一种具有在线自校验功能的气体密度继电器及其校验方法与流程

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种应用在高压、中压电气设备上，具有在线自校验功能的气体密度继电器及其校验方法。

背景技术：

目前，sf6(六氟化硫)电气设备已广泛应用在电力部门、工矿企业，促进了电力行业的快速发展。近年来，我国电力系统容量急剧扩大，sf6电气设备用量越来越多。sf6气体在高压电气设备中的作用是灭弧和绝缘，高压电气设备内sf6气体的密度降低和微水含量如果超标将严重影响sf6高压电气设备的安全运行。因此电网运行规程强制规定，在设备投运前和运行中都必须对sf6气体的密度和含水量进行定期检测。

随着无人值守变电站向网络化、数字化方向发展以及对遥控、遥测的要求不断加强，所以对sf6电气设备的气体密度和微水含量状态的在线监测具有重要的现实意义。随着中国智能电网的不断大力发展，智能高压电气设备作为智能变电站的重要组成部分和关键节点，对智能电网的安全起着举足轻重的作用。高压电气设备目前大多为sf6气体绝缘设备，如果气体密度降低(如泄漏等引起)将严重影响设备的电气性能，对安全运行造成严重隐患。目前在线监测sf6高压电气设备中的气体密度值已经非常普遍，为此气体密度监测系统(气体密度继电器)应用将蓬勃发展。同时，监测系统还配有安全可靠的电路传送功能，为实现实时数据远程数据读取与信息监控建立了有效平台，可将压力、温度、密度等信息及时地传送到目标设备(如电脑终端)实现在线监测。

对电气设备上的气体密度继电器进行定期检验，是防患于未然，保障电气设备安全可靠运行的必要措施。《电力预防性试验规程》和《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》都要求要定期地对气体密度继电器进行校验。从实际运行情况来看，对气体密度继电器进行定期校验是保障电力设备安全、可靠运行的必要手段之一。因此，目前气体密度继电器的校验在电力系统已经非常重视和普及，各供电公司、发电厂、大型厂矿企业都已经实施。而供电公司、发电厂、大型厂矿企业为完成气体密度继电器的现场校验检测工作需配备测试人员、设备车辆和高价值的sf6气体。包括检测时的停电营业损失在内，粗略计算，每个高压开关站的每年分摊的检测费用约在数万到几十万元左右。另外，检测人员现场校验如果不规范操作，还存在安全隐患。为此，非常必要在现有的气体密度自校验气体密度继电器，尤其是气体密度在线自校验气体密度继电器或系统中，进行创新，使实现气体密度在线监测的气体密度继电器或组成的监测系统中还具有气体密度继电器的校验功能，进而完成(机械式)气体密度继电器的定期校验工作，无须检修人员到现场，大大提高了工作效率，大大降低了运维成本。为了无需电控阀，使其密封性能更好，体积更小，提高可靠性，能够利于推广应用，需要新的创新。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有在线自校验功能的气体密度继电器及其校验方法，以解决上述技术背景中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本申请第一个方面提供了一种具有在线自校验功能的气体密度继电器，包括：气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、压力调节机构、气体流量限流件、在线校验接点信号采样单元和智控单元；

所述气体密度检测传感器，与所述气体密度继电器本体连通；

所述在线校验接点信号采样单元，与所述气体密度继电器本体相连接，被配置为采样所述气体密度继电器本体的接点信号；

所述压力调节机构的气路，与所述气体密度继电器本体连通；所述压力调节机构被配置为调节所述气体密度继电器本体的压力升降，使所述气体密度继电器本体发生接点信号动作；

所述气体流量限流件，其一端设有与电气设备相连接的接口，其另一端与所述气体密度继电器本体的气路相连通，或者所述气体流量限流件的另一端连接所述压力调节机构的气路，从而将所述气体流量限流件与所述气体密度继电器本体的气路相连通；通过所述气体流量限流件流向气体密度继电器本体的气体流量，不足以同步补偿所述压力调节机构调节所述气体密度继电器本体的压力下降；

所述智控单元，分别与所述压力调节机构、所述气体密度检测传感器和所述在线校验接点信号采样单元相连接，被配置为完成所述压力调节机构的控制，压力值采集和温度值采集、和/或气体密度值采集，以及检测所述气体密度继电器本体的接点信号动作值和/或接点信号返回值；

其中，所述接点信号包括报警、和/或闭锁。

本申请第二个方面提供了一种具有在线自校验功能的气体密度监测装置，包括：气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、压力调节机构、气体流量限流件、在线校验接点信号采样单元和智控单元；

所述气体密度检测传感器，与所述气体密度继电器本体连通；

所述在线校验接点信号采样单元，与所述气体密度继电器本体相连接，被配置为采样所述气体密度继电器本体的接点信号；

所述压力调节机构的气路，与所述气体密度继电器本体连通；所述压力调节机构被配置为调节所述气体密度继电器本体的压力升降，使所述气体密度继电器本体发生接点信号动作；

所述气体流量限流件，其一端设有与电气设备相连接的接口，其另一端与所述气体密度继电器本体的气路相连通，或者所述气体流量限流件的另一端连接所述压力调节机构的气路，从而将所述气体流量限流件与所述气体密度继电器本体的气路相连通；通过所述气体流量限流件流向气体密度继电器本体的气体流量，不足以同步补偿所述压力调节机构调节所述气体密度继电器本体的压力下降；

所述智控单元，分别与所述压力调节机构、所述气体密度检测传感器和所述在线校验接点信号采样单元相连接，被配置为完成所述压力调节机构的控制，压力值采集和温度值采集、和/或气体密度值采集，以及检测所述气体密度继电器本体的接点信号动作值和/或接点信号返回值；

其中，所述接点信号包括报警、和/或闭锁。

优选地，同一时间内，所述气体流量限流件流向气体密度继电器本体的气体流量为q1，压力调节机构调节所述气体密度继电器本体的压力下降导致的向压力调节机构流出或/和扩散的气体流量为q2，q2＞q1，q2/q1为设定值。

优选地，所述智控单元根据所述气体流量限流件的气体流量或/和气体压力，调节压力调节机构的调节速度；或者，

所述智控单元根据所述气体流量限流件的气体流量或/和气体压力、和/或压力调节机构的调节流量，调节压力调节机构的调节速度。

优选地，所述智控单元根据校验时所述气体流量限流件的气体压力的高低，自动匹配压力调节机构的调节速度快慢。具体地，气体流量限流件的气体压力低时，压力调节机构的调节速度慢；而气体压力高时，压力调节机构的调节速度快。

优选地，根据气体流量限流件的流量，所述压力调节机构在对气体密度继电器本体升压或降压时缓慢地增加或减小负荷；在测量气体密度继电器本体的接点信号动作值时，接近动作值时负荷变化速度每秒钟不大于量程的15‰，即压力可平稳上升或下降。

优选地，所述气体流量限流件为毛细管、和/或气体流量控制器、或为微孔件、或为分子筛。

优选地，所述气体流量限流件设置在气体密度继电器本体上，或设置在压力调节机构上。

优选地，所述气体密度继电器或气体密度监测装置还包括惯性气室，所述惯性气室为一密封的气室，所述惯性气室通过第一气道与所述气体密度继电器本体的气路相连通，通过第二气道与压力调节机构的气路相连通，所述惯性气室还与气体流量限流件的另一端相连通；所述惯性气室被配置为控制气体压力调节时的负荷变化速度。

更优选地，所述惯性气室的气室体积远远大于其他部分的气道的体积之和。

更优选地，所述气体流量限流件的气道孔径小于第一气道的孔径，第一气道的孔径小于第二气道的孔径。

更优选地，所述惯性气室由金属材料或密封性能良好的非金属材料制成。

更优选地，所述压力调节机构的气路还通过单向阀密封连接第三气道的一端，第三气道的另一端设有连接电气设备的接口，所述单向阀用于控制压力调节机构的气体流向电气设备。

进一步地，所述气体流量限流件的气道孔径小于第一气道的孔径，第一气道的孔径小于第三气道的孔径。

优选地，所述气体密度继电器本体包括：壳体，以及设于所述壳体内的基座、压力检测器、温度补偿元件、若干信号发生器；其中，所述信号发生器包括微动开关或磁助式电接点，所述气体密度继电器本体通过所述信号发生器输出接点信号；所述压力检测器包括巴登管或波纹管；所述温度补偿元件采用温度补偿片或壳体内封闭的气体。

