SF₆开关室环境智能化监控系统的制作方法

专利名称：SF₆开关室环境智能化监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种六氟化硫电气设备安装室内环境在线监控系统。
背景技术：
通用的SF6开关室环境监控设备，由环境数据采集，信号处理和通风设备控制等组成。在SF6开关室环境监控系统中SF6传感器为技术难点，目前使用较广泛的为半导体传感器、卤素传感器及电化学传感器。半导体传感器存在温度漂移问题，卣素传感器使用寿命短暂且容易受到其他气体干扰，这两种传感技术还存在着检测精度低的缺点。电化学传感器具有灵敏度高、线性范围宽、稳定性好等特点，但是它的价格昂贵， 一般只用于单点检测，无法实现对SF6开关室内多点进行检测，因此检测结果误差较大，无法真实的反映SF6开关室内环境。

实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了 一种能够对电气设备安装室内多点进行取样的在线监控系统。
为实现上述目的，本实用新型SF6开关室环境智能化监控系统，包括控制主机和集控机，所述集控机包括电化学传感器用于采集电气设
备开关室中SF6和02的含量及温湿度值，所述控制主机存储所述集控
机采集到的数据信号，并发送指令控制所述集控机工作，其特征在于，所述集控机还包括取样辅助装置，所述取样辅助装置可以对开关室内多点取样，并将取样气体分别传送到所述电化学传感器分析处理，根据处理结果所述集控机控制安装室内的通风设备工作或通过所述取样辅助装置继续对开关室内其它位置取样分析。
进一步，所述取样辅助装置包括电磁阀、取样探头、过滤器和真管所述取样探头与对应的电磁阀进气口相连，所述电磁阀出气口连接过滤器并与所述真空泵相连，所述真空泵工作时所吸取的气体传送给所述电化学传感器分析处理。
进一步，所述取样辅助装置还包括清洗装置，所述电化学传感器工作完成后，所述清洗装置对所述电化学传感器清洗b
进一步，所述清洗装置包括取样探头、电磁阀和储气装置，所述取样探头一端与所述储气装置相连，另一端连接所述电^兹阀，并与所述真空泵相连，通过所述真空泵将所述储气装置内的纯净气体输送给所述电化学传感器。
进一步，所述电化学传感器包括02电化学传感器和SF6电化学传感器，分别对所述真空泵抽取的气体进行02含量和SF6含量4全测。
进一步，所述控制主机上还设置有红外线传感器，所述红外线传感器用于感应主机前是否有人
进一步，所述控制主机上还设置有语音提示装置，所述语音提示装置通过控制主机接收到从所述集控机采集的数据信息，自动提示当前开关室内环境状况。
为了克服电化学传感器仅用于单点检测的不足，本实用新型的监控系统在SF6电化学传感器前置取样辅助装置，利用嵌入式工业控制只需要釆用 一个电化学传感器便可以实现对电气设备开关室内多个位置进行多点顺序取样，确保测量精度的同时实现了多点检测，多点检测真实的反映了开关室内的环境状况，防止由于检测误差造成的危险。


图1为本实用新型监控系统整机框架图2为本实用新型监控系统的取样辅助装置与集控机连接示意图；图3-图6为本实用新型监控系统的取样辅助装置控制电路欧图7为本实用新型监控系统集控机内部框架图；图8为本实用新型监控系统控制主机内部框架图。
具体实施方式
如图1和2所示，本实用新型SF6开关室环境智能化监控系统，包
5括控制主机l、集控机2和取样辅助装置3，集控机2包括电化学传感器用于采集电气设备开关室中SF6和02的含量及温湿度值，控制主机l存储集控机2采集到的数据信号，并发送指令控制集控机2工作，集控机2连接一取样辅助装置3,取样辅助装置3可以对开关室内多点取样，并将取样气体分别传送到所述电化学传感器分析处理，根据处理结果集控机2控制安装室内的通风设备工作或通过取样辅助装置3继续对开关室内其它位置取样分析，通风设备由多组排风扇构成。
