空腔及第二空腔，第一空腔、第二空腔直径不同；所述第一空腔在上，第二空腔在下，所述第一空腔、第二空腔同轴，第一空腔直径小于第二空腔直径，所述第一空腔、第二空腔变径处设置有隔板，隔板从变径处向内凸出，具体的，所述隔板为圆环形，即隔板沿变径位置一周向内凸出。
50.如图1所示，所述第一气缸3中滑动设置有推杆2，推杆2轴线与第一气缸3轴线同轴。还包括能够驱动推杆2往复运动的驱动机构1；所述驱动机构1采用交流电机，如交流推杆电机，交流推杆电机竖直设置，其伸缩端连接至推杆2下端，即可实现利用交流推杆电机带动推杆2移动，交流推杆电机由控制单元控制，本实施例中，控制单元采用plc，plc为现有技术，本领域技术人员根据实际需求对其进行编程，即可实现本实施例中所述的控制功能。
51.如图1所示，所述推杆2上设置有第一活塞201、第二活塞202，第一活塞201与第二空腔侧壁滑动配合，第二活塞202与第一空腔侧壁滑动配合，第一活塞201与第二活塞202之间的空间为第一密闭空间4，第二活塞 202与第一空腔内壁之间的空间为第二密闭空间6；所述第一活塞201、第二活塞202同轴。
52.如图1所示，所述第一密闭空间4与第二密闭空间6之间通过第一管路连通，第一管路上设置第一阀门5，所述第一阀门5采用电磁阀，由控制单元控制。所述第一管路的第一端通向第二密闭空间6中远离第一密闭空间4的一端，所述第一管路的第二端通向第二空腔中靠近变径的位置；
53.如图1所示，还包括连通至第一密闭空间4的第二管路，第二管路上设置有温度检测机构8、压力检测机构9、第二阀门10，第二阀门10采用电磁阀，由控制单元控制。第二管路端部设置气路接口11；所述第二管路通向第二空腔中靠近变径的位置。所述温度检测机构8采用温度传感器。所述压力检测机构9采用压力传感器。温度传感器、压力传感器均连接至控制单元。
54.如图1所示，还包括第二气缸12，第二气缸12连通至第二密闭空间6。所述第一气缸3上设置有通向第二密闭空间6的第一快插接口7，所述第二气缸12上设置有第二快插接口13，所述第一快插接口7与第二快插接口 13通过管路连接。
55.实施例二：
56.本实用新型中采用上述现场密度继电器校验装置进行校验的过程为：
57.a、抽真空：
58.将气路接口11连接至外设的抽真空设备，打开第一阀门5、第二阀门 10，开启抽真空设备，控制驱动机构1推动推杆2，将第一活塞201推至第一空腔、第二空腔的变径处，将第一气缸3中残留的气体从气路接口11排出，关闭第一阀门5、第二阀门10；
59.b、放气阶段：
60.关闭待校验密度继电器与气室之间的阀门，将气路接口11接入待校验密度继电器一侧的充气口，打开第一阀门5、第二阀门10，待校验密度继电器一侧气体流经气路接口11、第二阀门10进入第一密闭空间4，再流经第一阀门5进入第二密闭空间6，同时控制驱动机构1驱动推杆2，将第二活塞202向第一空腔、第二空腔的变径处驱动，此时待校验密度继电器一侧气体压力数值达到最小数值；
61.c、升压阶段：
62.打开第一阀门5、第二阀门10，第一密闭空间4与第二密闭空间6连通，即将第一密
闭空间4与第二密闭空间6、待校验密度继电器一侧空间视为一个整体，控制驱动机构1驱动推杆2带动第一活塞201向第一空腔、第二空腔的变径处驱动，此时第一气缸3内气体被压入待校验密度继电器一侧空间内；
63.根据温度检测机构8检测的温度数值，以及压力检测机构9检测的压力数值，转化成密度数值，即20℃下压力数值，当密度数值上升至接近待检测数值时，关闭第一阀门5，打开第二阀门10，继续控制驱动机构1驱动推杆2带动第一活塞201向第一空腔、第二空腔的变径处驱动，在此过程中第二密闭空间6隔绝，将第一密闭空间4、待校验密度继电器一侧空间视为一个整体，此时第一密闭空间4内气体被压入待校验密度继电器一侧空间内；
64.关闭第一阀门5后，待校验密度继电器一侧压力变化速率比关闭第一阀门5前待校验密度继电器一侧压力变化速率小；
65.当密度数值达到待检测数值时，将待校验密度继电器显示的数值与待检测数值进行比较，误差在合理范围内，则合格，否则不合格；
66.升压阶段校验时接通第二气缸12与第二密闭空间6，能够达到调节待校验密度继电器一侧空间气体压力变化速率切换倍率的目的；
67.d、降压阶段：
68.打开第一阀门5、第二阀门10，第一密闭空间4与第二密闭空间6连通，即将第一密闭空间4与第二密闭空间6、待校验密度继电器一侧空间视为一个整体，控制驱动机构1驱动推杆2带动第二活塞202向第一空腔、第二空腔的变径处驱动；
69.根据温度检测机构8检测的温度数值，以及压力检测机构9检测的压力数值，转化成密度数值，即20℃下压力数值，当密度数值下降至接近待检测数值时，关闭第一阀门5，打开第二阀门10，继续控制驱动机构1驱动推杆2带动第二活塞202向第一空腔、第二空腔的变径处驱动，在此过程中第二密闭空间6隔绝，将第一密闭空间4、待校验密度继电器一侧空间视为一个整体；