更优选地，所述压力调节机构的气路与所述压力检测器相连通；所述气体流量限流件的另一端与所述基座、所述压力检测器相连通，或者所述气体流量限流件的另一端通过连接所述压力调节机构的气路，从而将所述气体流量限流件与所述基座、所述压力检测器相连通；所述在线校验接点信号采样单元与所述信号发生器相连接。

更优选地，至少有一个所述温度传感器设置在所述气体密度继电器本体的温度补偿元件附近、或设置在温度补偿元件上，或集成于所述温度补偿元件中。优选地，至少有一个所述温度传感器设置在所述气体密度继电器本体的压力检测器靠近温度补偿元件的一端。

更优选地，所述气体密度继电器本体还包括显示机构，所述显示机构包括机芯、指针、刻度盘，所述机芯固定在所述基座上或壳体内；所述温度补偿元件的一端还通过连杆与所述机芯连接或直接与所述机芯连接；所述指针安装于所述机芯上且设于所述刻度盘之前，所述指针结合所述刻度盘显示气体密度值；和/或所述显示机构包括具有示值显示的数码器件或液晶器件。

更优选地，所述气体密度继电器本体或气体密度监测装置还包括接触电阻检测单元；所述接触电阻检测单元与接点信号相连接或直接与信号发生器相连接；在在线校验接点信号采样单元的控制下，气体密度继电器本体的接点信号与其控制回路隔离，在接点信号发生动作时，和/或在接到检测接点接触电阻的指令时，接触电阻检测单元能够检测到气体密度继电器本体的接点接触电阻值。

更优选地，所述气体密度继电器本体或气体密度监测装置还包括绝缘电阻检测单元；所述绝缘电阻检测单元与接点信号相连接或直接与信号发生器相连接；在在线校验接点信号采样单元的控制下，气体密度继电器的接点信号与其控制回路隔离，在气体密度继电器的接点信号发生动作时，和/或在接到检测接点绝缘电阻的指令时，绝缘电阻检测单元能够检测到气体密度继电器的接点绝缘电阻值。

优选地，所述气体密度检测传感器设置在所述气体密度继电器本体上；或者，所述压力调节机构设置在所述气体密度继电器本体上；或者，

所述气体密度检测传感器、所述在线校验接点信号采样单元和所述智控单元设置在所述气体密度继电器本体上；或者，

所述压力调节机构、所述气体密度检测传感器、所述在线校验接点信号采样单元和所述智控单元设置在所述气体密度继电器本体上。

更优选地，所述气体密度继电器本体、所述气体密度检测传感器为一体化结构；或者，所述气体密度继电器本体、所述气体密度检测传感器为一体化结构的远传式气体密度继电器。

优选地，所述气体密度检测传感器包括至少一个压力传感器和至少一个温度传感器；或者，

采用由压力传感器和温度传感器组成的气体密度变送器；或者，

采用石英音叉技术的密度检测传感器。

优选地，所述压力调节机构为一气室，所述气室的外部或内部设有加热元件、和/或制冷元件，通过加热所述加热元件、和/或通过所述制冷元件制冷，导致所述气室内的气体的温度变化，进而完成所述气体密度继电器的压力升降；或者，

所述压力调节机构为一端开口的腔体，所述腔体的另一端连通所述气体密度继电器本体；所述腔体内有活塞，所述活塞的一端连接有一个调节杆，所述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密封接触，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；或者，

所述压力调节机构为一气室，所述气室的内部设有活塞，所述活塞与所述气室的内壁密封接触，所述气室的外面设有驱动部件，所述驱动部件通过电磁力推动所述活塞在所述腔体内移动；或者，

所述压力调节机构为一端连接驱动部件的气囊，所述气囊在所述驱动部件的驱动下发生体积变化，所述气囊连通所述气体密度继电器本体；或者，

所述压力调节机构为波纹管，所述波纹管的一端连通所述气体密度继电器本体，所述波纹管的另一端在驱动部件的驱动下伸缩；或者，

所述压力调节机构为一放气阀，所述放气阀为电磁阀或电动阀，或其它通过电的或气的方式实现的放气阀；或者，

所述压力调节机构为一压缩机；或者，

所述压力调节机构为一泵，所述泵包括、但不限于造压泵、增压泵、电动气泵、电磁气泵中的一种；或者，

所述压力调节机构为增压阀；

其中，所述驱动部件包括、但不限于磁力、电机、往复运动机构、卡诺循环机构、磁耦合推力机构、加热产生推力机构、电加热产生推力机构、化学反应产生推力机构、气动元件中的一种。

更优选地，所述压力调节机构还包括保温件，所述保温件设于所述气室的外面。

优选地，所述在线校验接点信号采样单元包括隔离采样元件，所述隔离采样元件由气体密度继电器本体、或气路隔断压力调节机构、或智控单元控制；在非校验状态，所述在线校验接点信号采样单元通过隔离采样元件与气体密度继电器本体的接点在电路上相对隔离；在校验状态，所述在线校验接点信号采样单元通过隔离采样元件切断气体密度继电器本体的接点信号控制回路，将所述气体密度继电器本体的接点与所述智控单元相连接；优选地，所述隔离采样元件包括、但不限于行程开关、微动开关、按钮、电动开关、位移开关、电磁继电器、光耦、可控硅中的一种。

优选地，所述在线校验接点信号采样单元对所述气体密度继电器本体的接点信号采样满足：所述在线校验接点信号采样单元具有独立的至少两组采样接点，可同时对至少两个接点自动完成校验，且连续测量、无须更换接点或重新选择接点；其中，

所述接点包括、但不限于报警接点、报警接点+闭锁接点、报警接点+闭锁1接点+闭锁2接点、报警接点+闭锁接点+超压接点中的一种。

优选地，所述在线校验接点信号采样单元对所述气体密度继电器本体的接点信号动作值或其切换值的测试电压不低于24v，即在校验时，在接点信号相应端子之间施加不低于24v电压。

优选地，所述智控单元获取所述气体密度检测传感器采集的气体密度值；或者，所述智控单元获取所述气体密度检测传感器采集的压力值和温度值，完成所述气体密度继电器或气体密度监测装置对所监测的电气设备的气体密度的在线监测。

更优选地，所述智控单元采用均值法(平均值法)计算所述气体密度值，所述均值法为：在设定的时间间隔内，设定采集频率，将全部采集得到的不同时间点的n个气体密度值进行平均值计算处理，得到其气体密度值；或者，在设定的时间间隔里、设定温度间隔步长，把全部温度范围内采集得到的n个不同温度值对应的密度值进行平均值计算处理，得到其气体密度值；或者，在设定的时间间隔里、设定压力间隔步长，把全部压力变化范围内采集得到的n个不同压力值对应的密度值进行平均值计算处理，得到其气体密度值；其中，n为大于等于1的正整数。

优选地，所述智控单元获取所述气体密度继电器本体发生接点信号动作或切换时、所述气体密度检测传感器采集的气体密度值，完成所述气体密度继电器或气体密度监测装置的在线校验；或者，

所述智控单元获取所述气体密度继电器本体发生接点信号动作或切换时、所述气体密度检测传感器采集的压力值和温度值，并按照气体压力-温度特性换算成为对应20℃的压力值，即气体密度值，完成所述气体密度继电器或气体密度监测装置的在线校验。

优选地，所述气体密度继电器本体带有比对密度值输出信号，该比对密度值输出信号与所述智控单元相连接；或者，

所述气体密度继电器本体带有比对压力值输出信号，该比对压力值输出信号与所述智控单元相连接。

优选地，所述气体密度继电器或气体密度监测装置还包括：多通接头，所述气体密度继电器本体、所述气体流量限流件、所述压力调节机构设置在所述多通接头上；或者，

所述气体流量限流件、所述压力调节机构设置在所述多通接头上；或者，

所述气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、所述气体流量限流件、所述压力调节机构设置在所述多通接头上。

更优选地，所述气体密度继电器或气体密度监测装置还包括：自封阀，所述自封阀安装于所述多通接头与所述气体流量限流件之间；或者，所述气体流量限流件安装于所述多通接头与所述自封阀之间。