集控机2放置在六氟化硫电气设备的安装室内，将取样探头(图中未示出)放置在各检测点上，通过空压软管连接到集控机取样辅助装置3的电磁阀进气口，数组电磁阀经过滤器A与真空抽气泵相连，如图2所示，取样辅助装置的控制电路发出控制信号，使电磁阀组中的一个电》兹阀开阀(设备第一次启动，开启第一个电》兹阀)，真空抽气泵将对应的监测点的空气抽过来，气体经过滤器B过滤、緩沖后送入SF6电化学传感器，SF6电化学传感器将分析得到的模拟电信号送入釆样电路得到SF6浓度数字值。与此同时02传感器、温湿度传感器也将对应的模拟信号送入采样电路，得到相应的02浓度值和温湿度值。
经过20分钟的持续采样分析得出该监测点气体成分，若正常即SF6浓度低于1000PPM且02浓度大于18%，取样辅助控制电^各发出控制信号关闭当前监测点对应的电》兹阀，启动洁净空气点对应的电》兹阀，抽取洁净空气"清洗"传感器，清除上一个监测点在传感器中的残留气体。"清洗"完成后取样辅助控制电路发出控制信号关闭洁净空气点对应的电磁阀，启动下一个监测点的电磁阀。
若分析后认为不正常即SF6浓度大于1000PPM或02浓度低于18%，取样辅助控制电路保持当前电磁阀开阀状态，SF6传感器和其他传感器继续将当前监测点对应的模拟信号输入到采样电路中，与此同时启动通风设备。当采样分析正常后，关闭通风设备，取样辅助控制电路关闭当前电磁阀，启动洁净空气点对应的电磁阀，5分钟后关闭洁净空气点对应的电磁阀并启动下一个监测点对应的电磁阀。
当监测完最后一个点后，取样辅助控制电路将返回至第一个监测点。如此反复循环，可以实现多个监测点的气体顺序抽样检测。每个点需要持续20分钟的监控，监测完成后需要抽取5分钟的洁净空气"清洗，，SF6电化学传感器，若是监测到的气体成分不正常则还会延长该点 的监测直至正常为止，所以单台设备监控点数上限为32个。
取样辅助控制电路如图3-图6。图3中单片才几AT89C55WD作为控 制芯片(集控机中的MCU)， P14和P15两个引脚对外发出控制信号。 图4-图6中的串行输入转8位并行输出芯片74LS164级联在一起，由 P14和P15统一控制，P14为串行时钟信号，P15输入到串行输入口A 和B,并行输出经光隔TLP521-4输出到12V继电器控制端。继电器输 出端连接到电磁阀，若继电器对应控制并行位输出为O,则继电器输出 端输出220V电压，驱动相应的电》兹阀开启，否则继电器输出0V (默 认状态)。图4-图6共标注24个继电器输出端口，即可以控制24个电 磁阀，继电器最多可以扩展到32个。
如图1和7所示，气体经过取样辅助装置3进入到SF6电化学传感 器，SF6电化学传感器和02传感器(在图2的过滤器B中)将SF6、 02两种气体浓度模拟值送入到采样和数据处理单元，同时集控机2上 的温度传感器和湿度传感器也将温湿度模拟值送入采样和数据处理单 元。数据处理完后将数值进行存储，同时通过通讯与指令编解码模块 发送指令到控制主机l，控制主机l进行应答后将数据上传。集控机2 上集成了调试接口，插入调试器后可以对集控机2的监测通道数、数 据处理参数、通道监测时间等进行i殳置，还可以将处理的数据在调试 器上进行显示。控制主机1 一般放置在安装室门口或者放置在主控室 内，集控机2通过双绞线将信号和电源送入到控制主机1中。
如图1和8所示，控制主机1同集控机2通讯后，将上传来的数 据进行分析和存储，并在液晶屏上显示SF6浓度值、02浓度值、温度 和湿度数值。根据分析结果发送相应指令到集控机2，集控机2响应控 制主机l发送的命令。若分析结果为正常，则集控机2按照相关流程 切换监测点；若分析结果为不正常，则集控机2启动通风设备4并持 续采样当前监测点，当控制主机1发送正常分析结果指令时，执行切 换监测点流程。分析结果不正常时，控制主机1上的语音提示单元将 自动进行语音报警，指出当前开关室内环境状况，当分析结果正常时， 语音提示将停止。另外，控制主机1上还设置有红外线传感器，能够 自动感应到是否有人站立在主机前，若有则语音自动提示当前安装室内环境状况。 ^
