一种检测SF6泄漏的方法及系统与流程

本发明涉及气体检测领域，尤其涉及一种检测sf6泄漏的方法及系统。

背景技术：

电力系统的安全运行意义重大，关系到国民经济的发展和人民生活的稳定，人们对电力系统供电可靠性的要求也越来越高。由于sf6气体具有优异的绝缘和灭弧性能，在相同条件下，其绝缘能力为空气的2.5倍以上，灭弧能力为空气的100倍，所以在110kv以上的输配电开关设备中应用广泛。虽然sf6气无毒，但它的比重约为空气的5倍，当发生sf6气体泄漏事故时，在开关室内积聚不易扩散，容易造成操作人员缺氧、窒息，甚至引发人员伤亡事故；而且sf6气体在开关柜内部灭弧过程中会分解出近十种有毒气体，并且具有腐蚀性，会直接影响到开关的安全运行。

而现有的sf6气体监控系统中传感器与监控主机之间的信号传输为有线传输，其复杂的墙体走线，地下埋线等为电力公司巡检人员进行设备的安装、维护、更换等造成了困难，而sf6及o2传感器本身使用寿命仅为两年，一方面是容易造成频繁更换，为维护施工带来不便，另一方面容易在运行中出现故障，导致误报警，而这种信息运检人员在不进行全面检测的情况下，很难判定是真的发生气体泄漏报警还是传感器故障、传感器上传数据丢包或者现场主机故障导致的误报警。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：一种检测sf6泄漏的方法和系统，提高sf6泄漏检测的准确性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：

一种检测sf6泄漏的方法，包括步骤：

s1、接收现场主机上传的传感器信息，所述传感器包括o2传感器，sf6传感器和气压传感器，所述传感器信息包括o2浓度，sf6浓度，大气压强和告警状态；

s2、根据所述告警状态判断是否存在告警信息，如果是，则执行步骤s3，否则，根据所述传感器信息更新数据库；

s3、确定所述告警信息对应的传感器是否存在通信故障，如果否，则执行步骤s4，否则，提示传感器存在通信故障；

s4、判断是否是sf6传感器告警，如果是，则执行步骤s5，否则，执行步骤s6；

s5、判断所述sf6传感器是否存在数据丢包或老化失效，如果否，则根据o2浓度变化，sf6浓度变化以及大气压强变化确定是否存在sf6泄漏，否则，提示sf6传感器存在数据丢包或老化失效；

s6、判断是否是o2传感器告警，如果是，则执行步骤s7，否则，提示现场主机故障；

s7、判断所述o2传感器是否存在数据丢包或老化失效，如果否，则执行步骤s8，否则提示o2传感器存在数据丢包或老化失效；

s8、根据o2浓度判断是o2传感器老化失效还是o2传感器所在环境通风效果差，并进行相应的提示。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种采用所述方法检测sf6泄漏的系统，包括传感器采集单元、现场主机和云平台监控端，所述现场主机分别与传感器采集单元和云平台监控端连接，所述传感器采集单元集成有o2传感器和sf6传感器，

所述系统还包括移动终端和pc端；

所述移动终端和pc端分别与所述云平台监控端连接；

所述移动终端与所述云平台监控端无线连接；

所述传感器采集单元与所述现场主机无线连接；

所述传感器采集单元还集成有气压传感器。

本发明的有益效果在于：在进行sf6泄漏检测时，除了分析o2浓度，sf6浓度，还分析大气压强，并通过智能算法，全面考虑传感器产生告警的所有情况，提高了sf6泄漏检测的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例的检测sf6泄漏的方法流程图；

图2为本发明实施例的检测sf6泄漏的系统框图；

标号说明：

1、检测sf6泄漏的系统；2、现场主机；3、传感器采集单元；4、云平台监控端；5、移动终端；6、pc端。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于:在进行sf6泄漏检测时，除了分析o2浓度，sf6浓度，还分析大气压强，通过智能算法全面分析传感器产生告警的所有情况：传感器通信故障、发生sf6泄漏、传感器数据丢包、传感器老化失效以及现场主机故障，提高sf6泄漏检测的准确性。