进一步地，所述气体密度继电器或气体密度监测装置还包括：补气接口，所述补气接口设置在所述压力调节机构上；或者，所述补气接口设置在所述电气设备上；或者，所述补气接口设置在所述多通接头上；或者，所述补气接口设置在所述气体流量限流件上。

优选地，所述气体密度继电器或气体密度监测装置还包括：温度调节机构，所述温度调节机构为温度可调的调节机构，被配置为调节所述气体密度继电器本体的温度补偿元件的温度升降，进而配合或/和结合气路隔断压力调节机构，使所述气体密度继电器本体发生接点信号动作；所述智控单元与所述温度调节机构相连接，完成所述温度调节机构的控制。

更优选地，所述温度调节机构为加热元件；或者，

所述温度调节机构包括加热元件、保温件、温度控制器、温度检测器、温度调节机构外壳；或者，

所述温度调节机构包括加热元件和温度控制器；或者，

所述温度调节机构包括加热元件、加热功率调节器和温度控制器；或者，

所述温度调节机构包括加热元件、制冷元件、功率调节器和温度控制器；或者，

所述温度调节机构包括加热元件、加热功率调节器和恒温控制器；或者，

所述温度调节机构包括加热元件、控制器、温度检测器；或者，

所述温度调节机构为加热元件，所述加热元件设置在温度补偿元件附近；或者，

所述温度调节机构为微型恒温箱；

其中，所述加热元件的数量为至少一个，所述加热元件包括、但不限于硅橡胶加热器、电阻丝、电热带、电热棒、热风机、红外线加热器件、半导体中的一种；

所述温度控制器，连接所述加热元件，用于控制加热元件的加热温度，所述温度控制器包括、但不限于pid控制器、pid与模糊控制相组合的控制器、变频控制器、plc控制器中的一种。

优选地，至少两个气体密度继电器本体、至少两个气体密度检测传感器、至少两个压力调节机构、至少两个气体流量限流件、至少两个在线校验接点信号采样单元和一个智控单元，完成所述气体密度继电器的在线校验；或者，

至少两个气体密度继电器本体、至少两个气体密度检测传感器、至少两个气体流量限流件、至少两个在线校验接点信号采样单元和一个智控单元、一个压力调节机构，完成所述气体密度继电器的在线校验。

优选地，所述气体密度继电器或气体密度监测装置还包括声报警器、和/或光报警器，所述声报警器、和/或光报警器与智控单元相连接，所述智控单元的采集值中的一种出现异常时，所述声报警器、和/或光报警器动作；所述采集值包括、但不限于压力值、温度值、密度值、气体密度继电器本体的接点信号动作值和/或接点信号返回值。

优选地，所述气体密度检测传感器包括至少一个压力传感器、至少一个温度传感器。

具体地，所述压力传感器可以是绝对压力传感器、相对压力传感器、或绝对压力传感器和相对压力传感器；可以是扩散硅压力传感器、mems压力传感器、芯片式压力传感器、线圈感应压力传感器(如巴登管附带感应线圈的压力传感器)、电阻压力传感器(如巴登管附带滑线电阻的压力传感器)；可以是模拟量压力传感器，也可以是数字量压力传感器。

更优选地，所述压力传感器包括、但不限于相对压力传感器，和/或绝对压力传感器。

进一步地，所述压力传感器为绝对压力传感器时，用绝对压力值来表示，其校验结果是相应的20℃的绝对压力值，用相对压力值来表示，其校验结果换算成相应的20℃的相对压力值；所述压力传感器为相对压力传感器时，用相对压力值来表示，其校验结果是相应的20℃的相对压力值，用绝对压力值来表示，其校验结果换算成相应的20℃的绝对压力值；所述绝对压力值和所述相对压力值之间的换算关系为：

p绝对压力＝p相对压力+p标准大气压。

优选地，所述气体密度继电器本体包括、但不限于双金属片补偿的气体密度继电器、气体补偿的气体密度继电器、双金属片和气体补偿混合型的气体密度继电器；完全机械的气体密度继电器、数字型气体密度继电器、机械和数字结合型的气体密度继电器；带指针显示的气体密度继电器、数显型气体密度继电器、不带显示或指示的气体密度开关；sf6气体密度继电器、sf6混合气体密度继电器、n2气体密度继电器。

优选地，所述电气设备包括sf6气体电气设备、sf6混合气体电气设备、环保型气体电气设备、或其它绝缘气体电气设备。

具体地，所述电气设备包括gis、gil、pass、断路器、电流互感器、电压互感器、变压器、充气柜、环网柜。

优选地，所述智控单元基于微处理器的嵌入式系统内嵌算法及控制程序，自动控制整个校验过程，包含所有外设、逻辑及输入输出。

更优选地，所述智控单元基于通用计算机、工控机、arm芯片、ai芯片、cpu、mcu、fpga、plc等、工控主板、嵌入式主控板等内嵌算法及控制程序，自动控制整个校验过程，包含所有外设、逻辑及输入输出。

优选地，所述智控单元具有电气接口，所述电气接口完成测试数据存储，和/或测试数据导出，和/或测试数据打印，和/或与上位机进行数据通讯，和/或输入模拟量、数字量信息。

优选地，所述气体密度继电器或气体密度监测装置支持基本信息输入，所述基本信息包括出厂编号、精度要求、额定参数、制造厂、运行位置中的一种或几种。

优选地，所述智控单元还包括实现远距离传输测试数据、和/或校验结果的通讯模块。

更优选地，所述通讯模块的通讯方式为有线通讯或无线通讯方式。

进一步地，所述有线通讯方式包括rs232总线、rs485总线、can-bus总线、4-20ma、hart、iic、spi、wire、同轴电缆、plc电力载波、电缆线中的一种或几种。

进一步地，所述无线通讯方式包括nb-iot、2g/3g/4g/5g、wifi、蓝牙、lora、lorawan、zigbee、红外、超声波、声波、卫星、光波、量子通信、声呐中的一种或几种。

优选地，所述智控单元上还设有时钟，所述时钟被配置为用于定期设置所述气体密度继电器本体的校验时间，或者记录测试时间，或者记录事件时间。

优选地，所述智控单元的控制通过现场控制，和/或通过后台控制。

更优选地，所述气体密度继电器或气体密度监测装置根据所述后台的设置或指令，完成所述气体密度继电器本体的在线校验；或者，根据设置的所述气体密度继电器本体的校验时间，完成所述气体密度继电器本体的在线校验。

优选地，所述气体密度继电器或气体密度监测装置，还包括：用于人机交互的显示界面，与所述智控单元相连接，实时显示当前的校验数据，和/或支持数据输入。

优选地，所述气体密度继电器或气体密度监测装置，还包括：用于监控的摄像头。

优选地，所述气体密度继电器或气体密度监测装置还包括：分别与所述气体密度继电器本体和所述智控单元相连接的微水传感器，和/或分别与所述气体密度继电器本体和所述智控单元相连接的分解物传感器。

更优选地，所述气体密度继电器或气体密度监测装置还包括：气体循环机构，所述气体循环机构分别与所述气体密度继电器本体和所述智控单元相连接，所述气体循环机构包括毛细管、密封腔室和加热元件。

进一步地，所述微水传感器可以安装于所述气体循环机构的密封腔室、毛细管中、毛细管口、毛细管外。

本申请第三个方面提供了一种气体密度继电器的校验方法，包括：

正常工作状态时，气体密度继电器监控电气设备内的气体密度值；

气体密度继电器或气体密度监测装置根据设定的校验时间，以及气体密度值情况，在允许校验气体密度继电器的状况下：

智控单元控制压力调节机构的调节速度，和/或调节流量，使通过气体流量限流件流向气体密度继电器本体的气体流量，不足以同步补偿所述压力调节机构调节所述气体密度继电器本体的压力下降，从而完成所述气体密度继电器本体的气体压力下降，使得所述气体密度继电器本体发生接点信号动作，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压力值、温度值得到气体密度值，或直接得到气体密度值，检测出气体密度继电器本体的接点信号动作值，完成气体密度继电器本体的接点信号动作值的校验工作；

