电气设备泄漏在线监测装置的制作方法

[0001]
本公开涉及电气设备检测领域，特别涉及一种电气设备泄漏在线监测装置。


背景技术：

[0002]
气体绝缘设备因其结构紧凑、受环境因素影响小、运行安全可靠性高等优点，是现代电网不可替代的关键输变电设备之一。密度是绝缘气体的一个重要物理参数，常被作为检验电气设备是否泄漏的重要技术指标，密度下降会使绝缘气体电气性能降低，进而危害设备的安全运行。因此，为了保障气体绝缘设备的安全稳定运行，设备内气体密度的监测尤为重要。


技术实现要素：

[0003]
发明人通过研究发现：相关技术常用的sf6气体密度继电器是带温度补偿功能的压力表。现场运行的sf6气体密度继电器因不常动作，工作一段时期后常出现动作不灵活、触点接触不良等现象，有时还会因密度继电器温度补偿性能差，当环境温度突变时可能导致sf6密度继电器误动作。而且，电气设备中绝缘气体的泄漏是一个非常缓慢的过程，gb50150-2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》要求：sf6组合电器设备年泄漏率不大于1％。而sf6密度继电器最高精度只有0.1％，无法实时感测到设备的泄漏，设备发生较长时间的泄漏，密度继电器才感测到密度的变化；当泄漏量大到密度继电器发生报警时，已经危害到设备的安全稳定运行。因此，开发一种高灵敏度的绝缘气体电气设备泄漏在线监测装置和方法，对气体绝缘设备状态监测至关重要。
[0004]
鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种电气设备泄漏在线监测装置可以实时监测电气设备内绝缘气体密度。
[0005]
根据本公开的一个方面，提供一种电气设备泄漏在线监测装置，包括测量单元、振荡电路和控制电路，其中：
[0006]
测量单元与振荡电路连接，振荡电路与控制电路连接；
[0007]
测量单元内设置有参比气室和测量气室，其中，测量单元内除参比气室外的空间为测量气室，在电气设备泄漏在线监测装置与电气设备连接的情况下，电气设备内的待测气体导入测量气室，测量单元包括参数相同的第一石英晶体传感器和第二石英晶体传感器，第一石英晶体传感器设置在参比气室中，第二石英晶体传感器设置在测量气室中。
[0008]
在本公开的一些实施例中，第一石英晶体传感器和第二石英晶体传感器中的每一个石英晶体传感器的石英晶体振荡片两面涂敷金属材料。
[0009]
在本公开的一些实施例中，石英晶体振荡片是由特殊的切割工艺加工而成，不受力的情况下，石英晶体内部每个晶格均呈正六边形。
[0010]
在本公开的一些实施例中，第一石英晶体传感器和第二石英晶体传感器均为石英晶体微天平。
[0011]
在本公开的一些实施例中，振荡电路包括第一晶体振荡电路和第二晶体振荡电
路，其中：
[0012]
第一晶体振荡电路与第一石英晶体传感器连接；
[0013]
第二晶体振荡电路与第二石英晶体传感器连接。
[0014]
在本公开的一些实施例中，所述第一晶体振荡电路和第二晶体振荡电路均为并联型谐振电路。
[0015]
在本公开的一些实施例中，控制电路包括第一测频电路、第二测频电路和差频电路，其中：
[0016]
第一测频电路与第一晶体振荡电路连接，获取第一石英晶体传感器的第一谐振频率；
[0017]
第二测频电路与第二晶体振荡电路连接，获取第二石英晶体传感器的第二谐振频率。
[0018]
在本公开的一些实施例中，控制电路还包括差频电路和控制器，其中：
[0019]
差频电路分别与第一测频电路和第二测频电路连接；
[0020]
控制器与差频电路连接，用于根据第一谐振频率和第二谐振频率的差值确定电气设备是否发生泄漏。
[0021]
在本公开的一些实施例中，测量单元还包括参数相同的第一介电常数检测设备和第二介电常数检测设备；
[0022]
第一介电常数检测设备设置在参比气室中，用于获取参比气室内参比气体的介电常数；
[0023]
第二介电常数检测设备设置在测量气室中，用于获取测量气室内待测气体的介电常数；
[0024]
