一种SF6泄漏在线监测报警装置及其检测方法与流程

本发明涉及一种sf6泄漏在线监测报警装置及其检测方法，属于sf6泄漏监测技术领域。

背景技术：

sf6气体作为优良的绝缘和灭弧介质，被广泛应用于各类高压、超高压电气设备中，尤其是随着城市电网的发展，室内sf6气体绝缘组合电器(gis)变电站在城市电网中的应用越来越多。正因为sf6气体的大量使用，其安全性受到了人们的广泛关注。sf6新气是一种无色、无味、无毒、不燃的气体，密度约是空气的5倍，吸入人体容易造成窒息。设备中的sf6气体在电弧或高温的作用下，会发生部分分解，而其分解物如sf4、sof2、so2f2、hf、so2等往往含有毒性，如果吸入人体，会引起头晕和肺水肿，对人体危害极大。由于受制造、安装等质量的差异以及材料老化等因素影响，sf6电气设备发生泄漏是个普遍的现象。当室内sf6电气设备在使用过程中发生泄漏时，泄漏出来的sf6气体及其分解物会往室内低层空间积聚，造成局部缺氧和带毒，对进入室内的工作人员的人身健康构成了严重的危险。

sf6气体泄漏在线监测报警装置(以下简称sf6报警装置)是根据《电业安全规程》相关要求，在室内sf6电气设备工作场所，安装的一种实时检测空气中sf6气体和氧气含量的智能化在线监测系统，是保障现场工作人员人身安全的重要设施，当环境中sf6气体含量超标或缺氧，能实时进行报警，同时自动开启通风机进行通风，以保证进入室内工作人员的人身健康。由于sf6报警装置要长期连续运行，实时监测，其可靠性将直接影响到运行维护人员的人身安全，因此有必要对sf6报警装置可靠性进行研究。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提出了一种sf6泄漏在线监测报警装置及其检测方法，其不仅能够提高对sf6气体的监测精度，而且能够对监测误差进行检测，能够保证sf6泄漏在线监测报警装置的可靠性。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

本发明提供的一种sf6泄漏在线监测报警装置，其特征是，包括采样泵、气体检测单元、监控主机、报警单元和风机，所述采样泵用以采集被检测气体并发送给气体检测单元进行检测，所述气体检测单元用以检测被检测气体的参量并发送给监控主机，所述监控主机根据被检测气体的参量判断被检测气体是否符合要求，并控制报警单元进行报警同时控制风机工作进行通风。

优选地，所述气体检测单元包括sf6传感器和氧气传感器，所述监控主机根据被检测气体的参量中sf6气体的含量是否超标以及氧气的含量是否缺少来控制报警单元是否进行报警同时控制风机是否进行通风工作。

优选地，所述sf6传感器采用非分光式红外吸收检测原理的sf6传感器，所述氧气传感器采用电化学原理或荧光猝灭原理的氧气传感器。

本发明提供的一种sf6泄漏在线监测报警装置的检测方法，利用sf6泄漏在线监测报警装置校验系统对本发明所述的一种sf6泄漏在线监测报警装置的监测误差进行检测来保证sf6泄漏在线监测报警装置的运行可靠性，其特征是，包括以下过程：

1)将标准被检测气体输送给sf6泄漏在线监测报警装置和sf6精密测量仪器；

2)采用sf6精密测量仪器检测被检测气体的参量并将检测数据发送给主控装置；

3)采用sf6泄漏在线监测报警装置检测被检测气体的参量并将检测数据发送给主控装置；

4)主控装置对sf6泄漏在线监测报警装置多次检测结果的平均值和sf6精密测量仪器多次检测结果的平均值进行对比，通过计算两者的误差来确定sf6泄漏在线监测报警装置的监测误差。

