基于太阳能供电的六氟化硫气体三合一传感器的制作方法

1.本实用新型涉及变电站监测技术领域，具体涉及基于太阳能供电的六氟化硫气体三合一传感器。


背景技术：

2.组合电器(gis)的安全稳定运行对电力系统至关重要，是提高供电安全性，满足供电可靠性的根本要求。其中，六氟化硫设备六氟化硫密度继电器(六氟化硫密度表)常态下，sf6气体无色无味，有良好的绝缘性能和灭弧性能，在变电站中的使用量非常大，尤其是现在的变电站配电柜上装设了非常多的小型的六氟化硫密度继电器；六氟化硫密度继电器通过将压力值换算成密度值来监控六氟化硫设备的六氟化硫气体密度和压力。
3.断路器是户外设备，当气温骤降时，sf6气体过量水可能会凝结在固体介质表面而发生闪络，严重时造成断路器发生爆炸事故。纯净sf6气体，在运行中，受电弧放电或高温后，会分解成单体的氟、硫和氟硫化合物，电弧消失后会又化合成稳定的sf6气体。
4.现有对六氟化硫设备的监测仅仅是对压力(以及换算后的密度值)的监测，当六氟化硫气体中含有水分时，未能及时进行监测，出现的氟硫化合物会与水反应生成腐蚀性很强的氢氟酸、硫酸和其他毒性很强的化学物质等，危及维护人员的生命安全，对断路器的绝缘材料或金属材料造成腐蚀，使绝缘劣化，甚至发生设备爆炸，并且对于变电站六氟化硫监测设备常设置于室外，供电不方便。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了基于太阳能供电的六氟化硫气体三合一传感器。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.基于太阳能供电的六氟化硫气体三合一传感器，包括：
8.外壳；
9.连接座块，设置于外壳的底部用于与待监测设备连接口连接；
10.检测传感器组件，包括密封壳体、压力传感器、温度传感器和湿度传感器，所述压力传感器、温度传感器和湿度传感器设置于外壳内部设置于所述密封壳体内部，所述密封壳体设置穿线孔，所述穿线孔上设置密封垫；
11.太阳能控制板，包括太阳能电路板和太阳能板，所述太阳能电路板通过固定支架与密封壳体连接，所述太阳能板与太阳能电路板垂直固定；
12.监测控制板，所述监测控制板上设置微控制器、信号采集模块、无线通信模块、电源模块和显示模块，所述信号采集模块和电源模块的输出端连接微控制器，所述微控制器的输出端连接无线通信模块和显示模块；
13.所述太阳能电路板的输出端与电源模块连接，所述监测控制板与太阳能板的另一端连接，监测控制板与太阳能电路板平行设置，所述监测控制板的上表面设置显示模块；
14.罩体，设置于太阳能控制板和监测控制板的外侧并与外壳连接。
15.作为本实用新型的进一步技术方案为，所述罩体与外壳通过螺纹连接，所述外壳上设置凸台，所述凸台上设置外螺纹，所述罩体的开口处内侧设置与凸台上的外螺纹配合的内螺纹。
16.作为本实用新型的进一步技术方案为，所述连接座块上设置绝缘防盗螺母，所述绝缘防盗螺母内侧设置第一内螺纹和第二内螺纹，所述第一内螺纹与第二内螺纹的螺旋方向相反，所述第一内螺纹与连接座块端部的外螺纹连接，所述第二内螺纹用于与设备连接口的外螺纹连接。
17.作为本实用新型的进一步技术方案为，所述连接座块与外壳之间设置第一密封圈，所述密封壳体与外壳之间设置第二密封圈，所述罩体与外壳之间设置第三密封圈。
18.作为本实用新型的进一步技术方案为，所述罩体包括由透光聚碳酸酯材料制作的侧边和由透波材料制作的端面组成的罩体。
19.作为本实用新型的进一步技术方案为，所述外壳、罩体为圆柱体结构，所述太阳能电路板为圆环结构，所述监测控制板为圆板结构。
20.作为本实用新型的进一步技术方案为，所述太阳能板设置八个，以太阳能电路板垂直方向的中轴线为中心轴垂直布设在太阳能电路板上。
21.作为本实用新型的进一步技术方案为，所述电源模块为型号er32l100的可充电锂电池。所述电源模块设置在监测控制板的下表面并与监测控制板电连接。
22.作为本实用新型的进一步技术方案为，所述微控制器为stm32l051k8u6型号的处理器，所述显示模块为lcd显示屏。