请参照图1，一种检测sf6泄漏的方法，包括步骤：

s1、接收现场主机上传的传感器信息，所述传感器包括o2传感器，sf6传感器和气压传感器，所述传感器信息包括o2浓度，sf6浓度，大气压强和告警状态；

s2、根据所述告警状态判断是否存在告警信息，如果是，则执行步骤s3，否则，根据所述传感器信息更新数据库；

s3、确定所述告警信息对应的传感器是否存在通信故障，如果否，则执行步骤s4，否则，提示传感器存在通信故障；

s4、判断是否是sf6传感器告警，如果是，则执行步骤s5，否则，执行步骤s6；

s5、判断所述sf6传感器是否存在数据丢包或老化失效，如果否，则根据o2浓度变化，sf6浓度变化以及大气压强变化确定是否存在sf6泄漏，否则，提示sf6传感器存在数据丢包或老化失效；

s6、判断是否是o2传感器告警，如果是，则执行步骤s7，否则，提示现场主机故障；

s7、判断所述o2传感器是否存在数据丢包或老化失效，如果否，则执行步骤s8，否则提示o2传感器存在数据丢包或老化失效；

s8、根据o2浓度判断是o2传感器老化失效还是o2传感器所在环境通风效果差，并进行相应的提示。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：在进行sf6泄漏检测时，除了分析o2浓度，sf6浓度，还分析大气压强，并通过智能算法，全面考虑传感器产生告警的所有情况，提高了sf6泄漏检测的准确性。

进一步的，所述步骤s1中现场主机上传的传感器信息从传感器接收，所述现场主机与传感器之间采用无线方式进行通信。

由上述描述可知，现场主机与传感器之间采用无线方式进行通信，不需要进行走线、地下埋线等操作，安装、维护、更换方便。

进一步的，所述步骤s3中确定所述告警信息对应的传感器是否存在通信故障具体包括：

向对应的传感器发送反馈当前运行状态的指令；

如果在预设时间rt1内接收到所述传感器发送的反应当前运行状态的有效反馈信息，则确定所述传感器不存在通信故障，否则，存在通信故障。

由上述描述可知，通过让传感器反馈当前运行状态的指令来判断所述传感器是否存在通信故障，操作简单，判断快速。

进一步的，所述步骤s5中以及步骤s7判断相应的传感器是否存在数据丢包或老化失效具体包括：

从出现传感器告警的时刻开始计时，记录持续时间t1；

判断所述持续时间t1是否大于一预设时间rt2，如果是，则判断相应的传感器存在数据丢包或老化失效，否则，不存在。

进一步的，所述步骤s5以及步骤s7中还包括：

如果t1>rt2，则向现场主机发送指令，命令其发送持续命令相应传感器上传反应当前运行状态的有效反馈信息的命令；

如果在预设时间rt3内没有接收到无效反馈信息，则判断相应传感器存在失效老化，所述告警为无效告警，否则，判断相应传感器存在数据丢包。

进一步的，所述步骤s5以及步骤s7中还包括：

如果判断相应传感器的告警为无效告警，则从数据库查找相应传感器的历史数据，判断最近一预设时间段rt4内是否出现大于一预设次数n的无效告警，如果是，则提示相应传感器无效老化，否则，更新所述数据库中相应传感器的无效告警次数，并记录产生无效告警的时间；

如果判断相应传感器存在数据丢包，在所述数据库中记录相应传感器存在数据丢包及产生数据丢包的时间，并从数据库中查找与相应传感器邻近的两个同类型传感器的历史数据，根据所述历史数据查看所述两个同类型传感器中的至少一个在最近一预设时间段rt5内是否出现数据丢包，如果是，则提示相应传感器存在数据丢包以及其周围传感器存在故障隐患，否则，提示相应传感器存在数据丢包。

由上述描述可知，通过设置合理的条件，能够准确地判断出所述传感器告警针对的是传感器存在数据丢包或老化失效的情况。

进一步的，所述步骤s5中根据o2浓度变化，sf6浓度变化以及大气压强变化确定是否存在sf6泄漏具体包括：

判断o2浓度是否小于一预设浓度c1；

如果是，则获取o2浓度的当日变化曲线图以及sf6浓度的当日变化曲线图，根据所述曲线图，计算o2含量q1以及sf6含量q2；

如果否，判断o2浓度是否大于一预设浓度c2，如果是，则获取o2浓度告警时刻的前预设时间段rt6内的o2浓度的变化曲线图以及sf6浓度的变化曲线图，根据所述曲线图，计算o2含量q1以及sf6含量q2，否则，获取o2浓度以及sf6浓度最近预设时间段rt6内的变化曲线图，根据所述曲线图，计算o2含量q1以及sf6含量q2；

计算sf6含量q2与o2含量q1的比值s＝q2/q1；

绘制产生sf6告警时刻的前后预设时间段rt7内的大气压强变化曲线图；

如果所述大气压强变化曲线图存在气压突变，并且s大于一预设百分比，则判断sf6泄漏。

由上述描述可知，在实际应用环境下，充气柜内压较大，一旦漏气，在产生气体泄漏的瞬间会出现充气柜外部附近出现气压增大的现象，基于此，通过综合考虑o2浓度变化，sf6浓度变化以及大气压强变化确定是否存在sf6泄漏，提高了判断sf6泄漏的准确性。