优选地，所述标准被检测气体包括已知相关参量的sf6标准气体或氧气标准气体。

优选地，所述sf6泄漏在线监测报警装置校验系统包括被检测气体供应装置、校验检测装置和主控装置，所述被检测气体供应装置用以为sf6泄漏在线监测报警装置和校验检测装置提供相同的被检测气体，所述校验检测装置用以检测被检测气体的参量并发送给主控装置，所述主控装置分别获取sf6泄漏在线监测报警装置和校验检测装置检测被检测气体的参量并对sf6泄漏在线监测报警装置的检测结果和校验检测装置的检测结果进行对比，通过计算两者的误差来确定sf6泄漏在线监测报警装置的监测误差。

优选地，所述被检测气体供应装置包括标准气源钢瓶、第一流量计、第二流量计和流量控制器，所述标准气源钢瓶通过第一流量计和第二流量计分别通过吹扫接头与sf6泄漏在线监测报警装置和校验检测装置的气体入口连通；所述的第一流量计和第二流量计分别与流量计控制器连接。

优选地，所述校验检测装置包括设置有通信接口的sf6精密测量仪器，所述sf6精密测量仪器通过通信接口与主控装置连接，所述离线式sf6精密测量仪器采用冷镜式sf6露点仪；所述主控装置包括cpu和通信单元，所述cpu通过通信单元分别与被检测气体供应装置、sf6泄漏在线监测报警装置和校验检测装置连接。

本发明提供的另一种sf6泄漏在线监测报警装置的检测方法，利用sf6泄漏在线监测报警装置校验系统对本发明所述的一种sf6泄漏在线监测报警装置的监测误差进行检测来保证sf6泄漏在线监测报警装置的运行可靠性，其特征是，包括以下过程：

1)制备被检测气体，所述被检测气体为在主控装置控制下将标准气体和稀释气体按照一定比例进行混合制成的混合气体；

2)计算制备的被检测气体理论参量；

3)将制备的被检测气体输送给sf6精密测量仪器进行多次检测被检测气体的校验参量；

4)主控装置对多次检测被检测气体的校验参量求校验参量平均值，对校验参量平均值和理论参量进行对比，并计算校验参量平均值和理论参量的误差，如果校验参量平均值和理论参量的误差在允许范围内则进行下一步，否则返回步骤1)重新制备被检测气体直至校验参量平均值和理论参量的误差在允许范围内为止；

5)将被检测气体输送给sf6泄漏在线监测报警装置进行多次检测被检测气体的监测参量；

6)主控装置对多次检测被检测气体的监测参量求校验参量平均值，多校验参量平均值和监测参量进行对比，并计算两者的误差，以此来确定sf6泄漏在线监测报警装置的监测误差。

优选地，所述标准气体包括已知相关参量的sf6标准气体或氧气标准气体。

优选地，所述sf6泄漏在线监测报警装置校验系统包括被检测气体供应装置、校验检测装置和主控装置，所述被检测气体供应装置用以为sf6泄漏在线监测报警装置和校验检测装置提供相同的被检测气体，所述校验检测装置用以检测被检测气体的参量并发送给主控装置，所述主控装置分别获取sf6泄漏在线监测报警装置和校验检测装置检测被检测气体的参量并对sf6泄漏在线监测报警装置的检测结果和校验检测装置的检测结果进行对比，通过计算两者的误差来确定sf6泄漏在线监测报警装置的监测误差；

所述被检测气体供应装置包括标气钢瓶、稳压阀、标气流量计、稀释气体流量计、微型真空泵、吹扫接头和气体供应控制器，所述标气钢瓶通过稳压阀与标气流量计连通，所述稀释气体流量计与微型真空泵连通，所述的标气流量计和微型真空泵通过三通管接入配气管道，所述吹扫接头一端通过快速接头与配气管道连通，吹扫接头的另一端与sf6泄漏在线监测报警装置或校验检测装置的气体入口连通；所述的标气流量计、稀释气体流量计、微型真空泵和吹扫接头分别与气体供应控制器连接；