本实用新型SF6开关室环境智能化监控系统,确保测量精度的同时 实现了多点检测。可检测点数多达32个；SF6检测范围10-l500ppm， 精度为lppm; 02检测范围1%-25%，精度为± 1%;温度检测范围 -20。C -99 。C;湿度检测范围5%-99%RH。其中SF6预设值为1000ppm,Q2 预设值为18%。 SF6浓度大于1000ppm或/和02浓度低于18°/。则为超 限。
权利要求1.SF6开关室环境智能化监控系统，包括控制主机和集控机，所述集控机包括电化学传感器用于采集电气设备开关室中SF6和O2的含量及温湿度值，所述控制主机存储所述集控机采集到的数据信号，并发送指令控制所述集控机工作，其特征在于，所述集控机还包括取样辅助装置，所述取样辅助装置可以对开关室内多点取样，并将取样气体分别传送到所述电化学传感器分析处理，根据处理结果所述集控机控制安装室内的通风设备工作或通过所述取样辅助装置继续对开关室内其它位置取样分析。
2. 如权利要求1所述的SF6开关室环境智能化监控系统，其特征在于，所述取样辅助装置包括电磁阀、取样探头、过滤器和真空泵，所述取样探头设置在电气设备开关室各检测点上，通过空压软管所述取样探头与对应的电磁阀进气口相连，所述电磁阀出气口连接过滤器并与所述真空泵相连，所述真空泵工作时所吸取的气体传送给所述电化学传感器分析处理。
3. 如权利要求l所述的SF6开关室环境智能化监控系统，其特征在于，所述取样辅助装置还包括清洗装置，所述电化学传感器工作完成后，所述清洗装置对所述电化学传感器清洗。
4. 如权利要求3所述的SF6开关室环境智能化监控系统，其特征在于，所述清洗装置包括取样探头、电磁阀和储气装置，所述取样探头一端与所述储气装置相连，另一端连接所述电磁阀，并与所述真空泵相连，通过所述真空泵将所述储气装置内的纯净气体输送给所述电化学传感器。
5. 如权利要求l所述的SF6开关室环境智能化监控系统，其特征在于，所述电化学传感器包括02电化学传感器和SF6电化学传感器，分别对所述真空泵抽取的气体进行02含量和SF6含量4金测。
6. 如权利要求1所述的SF6开关室环境智能化监控系统，其特征在于，所述控制主机上还设置有红外线传感器，所述红外线传感器用于感应主机前是否有人。
7. 如权利要求1所述的SF6开关室环境智能化监控系统，其特征在于，所述控制主机上还设置有语音提示装置，所述语音提示装置通过控制主机接收到从所述集控机釆集的数据信息，自动提示当前开关室内环境状况。
专利摘要本实用新型公开了一种SF₆开关室环境智能化监控系统，包括控制主机和集控机，控制主机存储集控机采集到的数据信号，并发送指令控制集控机工作，集控机还包括取样辅助装置，取样辅助装置可以对开关室内多点取样，并将取样气体分别传送到所述电化学传感器分析处理，根据处理结果集控机控制安装室内的通风设备工作或通过取样辅助装置继续对开关室内其它位置取样分析。本实用新型的监控系统在SF₆电化学传感器前置取样辅助装置，利用嵌入式工业控制只需要采用一个电化学传感器便可以实现对电气设备开关室内多个位置进行多点顺序取样，确保测量精度的同时实现了多点检测，多点检测真实的反映了开关室内的环境状况，防止由于检测误差造成的危险。
文档编号H02B13/055GK201345509SQ20082023366
公开日2009年11月11日 申请日期2008年12月24日 优先权日2008年12月24日
发明者梁轩伟, 罗志恒, 俊 龙 申请人:北京华电云通电力技术有限公司