当所有的接点信号校验工作完成后，智控单元停止压力调节机构，或把压力调节机构恢复到校验初始状态。

优选地，一种气体密度继电器的校验方法，包括：

正常工作状态时，气体密度继电器或气体密度监测装置监控电气设备内的气体密度值，同时气体密度继电器或气体密度监测装置通过气体密度检测传感器以及智控单元在线监测电气设备内的气体密度值；

气体密度继电器或气体密度监测装置根据设定的校验时间，以及气体密度值情况，在允许校验气体密度继电器的状况下：

通过智控单元把在线校验接点信号采样单元调整到校验状态，在校验状态下，在线校验接点信号采样单元切断气体密度继电器本体的接点信号控制回路，将气体密度继电器本体的接点连接至智控单元；

智控单元控制压力调节机构的调节速度，和/或调节流量，使通过气体流量限流件流向气体密度继电器本体的气体流量，不足以同步补偿所述压力调节机构调节所述气体密度继电器本体的压力下降，从而完成所述气体密度继电器本体的气体压力下降，使得所述气体密度继电器本体发生接点信号动作，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压力值、温度值得到气体密度值，或直接得到气体密度值，检测出气体密度继电器本体的接点信号动作值，完成气体密度继电器本体的接点信号动作值的校验工作；

通过智控单元驱动或停止压力调节机构，使气体压力上升，使得气体密度继电器本体发生接点复位，接点复位通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元，智控单元根据接点复位时的压力值、温度值得到气体密度值，或直接得到气体密度值，检测出气体密度继电器本体的接点信号返回值，完成气体密度继电器本体的接点信号返回值的校验工作；

当所有的接点信号校验工作完成后，智控单元停止压力调节机构，或把压力调节机构恢复到校验初始状态，或把压力调节机构恢复到运行正常工作状态；并将在线校验接点信号采样单元调整到工作状态，气体密度继电器本体的接点信号控制回路恢复到运行正常工作状态。

本发明上述内容中，更优选地，同一时间内，所述气体流量限流件流向气体密度继电器本体的气体流量为q1，压力调节机构调节所述气体密度继电器本体的压力下降导致的向压力调节机构流出或/和扩散的气体流量为q2，q2＞q1，q2/q1为设定值。

本发明上述内容中，优选地，q1为定值，根据需要的q2/q1的数值，控制压力调节机构的工作，例如，控制调节压力机构的调节速度。

本发明上述内容中，优选地，调节q1至一预设值，根据需要的q2/q1的数值，控制压力调节机构的工作，例如，控制调节压力机构的调节速度。

本发明上述内容中，优选地，q2为定值，控制气体流量限流件的气体流量q1，达到所需要的q2/q1的数值。

本发明上述内容中，优选地，同时或分别调节q1和q2，以达到所需要的q2/q1的数值。

优选地，所述气体流量限流件的流量与所述压力调节机构的调节速度、调节流量相配合设计；或者，

气体流量限流件的流量与压力调节机构的调节速度相配合设计；或者，

气体流量限流件的流量与压力调节机构的调节流量相配合设计；或者，

所述智控单元根据所述气体流量限流件的气体流量或/和气体压力，调节压力调节机构的调节速度；或者，

所述智控单元根据所述气体流量限流件的气体流量或/和气体压力、和/或压力调节机构的调节流量，调节压力调节机构的调节速度。

优选地，所述智控单元根据校验时所述气体流量限流件的气体压力的高低，自动匹配压力调节机构的调节速度快慢。具体地，气体压力低时，压力调节机构的调节速度慢；而气体压力高时，压力调节机构的调节速度快。

优选地，一种气体密度继电器的校验方法，还包括：

将惯性气室通过第一气道与气体密度继电器本体的气路相连通，通过第二气道与压力调节机构的气路相连通，所述惯性气室还与气体流量限流件的另一端相连通；所述惯性气室为一密封的气室，被配置为控制气体压力调节时的负荷变化速度。

更优选地，所述惯性气室的气室体积远远大于其他部分的气道的体积之和。

更优选地，所述气体流量限流件的气道孔径小于第一气道的孔径，第一气道的孔径小于第二气道的孔径。

更优选地，所述惯性气室由金属材料或密封性能良好的非金属材料制成。

更优选地，所述压力调节机构的气路还通过单向阀密封连接第三气道的一端，第三气道的另一端设有连接电气设备的接口，所述单向阀用于控制压力调节机构的气体流向电气设备。

进一步地，所述气体流量限流件的气道孔径小于第一气道的孔径，第一气道的孔径小于第三气道的孔径。

优选地，所述气体流量限流件为毛细管、和/或气体流量控制器、或为微孔件、或为分子筛。

优选地，所述气体流量限流件设置在气体密度继电器本体上，或设置在压力调节机构上。

优选地，所述接点信号包括报警、和/或闭锁。

优选地，所述气体密度检测传感器包括至少一个压力传感器和至少一个温度传感器；或者，采用由压力传感器和温度传感器组成的气体密度变送器；或者，采用石英音叉技术的密度检测传感器。

优选地，所述气体密度继电器完成校验后，如有异常，能够自动发出报警，并上传至远端、或发送至指定的接收机上。

优选地，所述校验方法还包括：现场就地显示气体密度值和校验结果，或通过后台显示气体密度值和校验结果。

优选地，所述校验方法还包括：所述智控单元的控制通过现场控制，和/或通过后台控制。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

本申请提供一种具有在线自校验功能的气体密度继电器及其校验方法，用于高压、中压电气设备，包括气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、压力调节机构、气体流量限流件、在线校验接点信号采样单元和智控单元。校验时，智控单元控制压力调节机构的调节速度，和/或调节流量，通过气体流量限流件流向气体密度继电器本体的气体流量，不足以同步补偿所述压力调节机构调节所述气体密度继电器本体的压力下降，从而完成所述气体密度继电器本体的气体压力下降，使得所述气体密度继电器本体发生接点动作，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，检测出气体密度继电器本体的报警和/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，提高了电网的可靠性，提高了效率，降低了成本。同时，还可以通过智控单元进行气体密度继电器本体和气体密度检测传感器之间的相互自校验，实现具有在线自校验功能的气体密度继电器的免维护。同时本发明技术整个校验过程实现sf6气体零排放的，符合环保规程要求。特别是校验时无需电控阀将电气设备与气体密度继电器本体的气路隔断，这样密封性能更好，体积更小，便于现场改造，提高可靠性，利于推广应用。

附图说明

构成本申请的一部分附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是实施例一的具有在线自校验功能的气体密度继电器的结构示意图；