70.关闭第一阀门5后，待校验密度继电器一侧压力变化速率比关闭第一阀门5前待校验密度继电器一侧压力变化速率小；
71.当密度数值达到待检测数值时，将待校验密度继电器显示的数值与待检测数值进行比较，误差在合理范围内，则合格，否则不合格；
72.降压阶段校验时接通第二气缸12与第二密闭空间6，能够达到调节待校验密度继电器一侧空间气体压力变化速率切换倍率的目的。
73.本实用新型能够实现采用同一电机驱动，改变待校验密度继电器一侧压力变化速率，进而满足校验所需要求，其变速原理如下：
74.升压阶段：
75.根据气体状态方程pv＝nrt，对气体状态方程对时间t进行求导得：
[0076][0077]
式中：代表待校验密度继电器检测到数值变化速率；代表待校验密度继电器一侧空间与气缸内连通的密闭空间体积总和的变化速率。
[0078]
打开第一阀门5、第二阀门10，此时第一密闭空间4与第二密闭空间6 连通，即将第一密闭空间4与第二密闭空间6、待校验密度继电器一侧空间视为一个整体，控制驱动机构1推动推杆2以速度v1向上移动。此时第一气缸3内气体被压入待校验密度继电器一侧空间内，体积v0变化速率为推杆速度v1乘以第一活塞面积s1：
[0079][0080]
此时待校验密度继电器检测到压力数值以较快的速度上升。温度检测机构8、压力检测机构9用于检测第一密闭空间4并与之连通的待校验密度继电器一侧空间内气体温度、压力数值，并将检测到的压力数值根据温度数值换算成密度数值(20℃下压力数值)，换算方法为本领域技术人员公知的方法，当密度数值上升至接近待检测数值时，关闭第一阀门5，打开第二阀门10。
[0081]
继续控制驱动机构1推动推杆2以速度v1向上移动，在此过程中第二密闭空间6隔绝，将第一密闭空间4、待校验密度继电器一侧空间视为一个整体，此时第一密闭空间4内气体被压入待校验密度继电器一侧空间内，体积v1变化速率为推杆速度v1乘以第一活塞面积s1与第二活塞面积s2之差：
[0082][0083]
根据式(1)得：
[0084][0085][0086]
切换电磁阀前后温度一致，公式(2)、(3)相除得：
[0087][0088]
有气体状态方程pv＝nrt得压力、温度一致时，v与n成正比，得：
[0089][0090]
如图2，第一气缸3下部分高h1，上部分高h2，第一活塞面积为s1，第二活塞面积为s2，设推杆已前进了距离c，待校验密度继电器一侧空间体积为v3。可知在关闭第一阀门5
前，得连通的空间总体积v0：
[0091]
v0＝h2
×
s2+s1
×
(h1
‑
c)+v3[0092]
在关闭第一阀门5后，连通的空间总体积v1：
[0093]
v1＝c
×
s2+s1
×
(h1
‑
c)+v3[0094]
本实施例中，计h1＝5cm，h2＝10cm，s1＝100cm2，s2＝80cm2，则可知：
[0095][0096]
已知，0≤c≤5，v3>0得：
[0097]
得：
[0098][0099]
可知在关闭第一阀门5后，待校验密度继电器一侧压力变化速率比关闭第一阀门5前待校验密度继电器一侧压力变化速率小。
[0100]
同理，控制驱动机构1拉动推杆2下降过程中，第一阀门5打开时待校验密度继电器一侧空间气体压力变化速率大于第一阀门5关闭时待校验密度继电器一侧空间气体压力变化速率。
[0101]
通过管路接通第一快插接口7和第二快插接口13，即第二气缸12与第二密闭空间6连通，则v0增大，v1不变，达到调节待校验密度继电器一侧空间气体压力变化速率切换倍率的目的。
[0102]
本实用新型中的现场密度继电器校验装置在实际应用时，将第一空腔、第二空腔设置成直径不同，同时将第一活塞201、第二活塞202通过同一推杆2及驱动机构1驱动，且通过第一管路将第一密闭空间4与第二密闭空间6连接，并利用第一阀门5控制通断，在进行校验时，能够通过同一个驱动机构1实现灵活变速、换向，在负载变化过程中，起初阶段负载变化速度较快，而当负载接近待检测点时，负载变化速度变小，进而能够满足实际校验时兼顾速度以及校验精度，且整体结构简单，操作方便，成本较低。而第二气缸12的设置则能够灵活改变密闭空间的体积比例来调节压力升降速度的减慢程度，可满足不同的现场因待校验密度继电器一侧空间的大小不同所需的要求。
[0103]
交流电机换向较为方便，且寿命较长、价格相对较为较低，能够满足校验需求。在实际校验中，隔板能够可靠的挡住第一活塞201或者第二活塞202，满足实际校验需求。第一快插接口7与第二快插接口13可通过管路快速连接、断开，并能在不接通时自封，能够很好满足实际校验需求。
[0104]
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些
修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。