控制器分别与第一介电常数检测设备和第二介电常数检测设备连接，用于根据参比气体介电常数与待测气体介电常数的差值绝对值确定电气设备是否发生泄漏。
[0025]
在本公开的一些实施例中，所述电气设备泄漏在线监测装置还包括电传动单元、显示器和数据远传单元，其中：
[0026]
控制电路与电传动单元连接，电传动单元与显示器连接；
[0027]
数据远传单元与电传动单元连接。
[0028]
本公开可以实时监测电气设备内绝缘气体是否发生泄漏，检测速度快、灵敏度高。
附图说明
[0029]
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]
图1为本公开电气设备泄漏在线监测装置一些实施例的示意图。
[0031]
图2为本公开一些实施例中振荡电路和控制电路的示意图。
[0032]
图3为本公开一些实施例中晶体振荡电路的示意图。
[0033]
图4为本公开另一些实施例中晶体振荡电路的示意图。
[0034]
图5为本公开一些实施例中差频电路的示意图。
[0035]
图6为本公开电气设备泄漏在线监测装置另一些实施例的示意图。
具体实施方式
[0036]
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0037]
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
[0038]
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
[0039]
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0040]
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0041]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0042]
图1为本公开电气设备泄漏在线监测装置一些实施例的示意图。如图1所示，本公开电气设备泄漏在线监测装置可以包括测量单元3、振荡电路7和控制电路8，其中：
[0043]
测量单元3与振荡电路7连接，振荡电路7与控制电路8连接。
[0044]
测量单元3包括参数相同的第一石英晶体传感器5和第二石英晶体传感器6。测量单元3内设置有参比气室4，测量单元3内除参比气室4外的空间为测量气室，第一石英晶体传感器5设置在参比气室4中，第二石英晶体传感器6设置在测量气室中。
[0045]
电气设备泄漏在线监测装置2与电气设备1连接，电气设备1内的待测气体导入测量气室，由此可以实现对电气设备1内待测气体当前的第一密度值的测量。
[0046]
在本公开的一些实施例中，电气设备泄漏在线监测装置2可以为密度表，密度表是电气设备1的外接设备，密度表通过管道与电气设备1连接，密度表内部空间与电气设备1内气体相通。
[0047]
在本公开的一些实施例中，测量单元3中第一石英晶体传感器5和第二石英晶体传感器6是核心部件。
[0048]
在本公开的一些实施例中，第一石英晶体传感器5和第二石英晶体传感器6中的每一个石英晶体传感器均类似三明治夹心结构，即在石英晶体振荡片两面涂敷金属材料。
[0049]
在本公开的一些实施例中，石英晶体振荡片是由特殊的切割工艺加工而成；不受力的情况下，石英晶体内部每个晶格均呈正六边形。
[0050]
在本公开的一些实施例中，石英晶体振荡片的金属电极表面也可涂敷其他镀膜，实现对不同气体的特异性检测。
[0051]
在本公开的一些实施例中，电气设备1可以为气体绝缘设备。
[0052]
在本公开的一些实施例中，待测气体可以为气体绝缘设备中的sf6气体或其他绝
缘气体。
[0053]
在本公开的一些实施例中，待测气体可以为单一气体或混合气体。
[0054]
在本公开的一些实施例中，参比气室内的参比气体可以为与待测气体原始组成相同的参比气体。
[0055]
在本公开的另一些实施例中，参比气室内的参比气体可以为真空。
[0056]