进一步的，所述步骤s8具体包括：

判断o2浓度是否小于一预设浓度c1，如果否，则判断o2传感器老化失效，提示o2传感器老化失效，否则，判断o2传感器所在环境通风效果差，提示o2传感器所在环境通风效果差。

进一步的，所述步骤s8中判断o2传感器所在环境通风效果差，提示o2传感器所在环境通风效果差具体包括：

启动o2传感器所在环境的风机，并记录风机运行的时间t1；

如果t1大于一预设时间rt8，则绘制最近预设时间rt8内o2浓度的变化曲线图，并存储于相应数据库中；

判断所述预设时间rt8内o2浓度是否呈现上升趋势，如果是，则记录从风机启动到o2浓度回复正常范围的时间t2，如果t2大于一预设时间rt9，则提示o2传感器所在环境通风效果差，建议增加风机数量；否则，提示o2传感器老化失效。

由上述描述可知，在根据o2浓度判断o2传感器是否老化失效时，进一步考虑o2浓度浓度低的原因可能是由于o2传感器所在环境通风效果差，提高了根据o2浓度判断o2传感器是否老化失效的准确性。

请参照图2，一种采用上述方法检测sf6泄漏的系统1，包括现场主机2、传感器采集单元3和云平台监控端4，所述现场主机2分别与传感器采集单元3和云平台监控端4连接，所述传感器采集单元集成有o2传感器和sf6传感器，

所述系统还包括移动终端5和pc端6；

所述移动终端5和pc端6分别与所述云平台监控端4连接；

所述移动终端5与所述云平台监控端4无线连接；

所述传感器采集单元3与所述现场主机2无线连接；

所述传感器采集单元3还集成有气压传感器。

实施例一

请参照图1，一种检测sf6泄漏的方法，包括步骤：

s1、接收现场主机上传的传感器信息，所述传感器包括o2传感器，sf6传感器和气压传感器，所述传感器信息包括o2浓度，sf6浓度，大气压强和告警状态；

其中，现场主机上传的传感器信息从传感器接收，所述现场主机与传感器之间采用无线方式进行通信，所述无线方式采用基于2g电信网络的nb-iot技术；

所述现场主机有多台，可以根据实际情况需要布置在不同的地方，上传的传感器信息包括各个现场主机的编号以及对应所述编号的现场主机下的传感器，每个传感器采集的数据及每个传感器的告警状态；数据库中事先存储了各个现场主机的编号及其对应的位置以及属于相应编号的现场主机的传感器及其位置，这样根据发出告警状态的传感器能够从数据库中找到其对应的现场主机及其位置；所述传感器还包括温度传感器；

s2、根据所述告警状态判断是否存在告警信息，如果是，则执行步骤s3，否则，根据所述传感器信息更新数据库；

将接收到的数据进行分类处理，存储到对应的数据库，所述数据库包括sf6数据库，o2数据库，气压数据库，温度数据库以及告警记录数据库；可以根据接收的数据类型存储到对应的数据库进行数据库数据更新，并对上传的数据进行数据分析处理，绘制日曲线图、月曲线图及年曲线图，并相应的更新显示的运行状态；

s3、确定所述告警信息对应的传感器是否存在通信故障，如果否，则执行步骤s4，否则，提示传感器存在通信故障；

其中，确定所述告警信息对应的传感器是否存在通信故障具体包括：

向对应的传感器发送反馈当前运行状态的指令；

如果在预设时间rt1内接收到所述传感器发送的反应当前运行状态的有效反馈信息，则确定所述传感器不存在通信故障，否则，存在通信故障。

s4、判断是否是sf6传感器告警，如果是，则执行步骤s5，否则，执行步骤s6；

s5、判断所述sf6传感器是否存在数据丢包或老化失效，如果否，则根据o2浓度变化，sf6浓度变化以及大气压强变化确定是否存在sf6泄漏，否则，提示sf6传感器存在数据丢包或老化失效；

其中，根据o2浓度变化，sf6浓度变化以及大气压强变化确定是否存在sf6泄漏具体包括：

判断o2浓度是否小于一预设浓度c1，所述浓度c1优选为20％；

如果是，则获取o2浓度的当日变化曲线图以及sf6浓度的当日变化曲线图，根据所述曲线图，计算o2含量q1以及sf6含量q2；

如果否，判断o2浓度是否大于一预设浓度c2，所述浓度c2优选为22％，如果是，则获取o2浓度告警时刻的前预设时间段rt6内的o2浓度的变化曲线图以及sf6浓度的变化曲线图，所述rt6优选为24h，根据所述曲线图，计算o2含量q1以及sf6含量q2，否则，获取o2浓度以及sf6浓度最近预设时间段rt6内的变化曲线图，所述rt6优选为24h，根据所述曲线图，计算o2含量q1以及sf6含量q2，其中，计算o2含量q1以及sf6含量q2可以通过对其对应的变化曲线图进行积分得到，也就是说，所述曲线围成的面积即为相应气体的含量；

