一种SF6电气设备智能补气与微水监测装置的制作方法

本发明属于SF6电气设备技术领域，特别涉及一种SF6电气设备智能补气与微水监测装置。

背景技术：

SF6电气设备因占地小、安全、可靠等优点在电力系统中得到广泛的应用。然而在常年运行过程中，由于外壳变形、密封件老化等原因，SF6电气设备经常会出现漏气现象，外部水分也可能通过漏点渗透到设备内部，导致气体微水含量超标、绝缘性能降低，严重威胁着设备的正常运行。

通常情况下，设备在发生漏气初期不能立即停电检修，需要定期进行人工补气与微水测量。但该方法需要检修人员频繁携地带气瓶与管路往返现场、拆装接头，不但工作量大、效率低，而且在操作不当时会将外部杂质、水分带入设备内，加剧设备缺陷进展，具有较大的安全风险。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种SF6电气设备智能补气与微水监测装置，在不需要检修人员频繁往返现场、拆装充气接头的情况下，即能实现带电自动补气与微水检测，同时将检测结果等信息传输到监控后台与移动终端，实现远程监控。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种SF6电气设备智能补气与微水监测装置，包括通过管路分别连接SF6电气设备、补气瓶和废弃瓶X3的金属腔体X4，所述金属腔体X4内设置有气体检测装置，所述气体检测装置包括压力传感器、温度传感器和微水检测器，所述压力传感器、温度传感器和微水检测器与SF6电气设备连通，所述金属腔体X4与SF6电气设备的管路上设置有电磁阀V1，金属腔体X4与废弃瓶X3之间设有两路管路，其中一路管路中设置有电磁阀V2，另一路管路中设置有电磁阀V4和真空泵D1，金属腔体X4与补气瓶的补气管路上依次设置有电磁阀V3和减压阀V5。

进一步的，所述SF6电气设备采用单独的一辆小车一运输与放置，补气瓶、废弃瓶X3和金属腔体X4采用另一辆小车二运输与放置。

进一步的，所述补气瓶为两个，其中一个为工作用补气瓶X1，另一个为备用补气瓶X2。

进一步的，所述工作用补气瓶X1外设置有温控加热器H1。

进一步的，所述SF6电气设备通过软管与金属腔体X4的接口4连接，金属腔体X4的接口1通过补气管路依次接电磁阀V3、减压阀V5和工作用补气瓶X1，金属腔体X4的接口2通过连接管路依次接电磁阀V2和废弃瓶X3，金属腔体X4的接口3通过回路清理管路依次接电磁阀V4、真空泵D1和废弃瓶X3。

进一步的，所述气体检测装置连接有自动控制模块，将压力传感器、温度传感器和微水检测器采集的数据传输至自动控制模块，自动控制模块将数据进行存储并处理，然后发出命令控制电磁阀V1、电磁阀V2、电磁阀V3电磁阀V4、减压阀V5和温控加热器H1。

进一步的，所述自动控制模块连接显示模块，显示模块用于显示气体检测装置采集的数据及自动控制模块控制的电磁阀的状态；所述自动控制模块通过远程监控模块连接监控后台与移动终端。

进一步的，小车二自上而下分为三层，上层为自动控制模块、补气瓶和显示模块，下层为废弃瓶X3，中层设有工具箱，用于存放常用工具和补气管路，小车二外安装有防雨罩。

进一步的，所述小车一、小车二均设置接地装置。

进一步的，所述补气管路的材质为柔性合金材质。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明当SF6电气设备漏气到密度值低于补气装置设定值时，补气装置将会自动打开补气电磁阀，开始补气，直到设备内部气体密度达到规定数值。补气前，通过抽真空进行装置密封性能检测及回路清理；补气后，定期测量SF6电气设备气体微水含量。整个过程无需检修人员参与，不用反复拆装充气接头，节约人力、物力，提高工作效率，同时降低人员操作不当带来的安全风险。

同时，气体密度、微水含量、气瓶压力等参数能够同步在就地、监控后台以及手机客户端显示，补气启停及异常情况报警能够以短信型式发送到手机进行提醒，不需要定期去现场查看，运行与检修人员便能掌握SF6电气设备以及补气装置实时状态，且能够及时对异常情况进行响应与处理。

此外，为设备检修安排提供充分的数据依据，能够有效减少停电时间，同时避免不及时检修引起的重大事故。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的模块图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1-2所示，一种SF6电气设备智能补气与微水监测装置，包括通过管路分别连接SF6电气设备、补气瓶和废弃瓶X3的金属腔体X4，所述金属腔体X4内设置有气体检测装置，所述气体检测装置包括压力传感器、温度传感器和微水检测器，所述压力传感器、温度传感器和微水检测器与SF6电气设备连通，所述金属腔体X4与SF6电气设备的管路上设置有电磁阀V1，金属腔体X4与废弃瓶X3之间设有两路管路，其中一路管路中设置有电磁阀V2，另一路管路中设置有电磁阀V4和真空泵D1，真空泵D1将补气管路中的废气及其他杂质排出；金属腔体X4与补气瓶的补气管路上依次设置有电磁阀V3和减压阀V5，所述补气管路的材质为柔性合金材质，有效地避免了材质的老化所带来的漏气风险，延长使用寿命。