在本公开的一些实施例中，第一石英晶体传感器5和第二石英晶体传感器6可以采用qcm(quartz crystal microbalance，石英晶体微天平)。石英晶体微天平是一种非常灵敏的质量检测方式，其检测灵敏度可达纳克级。基于qcm传感器的分析仪器主要应用于生物分子相互作用、高分子材料吸附、电化学沉积分析、生物医学研究等高尖端领域。相关技术石英晶体微天平没有应用在气体密度测量方面。
[0057]
本公开上述实施例选择振荡电路法作为石英晶体传感器信号测量的方法，由于实际使用过程中，石英晶体传感器会受温度、湿度等非质量因素的影响，给系统带来了一些不可忽视的误差。为此，系统除敏感石英晶体传感器外另增加了参比石英晶体传感器，用以减少非质量因素引起的误差，确保测量结果准确、可靠。
[0058]
在本公开的一些实施例中，控制电路8可以用于在电气设备泄漏在线监测装置与电气设备连接，电气设备内的待测气体导入设备气室的情况下，通过第一石英晶体传感器5获取在参比气室4内参比气体的第一谐振频率，通过第二石英晶体传感器6获取在设备气室内待测气体的第二谐振频率，其中，第一石英晶体传感器5和第二石英晶体传感器6的参数相同；根据第一谐振频率和第二谐振频率的差值确定电气设备是否发生泄漏。
[0059]
在本公开的一些实施例中，控制电路8还可以用于根据第一谐振频率和第二谐振频率的差值确定参比气体第一密度值和待测气体第一密度值的差值绝对值；在参比气体第一密度值和待测气体第一密度值的差值绝对值大于第一预定阈值的情况下，对外发出第一泄漏警报。
[0060]
在本公开的一些实施例中，控制电路8还可以用于获取参比气体第一密度值；根据参比气体第一密度值、参比气体第一密度值和待测气体第一密度值的差值绝对值确定待测气体的第一密度值。
[0061]
在本公开的一些实施例中，如图1所示，所述电气设备泄漏在线监测装置还可以包括电传动单元9和显示器10，其中：
[0062]
控制电路8与电传动单元9连接，电传动单元9与数据显示单元10连接。
[0063]
显示器10，用于显示当前待测气体当前的第一密度值和第一泄漏警报。
[0064]
在本公开的一些实施例中，如图1所示，所述电气设备泄漏在线监测装置还可以包括数据远传单元，其中：
[0065]
显示器10也可以作为数据远传单元。
[0066]
数据远传单元与电传动单元9连接，用于将当前待测气体当前的第一密度值和第一泄漏警报上传至监控后台。
[0067]
基于本公开上述实施例提供的电气设备泄漏在线监测装置，是一种基于石英晶体微天平的气体电气设备泄漏在线监测装置，石英晶体微天平可以通过测量气室内绝缘介质的谐振频率变化，监测待测气体的密度变化，从而判断待测气体是否发生泄漏，从而可以实现气体绝缘设备等电气设备内sf6气体或其他绝缘气体密度的实时监测，检测速度快、灵敏
度高。
[0068]
图2为本公开一些实施例中振荡电路和控制电路的示意图。如图2所示，图1实施例的振荡电路7可以包括第一晶体振荡电路71和第二晶体振荡电路72，其中：
[0069]
第一晶体振荡电路71与第一石英晶体传感器5连接。
[0070]
第二晶体振荡电路72与第二石英晶体传感器6连接。
[0071]
在本公开的一些实施例中，所述第一晶体振荡电路71和第二晶体振荡电路72均为并联型谐振电路。
[0072]
图3为本公开一些实施例中晶体振荡电路的示意图。如图3所示，该第一晶体振荡电路71和第二晶体振荡电路72均为并联型谐振电路，在并联型谐振电路中，石英晶体传感器等效为一个电感，工作于串联谐振频率和并联谐振频率之间，并且与外接的电容构成了lg三点式振荡器。振荡器的频率由电路中的选频回路决定，包括电容c1、c2和石英晶体(主要由晶体决定)。
[0073]
在本公开的一些实施例中，本公开晶体振荡电路的反相器u1和u2可以为74hc04，它是一个3级反相器，即带有缓冲器。因此，使用74hcu04输出的波形边沿比较陡峭。由于本实用新型采用的晶振电路中的反相器属于高速cmos 74hc系列，因此该电路容易产生寄生振荡。为了抑制寄生振荡，降低环路增益，需要接入阻尼电阻r2。
[0074]