23.作为本实用新型的进一步技术方案为，所述无线通信模块包括 lora1268-470型号的lora芯片和lora天线。
24.本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
25.1、本实用新型通过设置温度传感器、压力传感器和湿度传感器对六氟化硫设备进行监测，通过压力传感器获取六氟化硫的压力从而计算出六氟化硫的气体密度，通过六氟化硫气体密度判断是否需要对六氟化硫设备进行充气，通过湿度传感器对六氟化硫气体的含水量进行检测，当含水量达到检测设定值时，则进行报警提醒，防止发生故障；
26.2、通过连接座块与六氟化硫设备的设备连接口连接，连接座块与原有的设备连接口配合，在不改变设备连接口的前提下，增加对六氟化硫气体中微水的监测；
27.3、采用太阳能控制板，通过光能发电实现供电，适用于室外安装环境，不需要敷设电缆，安装简单方便；
28.4、通过显示模块将检测的信息显示出来，并通过无线通信模块将检测的信息发送出去，及时通知运维管理人员。
29.5、通过在连接座块处设置绝缘防盗螺母，达到防盗的功效。
30.6、连接座块与外壳之间设置第一密封圈，所述密封壳体与外壳之间设置第二密封圈，所述罩体与外壳之间设置第三密封圈，保证检测的准确性。
31.7、罩体用于对外壳内部进行保护，并保证太阳能能照射至太阳能板，因此罩体的侧边采用透光材料；在罩体的端面采用透波材料，方便信号的传输。
附图说明
32.图1为本实用新型提出的基于太阳能供电的六氟化硫气体三合一传感器分体结构图；
33.图2为本实用新型提出的基于太阳能供电的六氟化硫气体三合一传感器立体图；
34.图3为本实用新型提出的基于太阳能供电的六氟化硫气体三合一传感器主视图；
35.图4为本实用新型提出的基于太阳能供电的六氟化硫气体三合一传感器左视图；
36.图5为本实用新型提出的基于太阳能供电的六氟化硫气体三合一传感器剖视图；
37.图6为本实用新型提出的所述连接座块与绝缘防盗螺母连接结构图；
38.图7为本实用新型提出的三合一传感器电路控制结构图；
39.附图标记说明：
40.1-外壳，2-连接座块，3-检测传感器组件，4-太阳能控制板，5-监测控制板，6-罩体，7-绝缘防盗螺母，9-设备安装头；
41.31-密封壳体、32-压力传感器、33-温度传感器，34-湿度传感器；
42.311-穿线孔，312-密封垫；
43.41-太阳能电路板，42-太阳能板；
44.51-微控制器、52-信号采集模块、53无线通信模块、54-电源模块，55-显示模块；
45.81-第一密封圈，82-第二密封圈，83-第三密封圈。
具体实施方式
46.下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。
47.需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
48.同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
49.参见图1至图5，其中，图1为本实用新型提出的基于太阳能供电的六氟化硫气体三合一传感器分体结构图；图2为本实用新型提出的基于太阳能供电的六氟化硫气体三合一传感器立体图；图3为本实用新型提出的基于太阳能供电的六氟化硫气体三合一传感器主视图；图4为本实用新型提出的基于太阳能供电的六氟化硫气体三合一传感器左视图；图5为本实用新型提出的基于太阳能供电的六氟化硫气体三合一传感器剖视图；
50.如图1至图5所示，基于太阳能供电的六氟化硫气体三合一传感器，包括：外壳1；连接座块2，设置于外壳1的底部用于与待监测设备连接口连接；
51.检测传感器组件3，包括密封壳体31、压力传感器32、温度传感器33和湿度传感器34，所述压力传感器32、温度传感器33和湿度传感器34设置于所述密封壳体31内部，所述密