计算sf6含量q2与o2含量q1的比值s＝q2/q1；

绘制产生sf6告警时刻的前后预设时间段rt7内的大气压强变化曲线图，所述rt7优选为5min，采样点的时间间隔为5s；

如果所述大气压强变化曲线图存在气压突变，并且s大于一预设百分比，则判断sf6泄漏，所述预设百分比优选为5％；

s6、判断是否是o2传感器告警，如果是，则执行步骤s7，否则，提示现场主机故障；

s7、判断所述o2传感器是否存在数据丢包或老化失效，如果否，则执行步骤s8，否则提示o2传感器存在数据丢包或老化失效；

其中，所述步骤s5中以及步骤s7判断相应的传感器是否存在数据丢包或老化失效具体包括：

从出现传感器告警的时刻开始计时，记录持续时间t1；

判断所述持续时间t1是否大于一预设时间rt2，所述rt2优选为20s，如果是，则判断相应的传感器存在数据丢包或老化失效，否则，不存在；

如果t1>rt2，则向现场主机发送指令，命令其发送持续命令相应传感器上传反应当前运行状态的有效反馈信息的命令；

如果在预设时间rt3内没有接收到无效反馈信息，所述rt3优选为1h，则判断相应传感器存在失效老化，所述告警为无效告警，否则，判断相应传感器存在数据丢包；

如果判断相应传感器的告警为无效告警，则从数据库查找相应传感器的历史数据，判断最近一预设时间段rt4内是否出现大于一预设次数n的无效告警，所述rt4优选为1个月，所述n优选为2次，如果是，则提示相应传感器无效老化，否则，更新所述数据库中相应传感器的无效告警次数，并记录产生无效告警的时间；

如果判断相应传感器存在数据丢包，在所述数据库中记录相应传感器存在数据丢包及产生数据丢包的时间，并从数据库中查找与相应传感器邻近的两个同类型传感器的历史数据，根据所述历史数据查看所述两个同类型传感器中的至少一个在最近一预设时间段rt5内是否出现数据丢包，所述rt5优选为1个月，如果是，则提示相应传感器存在数据丢包以及其周围传感器存在故障隐患，否则，提示相应传感器存在数据丢包；

s8、根据o2浓度判断是o2传感器老化失效还是o2传感器所在环境通风效果差，并进行相应的提示；

判断o2浓度是否小于一预设浓度c1，如果否，则判断o2传感器老化失效，提示o2传感器老化失效，否则，判断o2传感器所在环境通风效果差，提示o2传感器所在环境通风效果差；

其中，判断o2传感器所在环境通风效果差，提示o2传感器所在环境通风效果差具体包括：

启动o2传感器所在环境的风机，并记录风机运行的时间t1；

如果t1大于一预设时间rt8，则绘制最近预设时间rt8内o2浓度的变化曲线图，并存储于相应数据库中，所述rt8优选为7h；

判断所述预设时间rt8内o2浓度是否呈现上升趋势，如果是，则记录从风机启动到o2浓度回复正常范围的时间t2，如果t2大于一预设时间rt9，则提示o2传感器所在环境通风效果差，建议增加风机数量；否则，提示o2传感器老化失效，所述rt9优选为2h。

实施例二

请参照图2，一种采用上述方法检测sf6泄漏的系统1，包括现场主机2、传感器采集单元3和云平台监控端4，所述现场主机2分别与传感器采集单元3和云平台监控端4连接，所述传感器采集单元集成有o2传感器和sf6传感器，

所述系统1还包括移动终端5和pc端6；

所述移动终端5和pc端6分别与所述云平台监控端4连接；

所述移动终端5与所述云平台监控端4无线连接，

其中，移动终端5采用zigbee技术，利用nb-iot的移动2g网络，实现与所述现场主机2的近距离通信，可以通过在移动终端上安装app实现现场故障的排查与解除，然后发送到云平台监控端进行信息录入，及时更新系统运行状态；

所述传感器采集单元3与所述现场主机2无线连接；

所述无线连接方式采用基于2g电信网络的nb-iot技术；

所述传感器采集单元3还集成有气压传感器；

所述传感器采用锂电池以及线圈感应充电模式进行双供电；

所述传感器采集单元3还集成有温度传感器。

综上所述，本发明提供的检测sf6泄漏的方法和系统，在进行sf6泄漏检测时，除了分析o2浓度，sf6浓度，还分析大气压强，并通过智能算法，全面考虑传感器产生告警的所有情况：传感器通信故障、发生sf6泄漏、传感器数据丢包、传感器老化失效以及现场主机故障，提高了sf6泄漏检测的准确性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。