在本公开的一些实施例中，如图3所示，电阻r1可以为2.2m欧姆，阻尼电阻r2可以为5.6k欧姆，电容c1、c2分别为68pf。
[0075]
图4为本公开另一些实施例中晶体振荡电路的示意图。第一晶体振荡电路71和第二晶体振荡电路72均为如图4所示的自激振荡器电路，即，qcm在其qcm谐振频率下振荡工作。如图4所示，自激振荡电路通常是由放大电路、正反馈网络、选频网络三部分组成.本公开上述实施例将qcm接到高速运算比较器的正相输入端和输出端之间,作为正反馈网络的主要组成部分,具体电路如图4所示。本公开上述实施例的电路中,只有在qcm的谐振频率下,电路才满足自激振荡条件,因而振荡电路输出信号的频率为qcm的谐振频率。
[0076]
在本公开的一些实施例中，如图2所示，图1实施例的控制电路8可以包括第一测频电路81、第二测频电路82、差频电路83和控制器84，其中：
[0077]
第一测频电路81与第一晶体振荡电路71连接，用于获取第一石英晶体传感器在参比气室的第一谐振频率，其中，参比气室内，石英晶体的第一谐振频率是定值，用来作为第二石英晶体传感器的第二谐振频率的检测基准。
[0078]
第二测频电路82与第二晶体振荡电路72连接，用于实时获取第二石英晶体传感器在测量气室内待测气体环境下的第二谐振频率。
[0079]
差频电路83分别与第一测频电路81和第二测频电路82连接，用于获取第二石英晶体传感器的第二谐振频率、第一石英晶体传感器的第一谐振频率的频率差信号。
[0080]
控制电路84与差频电路83连接，用于根据频率差信号确定判断电气设备内的待测气体是否发生泄漏。
[0081]
在本公开的一些实施例中，图2实施例的第一测频电路81和第二测频电路82可以包括信号放大电路、整形电路、cpld(complex programmable logic device，复杂可编程逻辑器件)、波段开关和单片机，其中：
[0082]
晶体振荡电路的传感器输出信号经过信号放大与整形等预处理后变为方波信号，
然后再进行频率测量。测频部分采用cpld进行分频并利用c8051f34单片机进行频率测量。本公开上述实施例设计的电路具有集成度高、高速和高可靠性的特点。本公开上述实施例频率的测量范围达到0.1hz～10mhz，测量误差保持在千分之一。在设计中采用单片机进行测频，单片机外接的晶振可以为系统提供基准时间，利用汇编语言对单片机进行编程，使其对被测频率信号进行计数。本公开上述实施例利用复杂可编程逻辑器件cpld进行分频，本公开上述实施例不仅使测量精度提高，而且可以提高测量频率上限。
[0083]
图5为本公开一些实施例中差频电路的示意图。图2实施例的差频电路83可以由d触发器组成的简易差频电路，仅用一个d触发器就可获得两列方波信号频率差，十分简单和方便。将第二测频电路82和第一测频电路81的输出信号分别输入d触发器的d端和触发端vck，那么d触发器的输出信号vout分别为第二石英晶体传感器的第二谐振频率、第一石英晶体传感器的第一谐振频率的频率差信号。
[0084]
在本公开的一些实施例中，图2实施例的控制器84可以包括数据采集卡和控制模块，其中：
[0085]
数据采集卡，用于采集差频电路83输出的第二石英晶体传感器的第二谐振频率、第一石英晶体传感器的第一谐振频率的频率差信号。
[0086]
控制模块，用于根据数据采集卡采集的频率差信号确定电气设备内的待测气体是否发生泄漏。
[0087]
在本公开的一些实施例中，所述控制模块可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制电路(plc)、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。
[0088]
在本公开的一些实施例中，控制模块可以用于根据第一谐振频率和第二谐振频率的差值确定参比气体第一密度值和待测气体第一密度值的差值绝对值；判断参比气体第一密度值和待测气体第一密度值的差值绝对值是否大于第一预定阈值；在参比气体第一密度值和待测气体第一密度值的差值绝对值大于第一预定阈值的情况下，对外发出第一泄漏警报。