所述校验检测装置包括设置有通信接口的sf6精密测量仪器，所述sf6精密测量仪器通过通信接口与主控装置连接，所述离线式sf6精密测量仪器采用冷镜式sf6露点仪；

所述主控装置包括cpu和通信单元，所述cpu通过通信单元分别与被检测气体供应装置、sf6泄漏在线监测报警装置和校验检测装置连接。

本发明的有益效果如下：

本发明的sf6泄漏在线监测报警装置通过采样泵采集被检测气体并发送给气体检测单元进行检测，气体检测单元将被检测气体的参量发送给监控主机，监控主机根据被检测气体的参量判断被检测气体是否符合要求，并控制报警单元进行报警同时控制风机工作进行通风，有效防止了因sf6气体泄漏造成对现场工作人员人身安全影响现象的发生，保证了变电站运行维护人员的人身健康。

本发明分别提供了采用单一标准气体和混合配气的被检测气体进行sf6泄漏在线监测报警装置的校验方法；采用单一标准气体进行校验不仅方法简单，检验时间短,而且不存在配气误差，特别适合定量sf6泄漏在线监测报警装置的准确检测；采用混合配气气体进行校验可对sf6泄漏在线监测报警装置进行不同浓度点检测，尤其适用于对扩散式定性sf6泄漏在线监测报警装置进行报警趋势检验。本发明通过不同的被检测气体对sf6泄漏在线监测报警装置进行校验方法，用于对sf6气体和氧气的报警误差(定性)和检测误差(定量)进行检测，实现了对定量sf6泄漏在线监测报警装置的快速准确校验和定性sf6泄漏在线监测报警装置宽浓度的趋势校验。

本发明的sf6泄漏在线监测报警装置提高了对sf6气体的监测精度，并通过多种检测方法对监测误差进行检测，保证了sf6泄漏在线监测报警装置的可靠性。

附图说明

图1为本发明的sf6泄漏在线监测报警装置结构图；

图2为本发明的一种检测方法的方法流程图；

图3为本发明所述sf6泄漏在线监测报警装置的校验系统结构图；

图4为本发明的一种被检测气体供应装置结构图；

图5为本发明的另一种检测方法的方法流程图；

图6为本发明的另一种被检测气体供应装置结构图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

如图1所示，本发明的一种sf6泄漏在线监测报警装置，它包括采样泵、气体检测单元、监控主机、报警单元和风机，所述采样泵用以采集被检测气体并发送给气体检测单元进行检测，所述气体检测单元用以检测被检测气体的参量并发送给监控主机，所述监控主机根据被检测气体的参量判断被检测气体是否符合要求，并控制报警单元进行报警同时控制风机工作进行通风。通过采样泵采集被检测气体并发送给气体检测单元进行检测，气体检测单元将被检测气体的参量发送给监控主机，监控主机根据被检测气体的参量判断被检测气体是否符合要求，并控制报警单元进行报警同时控制风机工作进行通风，有效防止了因sf6气体泄漏造成对现场工作人员人身安全影响现象的发生，保证了变电站运行维护人员的人身健康。

为了能够监测sf6气体和氧气的含量，所述气体检测单元包括sf6传感器和氧气传感器，所述监控主机根据被检测气体的参量中sf6气体的含量是否超标以及氧气的含量是否缺少来控制报警单元是否进行报警同时控制风机是否进行通风工作。

为了对环境空气中六氟化硫气体和氧气含量进行定量检测，所述sf6传感器采用非分光式红外吸收检测原理的sf6传感器，所述氧气传感器采用电化学原理或荧光猝灭原理的氧气传感器。

如图2所示，本发明的一种sf6泄漏在线监测报警装置的检测方法，利用sf6泄漏在线监测报警装置校验系统对本发明所述的sf6泄漏在线监测报警装置的监测误差进行检测来保证sf6泄漏在线监测报警装置的运行可靠性，该检测方法包括以下过程：