封壳体31设置穿线孔311，所述穿线孔311上设置密封垫312；太阳能控制板4，包括太阳能电路板41和太阳能板42，所述太阳能电路板41通过固定支架43与密封壳体31连接，所述太阳能板42与太阳能电路板41垂直固定；监测控制板5，所述监测控制板5上设置微控制器51、信号采集模块52、无线通信模块53、电源模块54和显示模块55，所述信号采集模块52和电源模块54的输出端连接微控制器51，所述微控制器51的输出端连接无线通信模块53和显示模块54；所述太阳能电路板41的输出端与电源模块54 连接，所述监测控制板5与太阳能板42的另一端连接，监测控制板5与太阳能电路板41平行设置，所述监测控制板5的上表面设置显示模块55；罩体6，设置于太阳能控制板41和监测控制板5的外侧并与外壳1连接。
52.本实用新型实施例中，通过设置温度传感器、压力传感器和湿度传感器对六氟化硫设备进行监测，通过连接座块与六氟化硫设备的设备连接口连接，连接座块与原有的设备连接口配合，在不改变设备连接口的前提下，增加对六氟化硫气体中微水的监测，通过压力传感器获取六氟化硫的压力从而计算出六氟化硫的气体密度，通过六氟化硫气体密度判断是否需要对六氟化硫设备进行充气，通过湿度传感器对六氟化硫气体的含水量进行检测，当含水量达到检测设定值时，则进行报警提醒，防止发生故障；
53.采用太阳能控制板，通过光能发电实现供电，适用于室外安装环境，不需要敷设电缆，安装简单方便，监测控制板一方面接收检测传感器组件采集的信息，同时，通过显示模块将检测的信息显示出来，并通过无线通信模块将检测的信息发送出去，及时通知运维管理人员。
54.本实用新型实施例中，罩体与外壳通过螺纹连接，所述外壳上设置凸台，所述凸台上设置外螺纹，所述罩体的开口处内侧设置与凸台上的外螺纹配合的内螺纹。
55.参见图6，为本实用新型提出的所述连接座块与绝缘防盗螺母连接结构图；连接座块2上设置绝缘防盗螺母7，所述绝缘防盗螺母7内侧设置第一内螺纹和第二内螺纹，所述第一内螺纹与第二内螺纹的螺旋方向相反，所述第一内螺纹与连接座块端部的外螺纹连接，所述第二内螺纹用于与设备连接口9的外螺纹连接。
56.当连接座块2旋紧固定于设备连接口9时，绝缘防盗螺母7再以同方向旋紧于连接座块2，令连接座块2是嵌入于该绝缘防盗螺母7，其中，该绝缘防盗螺母7必须以专用手工具始可旋开，若无使用专用手工具开启该绝缘防盗螺母，而徒手反方向旋转该底座，将造成该绝缘防盗螺母与该底座的结合越来越紧，令窃盗者无法徒手取走，达到防盗的功效。
57.为了保证检测的准确性，外壳内部为密封腔体，便于获取实际的六氟化硫气体，对六氟化硫气体的压力、温度和微水进行检测，连接座块2与外壳1之间设置第一密封圈81，所述密封壳体31与外壳1之间设置第二密封圈82，所述罩体6与外壳1之间设置第三密封圈83。
58.罩体6包括由透光聚碳酸酯材料制作的侧边和由透波材料制作的端面组成的罩体。罩体用于对外壳内部进行保护，并保证太阳能能照射至太阳能板，因此罩体的侧边采用透光材料，监测控制板设置无线通信模块，因此内置通信天线需要与外部进行通讯传输，在罩体的端面采用透波材料，方便信号的传输。
59.本实用新型实施例中，外壳1、罩体6为圆柱体结构，太阳能电路板41为圆环结构，监测控制板5为圆板结构，太阳能板42设置八个，以太阳能电路板 41垂直方向的中轴线为中心轴垂直布设在太阳能电路板41上，体积小，结构紧凑，方便安装。
60.参见图7，电源模块54为型号er32l100的可充电锂电池，所述电源模块 54设置在
监测控制板5的下表面并与监测控制板5电连接；微控制器51为 stm32l051k8u6型号的处理器，显示模块55为lcd显示屏；无线通信模块53包括lora1268-470型号的lora芯片和lora天线，其中lora天线设置在监测控制板上。
61.电源模块还包括adp8091型号的电源管理芯片和tlv61220dbvr型号的电源转换器，对太阳能板的光伏发电的发电进行管理控制，电源模块采用 tlv61220dbvr型号的电源转换器，用于将锂电池的输出电压进行升压，信号采集模块为ads1000a0idbvr型号的模数转换器电路。
62.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
63.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。