[0089]
在本公开的一些实施例中，在参比气室内的参比气体为与待测气体原始组成相同的参比气体的情况下，第一预定阈值可以为0。
[0090]
在本公开的一些实施例中，控制模块可以用于根据两个谐振频率的差值
△
f与参比气体第一密度值和待测气体第一密度值的差值绝对值(泄漏气体的气体密度)δρ的关系式(1)确定参比气体第一密度值和待测气体第一密度值的差值绝对值δρ。
[0091][0092]
公式(1)中，a、b均为常数，与待测气体有关；c为系统的偏移量，也是常数。
[0093]
在本公开的一些实施例中，在参比气体为真空的情况下，由于参比气体密度为0，参比气体第一密度值和待测气体第一密度值的差值绝对值δρ为待测气体的第一密度值ρ1。
[0094]
在本公开的一些实施例中，公式(1)是通过公式(2)推导处理的，公式(2)为石英晶体谐振频率f与石英晶体传感器质量m
g
和被测介质质量(待测气体质量)m
c
之间的关系。
[0095][0096]
在本公开的一些实施例中，控制模块可以用于确定根据第一测频电路81确定的第一石英晶体的固有谐振频率，即，第一谐振频率f1，确定参比气体质量m
c
和第一石英晶体传感器5的质量m
g1
，其中第一石英晶体传感器5的处于参比气体中，具体如公式(3)所示，其中在参比气体为真空中时，m
c
＝0。
[0097][0098]
在本公开的一些实施例中，控制模块可以用于确定根据第二测频电路82确定的第二石英晶体传感器6的谐振频率f2，确定待测气体质量m
c
和第二石英晶体传感器6的质量m
g2
，其中，被测介质质量m
c
≠0，第一石英晶体传感器5的质量m
g1
和第二石英晶体传感器6的质量m
g2
相等，具体如公式(4)所示。
[0099][0100]
由此，通过公式(3)和(4)相减可以得到两个谐振频率的差值
△
f参比气体第一密度值和待测气体第一密度值的差值绝对值(泄漏气体的气体密度)δρ的关系式(1)。
[0101]
在本公开的一些实施例中，控制模块还可以用于控制模块可以用于根据公式(3)确定参比气体的质量，进而确定参比气体密度；根据参比气体第一密度值和待测气体第一密度值的差值绝对值、以及参比气体密度，确定待测气体的第一密度值ρ1。
[0102]
在本公开的一些实施例中，控制模块还可以用于通过电传动单元将待测气体当前的第一密度值和第一泄漏警报发送给数据显示单元和数据远传单元。
[0103]
基于本公开上述实施例提供的电气设备泄漏在线监测装置，可以基于石英晶体的压电效应，通过测量石英晶体振荡电路的频率变化，得到气体的密度变化，从而可以准确判断电气设备是否发生泄漏，从而真正实现气体的密度实时监测。
[0104]
本公开上述实施例当石英晶体振荡密度传感器处于密闭系统，即气室内气体压力和成分未发生变化时，石英晶体的振荡频率不会发生变化；当气室内气体发生微泄漏时，石英晶体的振荡频率发生改变，从而可以灵敏地监测气体绝缘设备内绝缘气体的泄露，并可以灵敏地监测到气室内绝缘气体的密度变化。
[0105]
图6为本公开电气设备泄漏在线监测装置另一些实施例的示意图。与图1实施例相比，图6实施例的电气设备泄漏在线监测装置2也包括测量单元3、振荡电路单元7、控制电路8、电传动单元9和显示器10。与图1实施例相比，图6实施例的电气设备泄漏在线监测装置的测量单元3还可以包括第一介电常数检测设备11和第二介电常数检测设备12，其中：
[0106]
第一介电常数检测设备11设置在参比气室4中，用于获取参比气室内参比气体的介电常数。
[0107]
第二介电常数检测设备12设置在测量气室中，用于获取测量气室内待测气体的介电常数，其中，第一介电常数检测设备和第二介电常数检测设备的参数相同。
[0108]
在本公开的一些实施例中，所述第一介电常数检测设备11和第二介电常数检测设备12可以实现为电容器或类似的仪器。
[0109]
在本公开的一些实施例中，所述电容器包括两个电极与介于电极间的绝缘介质所
构成，其中绝缘介质为待测气体，例如sf6气体、sf6混合气体或者其他绝缘气体。