1)将标准被检测气体输送给sf6泄漏在线监测报警装置和sf6精密测量仪器；

2)采用sf6精密测量仪器检测被检测气体的参量并将检测数据发送给主控装置；

3)采用sf6泄漏在线监测报警装置检测被检测气体的参量并将检测数据发送给主控装置；

4)主控装置对sf6泄漏在线监测报警装置的多次检测结果平均值和sf6精密测量仪器的多次检测结果平均值进行对比，通过计算两者的误差来确定sf6泄漏在线监测报警装置的监测误差。

该检测方法采用单一标准气体的被检测气体对sf6泄漏在线监测报警装置进行校验，不仅方法简单，检验时间短,而且不存在配气误差，特别适合定量sf6泄漏在线监测报警装置的准确检测。

优选地，所述标准被检测气体包括已知相关参量(成分、浓度和不确定度均为已知的)的sf6标准气体或氧气标准气体。

如图3所示，所述sf6泄漏在线监测报警装置校验系统包括被检测气体供应装置、校验检测装置和主控装置，所述被检测气体供应装置用以为sf6泄漏在线监测报警装置和校验检测装置提供相同的被检测气体，所述校验检测装置用以检测被检测气体的参量并发送给主控装置，所述主控装置分别获取sf6泄漏在线监测报警装置和校验检测装置检测被检测气体的参量并对sf6泄漏在线监测报警装置的检测结果和校验检测装置的检测结果进行对比，通过计算两者的误差来确定sf6泄漏在线监测报警装置的监测误差。

如图4所示，所述被检测气体供应装置包括标准气源钢瓶、第一流量计、第二流量计和流量控制器，所述标准气源钢瓶通过第一流量计和第二流量计分别通过吹扫接头与sf6泄漏在线监测报警装置和校验检测装置的气体入口连通；所述的第一流量计和第二流量计分别与流量计控制器连接。采用单一标准气体进行检验，方法简单，检验时间短,不存在配气误差，特别适合定量sf6泄漏在线监测报警装置的准确检测。在被检测气体供应装置与sf6泄漏在线监测报警装置或校验检测装置之间设计了吹扫接头并在吹扫接头连接处并进行密封处理，防止了环境空气对样品气浓度的稀释，保证了被检测气体的平衡散出。

优选地，所述校验检测装置包括设置有通信接口的sf6精密测量仪器，所述sf6精密测量仪器通过通信接口与主控装置连接，所述离线式sf6精密测量仪器采用冷镜式sf6露点仪，冷镜式sf6露点仪为成熟产品，其测量精度高于sf6泄漏在线监测报警装置。所述主控装置包括cpu和通信单元，所述cpu通过通信单元分别与被检测气体供应装置、sf6泄漏在线监测报警装置和校验检测装置连接。

如图5所示，本发明的另一种sf6泄漏在线监测报警装置的检测方法，利用sf6泄漏在线监测报警装置校验系统对本发明所述的一种sf6泄漏在线监测报警装置的监测误差进行检测来保证sf6泄漏在线监测报警装置的运行可靠性，该检测方法包括以下过程：

1)制备被检测气体，所述被检测气体为在主控装置控制下将标准气体和稀释气体按照一定比例进行混合制成的混合气体；

2)计算制备的被检测气体理论参量；

3)将制备的被检测气体输送给sf6精密测量仪器进行多次检测被检测气体的校验参量；

4)主控装置对多次检测被检测气体的校验参量求校验参量平均值，对校验参量平均值和理论参量进行对比，并计算校验参量平均值和理论参量的误差，如果校验参量平均值和理论参量的误差在允许范围内则进行下一步，否则返回步骤1)重新制备被检测气体直至校验参量平均值和理论参量的误差在允许范围内为止；

5)将被检测气体输送给sf6泄漏在线监测报警装置进行多次检测被检测气体的监测参量；

6)主控装置对多次检测被检测气体的监测参量求校验参量平均值，对校验参量平均值和监测参量平均值进行对比，并计算两者的误差，以此来确定sf6泄漏在线监测报警装置的监测误差。

该检测方法采用混合配气的被检测气体对sf6泄漏在线监测报警装置进行校验，采用混合配气气体进行校验可对sf6泄漏在线监测报警装置进行不同浓度点检测，尤其适用于对扩散式定性sf6泄漏在线监测报警装置进行报警趋势检验。