图2是实施例二的具有在线自校验功能的气体密度继电器的结构示意图；

图3是实施例三的具有在线自校验功能的气体密度继电器的结构示意图；

图4是实施例四的具有在线自校验功能的气体密度继电器的结构示意图；

图5是实施例五的具有在线自校验功能的气体密度继电器的结构示意图；

图6是实施例六的具有在线自校验功能的气体密度继电器的结构示意图；

图7是实施例七的具有在线自校验功能的气体密度继电器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

如图1所示，本发明实施例一提供的一种具有在线自校验功能的气体密度继电器或气体密度监测装置，包括：气体密度继电器本体1、压力传感器2、温度传感器3、气体流量限流件4、压力调节机构5、在线校验接点信号采样单元6、智控单元7、电气设备8、惯性气室12、单向阀13。压力传感器2、温度传感器3、在线校验接点信号采样单元6、智控单元7和气体密度继电器本体1设置在一起，即压力传感器2、温度传感器3、在线校验接点信号采样单元6和智控单元7设置在气体密度继电器本体1上。所述气体密度继电器本体1通过气道1a与惯性气室12相连通，所述惯性气室12通过气体流量限流件4与电气设备8相连通；所述惯性气室12通过气道12a与压力调节机构5相连通。本案例的压力调节机构5为气泵，所述惯性气室12通过气道12a与压力调节机构5的吸气孔(进气孔)5a相连通，压力调节机构5的出气孔(排气孔)5b与单向阀13相连接，单向阀13通过气道13a与电气设备8相连通。单向阀13的作用是只能把压力调节机构5的气体通过其出气孔(排气孔)5b排向(流向)电气设备8，而电气设备8中的气体是不能流向压力调节机构5中的。所述惯性气室12为一体积适当的气室，由金属材料或密封性能良好的非金属材料制成，其体积足够大，能够适配气体流量限流件4和压力调节机构5。首先由于气体密度继电器本体1的容纳的气体体积小，在计算时可以忽略，这样其工作原理为：假设每秒钟电气设备8的气体通过气体流量限流件4进入惯性气室12的气体质量为q进；通过压力调节机构5作用，假设每秒钟通过气道12a从惯性气室12流出的气体质量为q出；假设压力调节机构5没有动作前，惯性气室12的气体质量为q原来；则压力调节机构5动作后，惯性气室12中的气体质量每秒钟变化量占惯性气室12原来气体质量之比为(q出-q进)/q原来，由于q原来具有适当的气体质量(即惯性气室12具有适当的体积)，就比较容易实现：负荷变化速度每秒钟不大于量程的15‰，即压力可平稳上升或下降。即惯性气室12具有合适的气体压力变化惯性，能够容易实现负荷变化速度每秒钟不大于量程的15‰。即所述惯性气室12被配置为气体压力调节时，能够容易控制其负荷变化速度。气体流量限流件4可以是毛细管、或气体流量控制器、或为微孔件，或为分子筛，本案例采用毛细管。其中，气体流量限流件4的气道孔径小于气道1a的孔径；气道1a的孔径小于气道12a的孔径；气道1a的孔径小于气道13a的孔径。例如本案例中，可以这样设计：气体流量限流件4的气道孔径为1mm，气道1a的孔径为3mm，气道12a的孔径为6mm；气道13a的孔径为4mm或3mm。所述气体密度检测传感器为压力传感器2和温度传感器3，在气路上，压力传感器2与所述气体密度继电器本体1连通；所述在线校验接点信号采样单元6与所述气体密度继电器本体1和智控单元7相连接，被配置为采样所述气体密度继电器本体的接点信号；所述气体流量限流件4的一端设有与电气设备8相连通的接口，所述气体流量限流件4的另一端通过惯性气室12与所述气体密度继电器本体1相连通；所述智控单元7，还分别与所述气体密度检测传感器的压力传感器2、温度传感器3和所述压力调节机构5相连接，被配置为完成所述压力调节机构5的控制，压力值采集和温度值采集、和/或气体密度值采集，以及检测所述气体密度继电器本体1的接点信号动作值和/或接点信号返回值。

正常工作状态时，气体密度继电器或气体密度监测装置监控电气设备8内的气体密度值，同时气体密度继电器或气体密度监测装置通过气体密度检测传感器(2、3)以及智控单元7在线监测电气设备8内的气体密度值。

气体密度继电器或气体密度监测装置根据设定的校验时间，以及气体密度值情况，在允许校验气体密度继电器本体1的状况下：

首先，通过智控单元7把在线校验接点信号采样单元6调整到校验状态。在校验状态下，在线校验接点信号采样单元6切断气体密度继电器本体1的接点信号控制回路，将气体密度继电器本体1的接点连接至智控单元7；通过气体流量限流件4使进气流量小，智控单元7控制压力调节机构5(本案例为气泵)，而压力调节机构5快速地调节压力，同时调控流量，能够调节惯性气室12的气体压力缓慢地下降，进而能够完成所述气体密度继电器本体1的气体压力缓慢下降，使得所述气体密度继电器本体1发生接点信号动作，接点动作通过在线校验接点信号采样单元6传递到智控单元7，智控单元7根据接点动作时的压力值p、温度值t得到气体密度值p20，或直接得到气体密度值p20，检测出气体密度继电器本体1的接点信号动作值pd20，完成对气体密度继电器本体1的接点信号动作值pd20的校验工作。

接着，再通过智控单元7控制压力调节机构5，使惯性气室12的气体压力上升，进而使气体密度继电器本体1的气体压力缓慢上升，使得气体密度继电器本体1发生接点复位，接点复位通过在线校验接点信号采样单元6传递到智控单元7，智控单元7根据接点复位时的压力值p、温度值t得到气体密度值p20，或直接得到气体密度值p20，检测出气体密度继电器本体1的接点信号返回值pf20，完成对气体密度继电器本体1的接点信号返回值pf20的校验工作。

当所有的接点信号校验工作完成后，智控单元7停止压力调节机构5工作，或把压力调节机构5恢复到校验初始状态，或把压力调节机构5恢复到运行正常工作状态；并将在线校验接点信号采样单元6调整到工作状态，气体密度继电器本体1的接点信号控制回路恢复到运行正常工作状态。

为了使气体密度继电器或气体密度监测装置的体积小，可以使压力调节机构(气泵)5的体积小，本实施例采用了单向阀13，通过单向阀13的作用，使得惯性气室12和压力调节机构5的气体通过出气孔(排气孔)5b排向(流向)电气设备8，而电气设备8中的气体是不能流向压力调节机构5中的，即截断了气体压力调节机构5排向(流向)电气设备8的通道。这样可以使压力调节机构(气泵)5多次排气(排向电气设备8)，使惯性气室12的气体压力升降，进而使气体密度继电器本体1的气体压力缓慢升降，很好地完成气体密度继电器本体1的接点信号的校验工作。

当气体密度继电器本体1完成了校验工作后，气体密度继电器就进行判定，可以告示检测结果。方式灵活，具体来说可以：1)气体密度继电器可以就地告示，例如通过指示灯、数码或液晶等显示；2)或气体密度继电器可以通过在线远传通讯方式实施上传，例如可以上传到在线监测系统的后台；3)或通过无线上传，上传到特定的终端，例如可以无线上传手机；4)或通过别的途径上传；5)或把异常结果通过报警信号线或专用信号线上传；6)单独上传，或与其它信号捆绑上传。总之，气体密度继电器完成气体密度继电器的在线校验工作后，如有异常，能够自动发出报警，可以上传到远端，或可以发送到指定的接收机上，例如发送到手机。或者，气体密度继电器完成气体密度继电器的校验工作后，如有异常，智控单元7可以通过气体密度继电器本体1的报警接点信号上传远端(监控室、后台监控平台等)，以及还可以就地显示告示。简单版的气体密度继电器在线校验，可以把校验有异常的结果通过报警信号线上传。可以以一定的规律上传，例如异常时，在报警信号接点并联一个接点，有规律地闭合和断开，可以通过解析得到状况；或通过独立的校验信号线上传。具体可以状态好上传，或有问题上传，也可以通过远传密度在线监测上传，或把校验结果通过单独的校验信号线上传，或通过就地显示，就地报警，或通过无线上传，与智能手机联网上传。其通信方式为有线或无线，有线的通讯方式可以为rs232、rs485、can-bus等工业总线、光纤以太网、4-20ma、hart、iic、spi、wire、同轴电缆、plc电力载波等；无线通讯方式可以为2g/3g/4g/5g等、wifi、蓝牙、lora、lorawan、zigbee、红外、超声波、声波、卫星、光波、量子通信、声呐、传感器内置5g/nb-iot通讯模块(如nb-iot)等。总之，可以多重方式，多种组合，充分保证气体密度继电器的可靠性能。

气体密度继电器具有安全保护功能，具体就是低于设定值时，气体密度继电器就自动不再对密度继电器进行在线校验，而发出告示信号。例如，当设备的气体密度值小于设定值ps时，就不校验了。例如：只有当设备的气体密度值≥(报警压力值+0.02mpa)时，才能进行在线校验。

气体密度继电器可以根据设定的时间进行在线校验，也可以根据设定的温度(例如极限高温、高温、极限低温、低温、常温、20度等)进行在线校验。高温、低温、常温、20℃环境温度在线校验时，其误差判定要求是不一样的，例如20℃环境温度校验时，可以根据气体密度继电器的精度要求是1.0级、或1.6级，高温时可以是2.5级。具体可以根据温度的要求，按照相关标准实施。例如按照dl/t259《六氟化硫气体密度继电器校验规程》中的4.8条温度补偿性能规定，每个温度值所对应的精度要求。

气体密度继电器能够根据密度继电器在不同的温度下，不同的时间段进行其误差性能的比较。即不同时期，相同温度范围内的比较，判定气体密度继电器、电气设备的性能。具有历史各个时期的比对、历史与现在的比对。气体密度继电器可以反复校验多次(例如2～3次)，根据每次的校验结果，计算其平均值。必要时，可以随时对气体密度继电器进行在线校验。同时，密度继电器还可以在线监测电气设备的气体密度值，和/或压力值，和/或温度值，并上传到目标设备实现在线监测。