所述SF6电气设备采用单独的一辆小车一运输与放置，补气瓶、废弃瓶X3和金属腔体X4采用另一辆小车二运输与放置。两小车之间通过软管连接，方便现场运输与安放。

所述补气瓶为两个，其中一个为工作用补气瓶X1，另一个为备用补气瓶X2。所述工作用补气瓶X1外设置有温控加热器H1，以便寒冷天气能够正常补气。

所述SF6电气设备通过软管与金属腔体X4的接口4连接，金属腔体X4的接口1通过补气管路依次接电磁阀V3、减压阀V5和工作用补气瓶X1，金属腔体X4的接口2通过连接管路依次接电磁阀V2和废弃瓶X3，真空泵D1将补气管路中的废气及其他杂质等排出存储到废气瓶X3里，避免对环境造成污染，金属腔体X4的接口3通过回路清理管路依次接电磁阀V4、真空泵D1和废弃瓶X3。

所述气体检测装置连接有自动控制模块，将压力传感器、温度传感器和微水检测器采集的数据传输至自动控制模块，自动控制模块将数据进行存储并处理，然后发出命令控制电磁阀V1、电磁阀V2、电磁阀V3、电磁阀V4、减压阀V5和温控加热器H1，所述自动控制模块能够根据传感器检测数据的处理与分析，控制各电磁阀的开闭实现自动补气与微水检测；

所述自动控制模块连接显示模块，显示模块用于显示气体检测装置采集的数据及自动控制模块控制的电磁阀的状态；显示模块为触摸屏；所述自动控制模块通过远程监控模块连接监控后台与移动终端。自动控制模块是西门子型号为S7-200的PLC，根据设定周期与接收到的传感器数值控制补气电磁阀的启停，实现自动补气与微水定期检测。

所述气体检测装置用于检测SF6电气设备内微水、气体压力与温度，并将检测结果传输到自动控制模块；所述自动控制模块用于接收、存储并处理各类检测数据，并发出命令控制电磁阀V1、电磁阀V2、电磁阀V3电磁阀V4、减压阀V5与温控加热器H1的启停；所述真空泵D1所在支路用于排出补气管路中的废气及其他杂质，同时用于管路密封性检测；所述显示模块用于显示各状态信息；所述远程监控模块用于将就地显示内容传输到监控后台与移动终端，便于远程操作及数据监测、查询与其他分析，同时可以将补气信息等以短信形式通知移动终端，即手机。

本发明利用压力、温度传感器测得气体压力P和实时温度t，利用SF6电气设备内气体状态参数方程计算出SF6电气设备内气体在20℃时的压力值，传输到自动控制模块与设定值比较，用来控制补气电磁阀的开闭，其中压力、温度传感器得到气体20℃时的压力值属于现有技术。

微水检测器采用高精度氧化铝湿度传感器测量SF6电气设备内部SF6气体的相对湿度，并用修正公式换算到20℃时湿度值，传输到自动控制模块进行监测，并判断微水含量是否超标，其中微水检测器得到气体20℃时的湿度值属于现有技术。

本发明使用时，首次自动补气操作前，系统进行自检与回路清理，电磁阀V1、V2、V3关闭，电磁阀V4打开，真空泵D1对封闭管路抽真空，达到设定真空度并进行保持，以测试补气装置自身密封性能，当装置无法通过自检时，连接于自动控制模块的自检指示灯闪烁，同时发出异常报警；

正常状态下，电磁阀V1打开，电磁阀V2、V3、V4关闭，当检测到的气体密度低于压力报警值时，电磁阀V3打开，工作用补气瓶X1对SF6电气设备进行补气；当补到气体密度达到设备额定压力值时，电磁阀V3关闭；

按照设定周期进行微水检测时，首先打开电磁阀V2排气至设定时间，以保证微水测试的真实性，然后关闭电磁阀V2，进行微水检测并将检测结果传输到自动控制模块；

显示模块上实时显示各传感器检测的数据，该数据包括SF6电气设备内气体的压力、温度、微水含量、SF6电气设备内压力的实测值与报警值，同时可以进行补气压力值、压力报警值、微水报警值、补气瓶压力报警值、真空度报警值、补气频次间隔报警值以及微水测量间隔、微水测量排气时间等参数进行设定。

远程监控模块将补气信息以及微水异常、补气频次超标、气瓶压力低、自诊断报警等异常情况以短信形式通知手机，便于检修人员及时响应、处理异常情况。

小车二自上而下分为三层，上层为自动控制模块、补气瓶和显示模块，下层为废弃瓶X3，中层设有工具箱，用于存放常用工具和补气管路，小车二外安装有防雨罩。

所述小车一、小车二均设置接地装置，一方面防止电源漏电，更是为了消除装置在变电站环境中金属外壳上产生的感应电。小车一、小车二上的其他部件都通过金属螺栓固定在小车框架上，故仅需要小车一和小车二设置接地装置。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。