[0110]
控制电路8分别与第一介电常数检测设备11和第二介电常数检测设备12连接。
[0111]
控制电路8，用于根据参比气体介电常数和待测气体介电常数确定参比气体第二密度值和待测气体第二密度值；判断参比气体第二密度值和待测气体第二密度值的差值绝对值是否大于第二预定阈值；在参比气体第二密度值和待测气体第二密度值的差值绝对值大于第二预定阈值的情况下，对外发出第二泄漏警报。
[0112]
在本公开的一些实施例中，所述第二预定阈值可以为0。
[0113]
在本公开的一些实施例中，参比气体可以为与待测气体原始组成相同的参比气体。
[0114]
在本公开的另一些实施例中，参比气体可以为真空。
[0115]
在本公开的一些实施例中，待测气体可以为单一气体或混合气体。
[0116]
在本公开的一些实施例中，第一介电常数检测设备和第二介电常数检测设备采用电容器的情况下，控制电路8可以包括测量电桥。
[0117]
在本公开的一些实施例中，由于参比气室和测量气室充装完全一样的待测气体，参比气室与测量气室中气体的介电常数ε一样，两个电容器处于平衡状态，连接的测量电桥示值为0。一旦测量气室发生泄漏，这种平衡被打破，介电常数差
△
ε随之发生改变。介电常数的差值越大，说明气体泄漏得越多。
[0118]
在本公开的一些实施例中，如果温度发生变化，由于电容值相同，测量电桥示值不会发生变化。
[0119]
在本公开的一些实施例中，控制电路8可以用于根据待测气体介电常数确定待测气体的第二密度值。
[0120]
在本公开的一些实施例中，控制电路8可以用于在待测气体为单一气体的情况下，采用公式(5)根据待测气体介电常数确定待测气体的第二密度值，根据参比气体介电常数确定参比气体第二密度值。公式(5)中，k为气体常数，每种气体k值皆不同；ρ为待测气体当前的第二密度值的情况下，ε为待测气体介电常数。公式(5)中，在ρ为参比气体密度的情况下，ε为参比气体介电常数。
[0121][0122]
在本公开的一些实施例中，在待测气体为混合气体的情况下，控制电路8可以用于根据待测气体介电常数和待测气体中每一单一气体的比例确定待测气体的第二密度值；根据参比气体介电常数和参比气体中每一单一气体的比例确定参比气体第二密度值。
[0123]
在本公开的一些实施例中，在待测气体为二元混合气体a/b的情况下，控制电路8可以用于采用公式(6)，根据待测气体介电常数和待测气体中每一单一气体的比例确定待测气体的第二密度值；根据参比气体介电常数和参比气体中每一单一气体的比例确定参比气体第二密度值。
[0124][0125]
公式(6)中，k
a
和k
b
分别为气体a和气体b的气体常数，x和1-x为混合气体中气体a和气体b的含量比例；ρ为待测气体当前的第二密度值的情况下，ε为待测气体介电常数。另外，
ρ为参比气体密度的情况下，ε为参比气体介电常数。
[0126]
在本公开的一些实施例中，在待测气体为二元混合气体sf6/n2的情况下，控制电路8可以用于采用公式(7)，根据待测气体介电常数和待测气体中每一单一气体的比例确定待测气体的第二密度值；根据参比气体介电常数和参比气体中每一单一气体的比例确定参比气体第二密度值。
[0127][0128]
公式(7)中，和分别为气体sf6和气体n2的气体常数，x和1-x为混合气体中气体sf6和气体n2的含量比例；ρ为待测气体当前的第二密度值的情况下，ε为待测气体介电常数。在ρ为参比气体密度的情况下，ε为参比气体介电常数。
[0129]
在本公开的一些实施例中，控制电路8还可以用于在电气设备泄漏在线监测装置与电气设备连接，电气设备内的待测气体导入设备气室的情况下，通过第一石英晶体传感器5获取在参比气室4内参比气体的第一谐振频率，通过第二石英晶体传感器6获取在设备气室内待测气体的第二谐振频率，其中，第一石英晶体传感器5和第二石英晶体传感器6的参数相同；根据第一谐振频率和第二谐振频率确定待测气体当前的第一密度值；根据第一谐振频率和第二谐振频率的差值确定参比气体第一密度值和待测气体第一密度值的差值绝对值；判断参比气体第一密度值和待测气体第一密度值的差值绝对值是否大于第一预定阈值；在参比气体第一密度值和待测气体第一密度值的差值绝对值大于第一预定阈值的情况下，对外发出第一泄漏警报。