所述气体密度继电器或气体密度监测装置还包括声或/和光报警器，所述声或/和光报警器与智控单元相连接，当智控单元所采集的包括、但不限于压力值、温度值、密度值、气体密度继电器本体的接点信号动作值和/或接点信号返回值中的一种出现异常时，所述的声或/和光报警器动作。

实施例二：

如图2所示，本发明实施例二提供的一种具有在线自校验功能的气体密度继电器或气体密度监测装置，包括：气体密度继电器本体1、压力传感器2、温度传感器3、气体流量限流件4、压力调节机构5、在线校验接点信号采样单元6、智控单元7、电气设备8。压力传感器2、温度传感器3、在线校验接点信号采样单元6、智控单元7和气体密度继电器本体1设置在一起，即压力传感器2、温度传感器3、在线校验接点信号采样单元6和智控单元7设置在气体密度继电器本体1上。与实施例一一样，所述气体密度继电器本体1通过气道1a与惯性气室12相连通，所述惯性气室12通过气体流量限流件4与电气设备8相连通；所述惯性气室12通过气道12a与压力调节机构5相连通。与实施例一区别的是，本案例的压力调节机构5为为一端开口的腔体54，所述腔体54的另一端连通惯性气室12，进而连通所述气体密度继电器本体1；所述腔体54内有活塞51，所述活塞51的一端连接有一个调节杆53，所述调节杆53的外端连接驱动部件52，所述活塞51的另一端伸入所述开口内，且与所述腔体54的内壁密封接触，所述驱动部件52(可以是电机、步进电进，或者往复运动机构、卡诺循环机构、磁耦合推力机构、加热产生推力机构、电加热产生推力机构、化学反应产生推力机构、气动元件中的一种，本案例为步进电机)驱动所述调节杆53进而带动所述活塞51在所述腔体54内移动；活塞51通过密封件510与所述腔体54内壁密封接触。

惯性气室12被配置为气体压力调节时，能够容易控制其负荷变化速度。其中，气体流量限流件4的气道孔径小于气道1a的孔径；气道1a的孔径小于气道12a的孔径。例如本案例中，可以这样设计：气体流量限流件4的气道孔径为1mm，气道1a的孔径为2mm，气道12a的孔径为4mm。所述气体密度检测传感器为压力传感器2和温度传感器3，在气路上，压力传感器2与所述气体密度继电器本体1连通；所述在线校验接点信号采样单元6与所述气体密度继电器本体1和智控单元7相连接，被配置为采样所述气体密度继电器本体1的接点信号；所述气体流量限流件4为一小孔的连接件，气体流量限流件4的一端设有与电气设备8相连通的接口，所述气体流量限流件4的另一端通过惯性气室12与所述气体密度继电器本体1相连通；所述智控单元7，还分别与所述气体密度检测传感器的压力传感器2、温度传感器3和所述压力调节机构5相连接，被配置为完成所述压力调节机构5的控制，压力值采集和温度值采集、和/或气体密度值采集，以及检测所述气体密度继电器本体1的接点信号动作值和/或接点信号返回值。

正常工作状态时，气体密度继电器或气体密度监测装置监控电气设备内的气体密度值，同时气体密度继电器或气体密度监测装置通过气体密度检测传感器(2、3)以及智控单元7在线监测电气设备8内的气体密度值。

气体密度继电器或气体密度监测装置根据设定的校验时间，以及气体密度值情况，在允许校验气体密度继电器本体1的状况下：

首先，通过智控单元7把在线校验接点信号采样单元6调整到校验状态，在校验状态下，在线校验接点信号采样单元6切断气体密度继电器本体1的接点信号控制回路，将气体密度继电器本体1的接点连接至智控单元7；通过气体流量限流件4使进气流量小，智控单元7控制压力调节机构5，压力调节机构5的驱动部件52，进而驱动所述调节杆53带动所述活塞51在所述腔体54内移动。由于压力调节机构5的驱动部件52快速地带动所述活塞51在所述腔体54内移动，进而调节压力，同时它的调节流量大，能够调节惯性气室12的气体压力缓慢地下降，进而能够完成所述气体密度继电器本体1的气体压力缓慢下降，使得所述气体密度继电器本体1发生接点信号动作，接点动作通过在线校验接点信号采样单元6传递到智控单元7，智控单元7根据接点动作时的压力值p、温度值t得到气体密度值p20，或直接得到气体密度值p20，检测出气体密度继电器本体1的接点信号动作值pd20，完成气体密度继电器本体1的接点信号动作值pd20的校验工作。

接着，再通过智控单元7控制压力调节机构5，使惯性气室12的气体压力上升，进而使气体密度继电器本体1的气体压力缓慢上升，使得气体密度继电器本体1发生接点复位，接点复位通过在线校验接点信号采样单元6传递到智控单元7，智控单元7根据接点复位时的压力值p、温度值t得到气体密度值p20，或直接得到气体密度值p20，检测出气体密度继电器本体1的接点信号返回值pf20，完成气体密度继电器本体1的接点信号返回值pf20的校验工作。

当所有的接点信号校验工作完成后，智控单元7停止压力调节机构5工作，或把压力调节机构5恢复到校验初始状态，或把压力调节机构5恢复到运行正常工作状态；并将在线校验接点信号采样单元6调整到工作状态，气体密度继电器本体1的接点信号控制回路恢复到运行正常工作状态。

气体流量限流件4的流量与压力调节机构5的调节速度、调节流量相配合设计；或者，气体流量限流件4的流量与压力调节机构5的调节速度相配合设计；或者，气体流量限流件4的流量与压力调节机构5的调节流量相配合设计；或者，所述智控单元7根据所述气体流量限流件4的流量或/和气体压力，能够调节压力调节机构5的调节速度；或者，所述智控单元7根据所述气体流量限流件4的流量或/和气体压力、和/或压力调节机构5的调节流量，能够调节压力调节机构5的调节速度。校验时，智控单元7控制压力调节机构5的调节速度，和/或调节流量，使通过气体流量限流件4流向气体密度继电器本体1的气体流量，不足以同步补偿所述压力调节机构5调节所述气体密度继电器本体1的压力下降，从而完成所述气体密度继电器本体1的气体压力下降，使所述气体密度继电器本体1发生接点信号动作。所述智控单元7根据校验时的气体压力的高低，能够自动匹配压力调节机构5的调节速度快慢。气体压力低时，压力调节机构5的调节速度慢；而气体压力高时，压力调节机构5的调节速度快。

实施例三：

如图3所示，一种具有在线校验功能的气体密度继电器或气体密度监测装置包括气体密度继电器本体1，所述气体密度继电器本体1包括：壳体101，以及设于所述壳体101内的基座102、端座108、压力检测器103、温度补偿元件104、若干信号发生器109、机芯105、指针106、刻度盘107。所述压力检测器103的一端固定在所述基座102上并与之连通，所述压力检测器103的另一端通过所述端座108与所述温度补偿元件104的一端相连接，所述温度补偿元件104的另一端设有横梁，所述横梁上设有推动所述信号发生器109、使所述信号发生器109的接点接通或断开的调节件。所述机芯105固定在所述基座102上；所述温度补偿元件104的另一端还通过连杆与所述机芯105连接或直接与所述机芯105连接；所述指针106安装于所述机105芯上且设于所述刻度盘107之前，所述指针106结合所述刻度盘107显示气体密度值。所述气体密度继电器本体1还可以包括具有示值显示的数码器件或液晶器件。

此外，所述一种具有在线校验功能的气体密度继电器还包括：压力传感器2、温度传感器3、气体流量限流件4、压力调节机构5、在线校验接点信号采样单元6、智控单元7。所述气体流量限流件4为微小孔，所述气体流量限流件4的一端通过电气设备连接接头110密封连接于电气设备8上，所述气体流量限流件4的另一端与基座102相连通；所述压力传感器2在气路上与压力检测器103相连通；所述压力调节机构5与压力检测器103相连通；在线校验接点信号采样单元6分别与信号发生器109和智控单元7相连接；所述压力调节机构5还分别与智控单元7相连接。