优选地，所述标准气体包括已知相关参量的sf6标准气体或氧气标准气体。进行混合配气时，sf6气体的稀释气体采用空气，氧气的稀释气体采用氮气。

如图3所示，所述sf6泄漏在线监测报警装置校验系统包括被检测气体供应装置、校验检测装置和主控装置，所述被检测气体供应装置用以为sf6泄漏在线监测报警装置和校验检测装置提供相同的被检测气体，所述校验检测装置用以检测被检测气体的参量并发送给主控装置，所述主控装置分别获取sf6泄漏在线监测报警装置和校验检测装置检测被检测气体的参量并对sf6泄漏在线监测报警装置的检测结果和校验检测装置的检测结果进行对比，通过计算两者的误差来确定sf6泄漏在线监测报警装置的监测误差。

如图6所示，所述被检测气体供应装置包括标气钢瓶、稳压阀、标气流量计、稀释气体流量计、微型真空泵、吹扫接头和气体供应控制器，所述标气钢瓶通过稳压阀与标气流量计连通，所述稀释气体流量计与微型真空泵连通，所述的标气流量计和微型真空泵通过三通管接入配气管道，所述吹扫接头一端通过快速接头与配气管道连通，吹扫接头的另一端与sf6泄漏在线监测报警装置或校验检测装置的气体入口连通；所述的标气流量计、稀释气体流量计、微型真空泵和吹扫接头分别与气体供应控制器连接。被检测气体采用sf6气体或氧气进行稀释，进行混合配气时sf6气体的稀释气体通常采用空气，氧气的稀释气体采用氮气。采用混合配气可配置出一系列目标浓度的样品气体(采用按照一定比例将标准气体和稀释气体进行混合的且成分、浓度和不确定度均为已知的混合气体)，对报警装置进行不同浓度点检测，尤其适用于对扩散式定性sf6泄漏在线监测报警装置进行报警趋势检验。在被检测气体供应装置与sf6泄漏在线监测报警装置或校验检测装置之间设计了吹扫接头并在吹扫接头连接处并进行密封处理，防止了环境空气对样品气浓度的稀释，保证了被检测气体的平衡散出。

所述校验检测装置包括设置有通信接口的sf6精密测量仪器，所述sf6精密测量仪器通过通信接口与主控装置连接，所述离线式sf6精密测量仪器采用冷镜式sf6露点仪，冷镜式sf6露点仪为成熟产品，其测量精度高于sf6泄漏在线监测报警装置。

所述主控装置包括cpu和通信单元，所述cpu通过通信单元分别与被检测气体供应装置、sf6泄漏在线监测报警装置和校验检测装置连接。

本发明的被检测气体可以采用单一标准气体或将单一标准气体和其他气体进行混合，采用单一标准气体的检验方法简单，检验时间短,不存在配气误差，特别适合定量sf6泄漏在线监测报警装置的准确检测。采用混合配气可配置出一系列目标浓度的样品气体，对报警装置进行不同浓度点检测，尤其适用于对扩散式定性sf6泄漏在线监测报警装置进行报警趋势检验。在被检测气体供应装置与sf6泄漏在线监测报警装置或校验检测装置之间设计了吹扫接头并在吹扫接头连接处并进行密封处理，防止了环境空气对样品气浓度的稀释，保证了被检测气体的平衡散出。

在对sf6泄漏在线监测报警装置进行检测过程中，通过被检测气体供应装置提供已知相关参量的被检测气体，利用校验检测装置检测被检测气体的参量进行双重确认，最后通过对sf6泄漏在线监测报警装置的检测结果和校验检测装置的检测结果进行对比并计算两者的误差来确定sf6泄漏在线监测报警装置的监测误差，从而对sf6泄漏在线监测报警装置进行校验，保证了sf6泄漏在线监测报警装置的长期稳定运行。

以上所述只是本发明的优选实施方式，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，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。