[0130]
在本公开的一些实施例中，控制电路8还可以用于在参比气体第二密度值和待测气体第二密度值大于第二预定阈值、且参比气体第一密度值和待测气体第一密度值的差值绝对值大于第一预定阈值的情况下，对外发出第三泄漏警报并指示电气设备停止工作。
[0131]
在本公开的一些实施例中，第三泄漏警报的等级高于第二报警信息，第二泄漏警报的等级高于第一泄漏警报。
[0132]
在本公开的一些实施例中，如图6所示，所述电气设备泄漏在线监测装置还可以包括电传动单元9和显示器10，其中：
[0133]
控制电路8与电传动单元9连接，电传动单元9与数据显示单元10连接。
[0134]
显示器10，用于显示待测气体当前的第一密度值、待测气体当前的第二密度值、第一泄漏警报、第二泄漏警报和第三泄漏警报等信息中的至少一项。
[0135]
在本公开的一些实施例中，如图6所示，所述电气设备泄漏在线监测装置还可以包括数据远传单元，其中：
[0136]
显示器10也可以作为数据远传单元。
[0137]
数据远传单元与电传动单元9连接，用于将待测气体当前的第一密度值、待测气体当前的第二密度值、第一泄漏警报、第二泄漏警报和第三泄漏警报等信息中的至少一项上传至监控后台。
[0138]
在本公开的一些实施例中，所述电气设备泄漏在线监测装置还可以包括压力传感器和温度传感器，其中：
[0139]
压力传感器和温度传感器分别于控制电路连接。
[0140]
压力传感器和温度传感器色设置于测量气室，用于获取待测气体的温度t、压力p。
[0141]
控制电路，用于在待测气体为混合气体的情况下，根据待测气体的温度t、压力p和待测气体密度获取混合气体的比例，其中，待测气体密度可以为待测气体当前的第一密度值或待测气体当前的第二密度值。
[0142]
在本公开的一些实施例中，控制电路可以用于在待测气体为二元混合气体的情况下，所述根据待测气体的温度t、压力p和待测气体密码获取混合气体的比例的步骤可以包括：根据公式(8)获取二元混合气体中两种气体的比例，其中，ρ为待测气体当前的第一密度值或待测气体当前的第二密度值，m1和m2分别为二元混合气体中两种气体的摩尔质量。
[0143][0144]
基于本公开上述实施例提供的电气设备泄漏在线监测装置，可以通过石英晶体微天平测量气室内绝缘介质的谐振频率变化、和通过监测待测气体介电常数变化两种方式进行气体电气设备泄漏在线监测，从而可以实现气体绝缘设备等电气设备内sf6气体或其他绝缘是否发生泄漏的实时监测，在通过石英晶体微天平监测到电气设备内绝缘气体发生泄漏的情况下，对外发出第一泄漏警报；在通过监测待测气体介电常数监测到电气设备内绝缘气体发生泄漏的情况下，对外发出第二泄漏警报；在参比气体第二密度值和待测气体第二密度值大于第二预定阈值、且参比气体第一密度值和待测气体第一密度值的差值绝对值大于第一预定阈值的情况下，对外发出第三泄漏警报并指示电气设备停止工作。
[0145]
本公开采用通过石英晶体微天平测量气室内绝缘介质的谐振频率变化确定待测气体是否发生泄漏的灵敏度更高，在电气设备的绝缘气体有少量泄漏的情况下就可以监测到，因此对外发出第一报警信息。
[0146]
本公开通过监测待测气体介电常数变化的方式判断待测气体是否发生泄漏灵敏度低于石英晶体微天平测量的方式，因此，在通过气体介电常数监测到绝缘气体泄漏的情况下，绝缘气体的泄漏程度更严重，因此对外发出第二报警信息。
[0147]
本公开通过石英晶体微天平测量气室内绝缘介质的谐振频率变化、和通过监测待测气体介电常数两种方式进行电气设备气体泄漏在线监测，由此可以在一种监测方式出现故障的情况下，也可以实时监测气体密度。
[0148]
至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0149]
本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。