其中，所述信号发生器109包括微动开关或磁助式电接点，所述气体密度继电器本体1通过所述信号发生器109输出接点信号；所述压力检测器103包括巴登管或者波纹管；所述温度补偿元件104采用温度补偿片或壳体内封闭的气体。本申请的气体密度继电器本体1还可以包括：充油型密度继电器、无油型密度继电器、气体密度表、气体密度开关或者气体压力表。

在本实施例的气体密度继电器本体1内，基于压力检测器103并利用温度补偿元件104对变化的压力和温度进行修正，以反映六氟化硫气体密度的变化。即在被测介质六氟化硫(sf6)气体的压力作用下，由于有了温度补偿元件104的作用，六氟化硫气体密度值变化时，六氟化硫气体的压力值也相应地变化，迫使压力检测器103的末端产生相应的弹性变形位移，借助于温度补偿元件104，传递给机芯105，机芯105又传递给指针106，遂将被测的六氟化硫气体密度值在刻度盘107上指示出来。信号发生器109作为输出报警闭锁接点。这样气体密度继电器本体1就能把六氟化硫气体密度值显示出来了。如果漏气了，六氟化硫气体密度值下降了，压力检测器103产生相应的向下位移，通过温度补偿元件104，传递给机芯105，机芯105又传递给指针106，指针106就往示值小的方向走，在刻度盘107上具体显示漏气程度；同时，压力检测器103通过温度补偿元件104带动横梁向下位移，横梁上的调节件渐离信号发生器109，到一定程度时，信号发生器109的接点接通，发出相应的接点信号(报警或闭锁)，达到监视和控制电气开关等设备中的六氟化硫气体密度，使电气设备安全工作。

如果气体密度值升高了，即密封气室内的六氟化硫气体压力值大于设定的六氟化硫气体压力值时，压力值也相应地升高，压力检测器103的末端和温度补偿元件104产生相应的向上位移，温度补偿元件104使横梁也向上位移，横梁上的调节件就向上位移并推动信号发生器109的接点断开，接点信号就解除。

上述实施例中，所述气体流量限流件4可以多样，可以包括、但不限于毛细管、和/或气体流量控制器、或为微孔件、或为分子筛中的一种。具体可以根据实际需要而灵活设计。

压力传感器2的类型：可以是绝对压力传感器、相对压力传感器、或绝对压力传感器和相对压力传感器，数量可以若干个。压力传感器形式可以是扩散硅压力传感器、mems压力传感器、芯片式压力传感器、线圈感应压力传感器(如巴登管附带感应线圈的压力测量传感器)、电阻压力传感器(如巴登管附带滑线电阻的压力测量传感器)。可以是模拟量压力传感器，也可以是数字量压力传感器。压力采集为压力传感器、压力变送器等各种感压元件，例如扩散硅式、蓝宝石式、压电式、应变片式(电阻应变片式、陶瓷应变片式)。

温度传感器3可以是热电偶、热敏电阻、半导体式；可以接触式和非接触式；可以为热电阻和热电偶。总之，温度采集可以用温度传感器、温度变送器等各种感温元件。

所述在线校验接点信号采样单元6主要完成气体密度继电器本体1的接点信号采样。即在线校验接点信号采样单元6的基本要求或功能是：1)在校验时不影响电气设备的安全运行。就是在校验时，气体密度继电器本体1的接点信号发生动作时，不会影响电气设备的安全运行；2)气体密度继电器本体1的接点信号控制回路不影响气体密度继电器的性能，特别是不影响智控单元7的性能，不会使得气体密度继电器发生损坏、或影响测试工作。

所述智控单元7的基本要求或功能是：通过智控单元7完成对压力调节机构5的控制和信号采集，如果气体流量限流件4采用气体流量控制器，则通过智控单元7完成对气体流量限流件4的控制。实现：能够检测到气体密度继电器本体1的接点信号发生动作时的压力值和温度值，换算成对应的20℃时的压力值p20(密度值)，即能够检测到气体密度继电器本体1的接点动作值pd20，完成气体密度继电器本体1的校验工作。或者，能够直接检测到气体密度继电器本体1的接点信号发生动作时的密度值pd20，完成气体密度继电器本体1的校验工作。同时可以通过所述的气体密度继电器本体1的额定压力值的测试，完成气体密度继电器本体1、压力传感器2、温度传感器3之间的自校验工作，实现免维护。当然，智控单元7还可以实现：完成测试数据存储；和/或测试数据导出；和/或测试数据可打印；和/或可与上位机进行数据通讯；和/或可输入模拟量、数字量信息。所述智控单元7还包括通讯模块，通过通讯模块实现远距离传输测试数据和/或校验结果等信息；当气体密度继电器本体1的额定压力值输出信号时，智控单元7同时采集当时的密度值，完成气体密度继电器本体1的额定压力值校验。

电气设备，包括sf6气体电气设备、sf6混合气体电气设备、环保型气体电气设备、或其它绝缘气体电气设备。具体地，电气设备包括gis、gil、pass、断路器、电流互感器、电压互感器、变压器、充气柜、环网柜等等。

气体密度继电器本体1、压力传感器2、温度传感器3、气体流量限流件4、压力调节机构5、在线校验接点信号采样单元6、智控单元7和多通接头9之间可以根据需要进行灵活设置。例如气体密度继电器本体1、压力传感器2和温度传感器3可以设置在一起；或者气体流量限流件4和压力调节机构5可以设置在一起；总之，它们间的设置可以灵活排列组合。可以根据需要，气体密度继电器本体1、气体密度检测传感器(2、3)、压力调节机构5、气体流量限流件4、在线校验接点信号采样单元6和智控单元7，它们之间可以进行灵活设置。

本实施例的具有在线校验功能的气体密度继电器校验和监测工作原理如下：

智控单元7根据压力传感器2、温度传感器3监测到电气设备8的气体压力和温度，得到相应的20℃压力值p20(即气体密度值)。当需要校验密度继电器本体1时，此时如果气体密度值p20≥设定的安全校验密度值ps；气体密度继电器就发出指令，即通过智控单元7断开气体密度继电器本体1的控制回路，使得在线校验气体密度继电器本体1时不会影响电气设备8的安全运行，也不会在校验时，误发报警信号，或闭锁控制回路。因为气体密度继电器本体1在开始校验前，已经进行气体密度值p20≥设定的安全校验密度值ps的监测和判断，电气设备8的气体是在安全运行范围内的，况且气体泄漏是个缓慢的过程，校验时是安全的。同时，智控单元7连通气体密度继电器本体1的接点采样电路，然后，智控单元7控制压力调节机构5的驱动部件(可以主要采用电机(马达)和齿轮实现，其方式多样、灵活)。智控单元7控制压力调节机构5的调节速度，和/或调节流量，使通过气体流量限流件4流向气体密度继电器本体1的气体流量，不足以同步补偿所述压力调节机构5调节所述气体密度继电器本体1的压力下降。由压力调节机构5、气体密度继电器本体1、气体流量限流件4等组成的腔体发生体积变化，气体密度继电器本体1的气体的压力逐步下降，使得气体密度继电器本体1发生接点动作，其接点动作通过在线校验接点信号采样单元6上传到智控单元7，智控单元7根据接点动作时测得的压力值和温度值，按照气体特性换算成为对应20℃时的压力值p20(密度值)，就可以检测到气体密度继电器本体1的接点动作值pd20，待气体密度继电器本体1的报警和/或闭锁信号的接点动作值全部检测出来后，再通过智控单元7控制压力调节机构5的驱动部件，使气体密度继电器本体1的气体的压力逐步上升，测试到气体密度继电器本体1的报警和/闭锁接点信号的返回值。如此反复校验多次(例如2～3次)，然后计算其平均值，这样就完成了气体密度继电器本体1的校验工作。然后，智控单元7断开气体密度继电器本体1的接点采样电路，此时气体密度继电器本体1的接点就与智控单元7不相连接。同时停止压力调节机构5的工作。通过智控单元7连通气体密度继电器本体1的控制回路，气体密度继电器本体1的密度监控回路正常工作，气体密度继电器本体1安全监控电气设备的气体密度，使气设备安全可靠地工作。这样就方便完成气体密度继电器本体1的在线校验工作，同时在线校验气体密度继电器本体1时不会影响电气设备8的安全运行。

实施例四：

如图4所示，一种具有在线自校验功能的气体密度继电器或气体密度监测装置，包括：气体密度继电器本体1(气体密度继电器本体1主要也包括：壳体，以及设于所述壳体内的基座、压力检测器、温度补偿元件、机芯、指针、刻度盘、端座、若干信号发生器及电气设备连接接头)、压力传感器2、温度传感器3、气体流量限流件4、压力调节机构5、在线校验接点信号采样单元6和智控单元7。

所述气体流量限流件4的一端通过电气设备连接接头110密封连接于电气设备8上，所述气体流量限流件4的另一端与气体密度继电器本体1的基座和压力检测器相连通。所述压力传感器2、温度传感器3、在线校验接点信号采样单元6、智控单元7设置在气体密度继电器本体1的壳体上或壳体内，压力传感器2在气路上与气体密度继电器本体1的压力检测器相连通；压力调节机构5与气体密度继电器本体1的压力检测器相连通；在线校验接点信号采样单元6和智控单元7设置在一起。所述压力传感器2、温度传感器3与智控单元7相连接；所述压力调节机构5与智控单元7相连接。

与实施例一有区别的是，本实施例的压力调节机构5为一端开口的腔体，所述腔体内有活塞51，所述活塞51设有密封圈510，所述活塞51的一端连接有一个调节杆，所述调节杆的外端连接驱动部件52，所述活塞51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52驱动所述调节杆进而带动所述活塞51在所述腔体内移动，使腔体内的密封部分发生体积变化，进而完成压力的升降。所述驱动部件52包括、但不限于磁力、电机(变频电机或步进电机)、往复运动机构、卡诺循环机构、气动元件中的一种。

在另一种优选实施例中，所述压力调节机构5还可以为一电磁阀，电磁阀密封在一壳体内部。压力调节机构5根据智控单元7的控制，使得电磁阀开启，发生压力变化，进而完成压力的升降。

在另一种优选实施例中，所述压力调节机构5还可以由波纹管和驱动部件52组成，波纹管与气体密度继电器本体1的压力检测器密封连接在一起，组成一个可靠的密封腔体。压力调节机构5根据智控单元7的控制，使得驱动部件52推动波纹管发生体积变化，进而密封腔体发生体积变化，从而完成压力升降。

在另一种优选实施例中，所述压力调节机构5还可以由气室、加热元件、保温件组成，气室的外部(也可以是内部)带有加热元件，通过加热，导致温度的变化，进而完成压力的升降。

当然，压力调节机构5还可以有多种其它形式，不限于上述所列举的，其它能够实现压力升降功能的机构也均涵盖在本申请的保护范围内。

通过该压力调节机构5调节压力，使得气体密度继电器本体1的信号发生器发生接点动作，接点动作通过在线校验接点信号采样单元6传递到智控单元7，智控单元7根据气体密度继电器本体1发生接点动作时的气体密度值，或者根据压力值以及温度值换算成对应的气体密度值，检测到气体密度继电器的报警和/或闭锁接点信号动作值和/或返回值，完成气体密度继电器的校验工作。或者只要检测得到报警和/或闭锁接点动作值，完成气体密度继电器的校验工作。

实施例五：

如图5所示，本实施例较实施例四增加了补气接口10和自封阀11。所述自封阀11的一端密封连接于电气设备上，所述自封阀11的另一端通过连接管与气体流量限流件4的一端、补气接口10相连通。

实施例六：

如图6所示，一种具有在线自校验功能的气体密度继电器或气体密度监测装置，与实施例四有区别的是：所述气体流量限流件4的另一端通过连接管连接所述压力调节机构5的气路，从而将所述气体流量限流件4与所述气体密度继电器本体1的基座、压力检测器相连通。当然，本实施例六也可以增加补气接口和自封阀。例如，所述自封阀的一端密封连接于电气设备上，所述自封阀的另一端通过连接管与气体流量限流件4的一端、补气接口相连通。如果气体流量限流件4采用气体流量控制器，气体流量限流件4与智控单元7相连接，通过智控单元7完成对气体流量限流件4的控制。

实施例七：

如图7所示，一种具有在线自校验功能的气体密度继电器或气体密度监测装置，包括：气体密度继电器本体1、压力传感器2、温度传感器3、气体流量限流件4、压力调节机构5、在线校验接点信号采样单元6、智控单元7。气体流量限流件4的一端通过电气设备连接接头密封连接于电气设备上，气体流量限流件4的另一端与气体密度继电器本体1的基座、压力传感器2、压力调节机构5相连通。压力传感器2、温度传感器3、气体流量限流件4、压力调节机构5设置在气体密度继电器本体1的壳体后侧。在线校验接点信号采样单元6和智控单元7设置在电气设备连接接头上。压力传感器2通过气体密度继电器本体1的基座，在气路上与压力检测器相连通；压力调节机构5与气体密度继电器本体1的压力检测器相连通。所述压力传感器2、温度传感器3、压力调节机构5分别与智控单元7相连接。与实施例三不同的是，所述压力传感器2、温度传感器3、气体流量限流件4、压力调节机构5设置在气体密度继电器本体1的壳体后侧。所述气体流量限流件4由分子筛构成。

一种具有在线自校验功能的气体密度继电器一般指的是其组成元件设计成一体结构；而气体密度监测装置一般指的是其组成元件设计成分体结构，灵活组成。

综上所述，本发明提供的一种具有在线自校验功能的气体密度继电器及其校验方法，由气路(可以通过管路)连接部分、压力调节部分、信号测量控制部分等组成，主要功能是对环境温度下的气体密度继电器的接点信号(报警/闭锁动作时的压力值)进行在线校验测量，并自动换算成20℃时的对应压力值，在线实现对气体密度继电器的接点(报警和闭锁)值的性能检测。其气体密度继电器本体1、压力传感器2、温度传感器3、压力调节机构5、气体流量限流件4、在线校验接点信号采样单元6、智控单元7的安装位置可以灵活组合。例如：气体密度继电器本体1、压力传感器2、温度传感器3、在线校验接点信号采样单元6、智控单元7可以组合在一起，一体化设计，也可以分体设计；可以安装在壳体上、或多通接头上，也可以通过连接管连接在一起。气体流量限流件4可以与电气设备8直接相连接，也可以通过自封阀、或气管连接。压力传感器2、温度传感器3、在线校验接点信号采样单元6、智控单元7可以组合在一起，一体化设计；压力传感器2、温度传感器3可以组合在一起，一体化设计；在线校验接点信号采样单元6、智控单元7可以组合在一起，一体化设计。总之，结构不拘一格。

具有在线自校验功能的气体密度继电器，在高温、低温、常温、20℃环境温度校验密度继电器接点时，对其误差判定要求可以是不一样的，具体可以根据温度的要求，按照相关标准实施；能够根据密度继电器在不同的温度下，不同的时间段进行其误差性能的比较。即不同时期，相同温度范围内的比较，作出判定密度继电器的性能。具有历史各个时期的比对、历史与现在的比对。还可以对密度继电器本体进行体检。必要时，可以随时对密度继电器接点信号进行校验；具有气体密度继电器本体、所监测的电气设备的密度值的是否正常进行判定。即可以对电气设备本身的密度值、气体密度继电器本体、压力传感器、温度传感器进行正常和异常的判定和分析、比较，进而实现对电气设备气体密度监控、密度继电器本体等状态进行判定、比较、分析；还对气体密度继电器的接点信号状态进行监测，并把其状态实施远传。可以在后台就知道气体密度继电器的接点信号状态：断开的还是闭合的，从而多一层监控，提高可靠性；还能够对气体密度继电器本体的温度补偿性能进行检测，或检测和判定；还能够对气体密度继电器本体的接点接触电阻进行检测，或检测和判定；还对气体密度继电器本体的绝缘性能进行检测，或检测和判定。所述气体流量限流件为包括、但不限于毛细管、和/或气体流量控制器、或为微孔件、或为分子筛中的一种。所述气体流量限流件设置在气体密度继电器本体上，或设置在压力调节机构上，或惯性气室上。

本申请结构布置紧凑、合理，各部件具有良好的防锈、防震能力，安装牢固，使用可靠。气体密度继电器各管路的连接、拆装易于操作，设备和部件方便维修。本申请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。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。