密封式高压电气设备内部环境在线监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高压电气设备参数检测领域，具体说是一种密封式高压电气设备内部 环境在线监测方法。
【背景技术】
[0002] 高压电气设备如高压变压器内部的绝缘状态直接关系到电气设备的运行状态和 高压系统的整体正常运行，关系到大面积的国民生产和社会生活，因此，对高压电气设备的 绝缘检测意义重大。
[0003] 六氟化硫气体可以有效监测出绝缘状态而被广泛的用于电气设备中。六氟化硫气 体的气压、湿度、温度等参数间接表征出绝缘状态，与气体的压力有密切的关系，六氟化硫 中的水分对电气设备绝缘性能、开断性能、设备的零部件产生影响。因此，通过六氟化硫气 体密度的变化，可以判断电气设备是否漏气，对电力设备的安全运行非常重要。
[0004] 而高压电器设备内部空间有限，不适合放置复杂的电子监测装置，且不可能从成 品密封的高压电气设备上取电，如果监测装置自带电池必然涉及到电池更换的问题，复杂 的电子装置的故障率较高，使得高压电气设备的维护须要打开机壳，导致六氟化硫泄漏，检 测状态发生变化，给维护带来困难。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是在完全密封和不漏气的状态下解决高压电气设备内气体密度、微 水含量的在线实时监测的问题且在内部空间有限的状态下实现在线监测。
[0006] 所述密封式高压电气设备内部环境在线监测方法，其特征是：
[0007] 在完全密封的高压电气设备内部设置LC传感回路，所述传感回路包括气压检测 回路，气压检测回路是仅由电感和气压敏感电容连接的带设备内部天线的回路；在高压电 气设备外部的无线信号有效范围内设置带外部接收天线的信号接收装置，和带外部发射天 线的可调信号发射装置，信号接收装置和可调信号发射装置由控制系统连接并控制，控制 系统连接与控制中心通讯的通讯装置；
[0008] 需获取气压检测参数时，从预设的气压LC传感回路的谐振频率端值开始，由可调 信号发射装置发射频率连续变化的激励信号，激励设备内部气压LC传感回路产生谐振，并 回传带有LC参数值的谐振信号，由带外部接收天线的信号接收装置接收，由控制系统按下 述公式获得气压敏感电容C1的值：
[0009]
[0010] 式中f为接收信号的频率，L为电感值；
[0011] 再由气压与敏感电容的函数关系获得气压值，将获得的气压值或频率值通过通讯 装置上传给控制中心。
[0012] 在高压电气设备内部设置湿度LC传感回路，所述湿度LC传感回路是仅由电感和 湿敏电容连接的带设备内部天线的回路；
[0013] 需获取湿度检测参数时，从预设的湿度LC传感回路的谐振频率端值开始，由可调 信号发射装置发射频率逐步连续变化的激励信号，激励设备内部湿度LC传感回路产生谐 振，并回传带有LC参数值的谐振信号，由带外部接收天线的信号接收装置接收，由控制系 统按下述公式获得湿敏电容C 2的值：
[0014]
[0015] 式中f为接收信号的频率，L为电感值。
[0016] 在高压电气设备内部设置温度LC传感回路，所述温度LC传感回路是仅由电感和 热敏电容连接的带设备内部天线的回路；
[0017] 需获取温度检测参数时，从预设的温度LC传感回路的谐振频率端值开始，由可调 信号发射装置发射频率逐步连续变化的激励信号，激励设备内部温度LC传感回路产生谐 振，并回传带有LC参数值的谐振信号，由带外部接收天线的信号接收装置接收，由控制系 统按下述公式获得热敏电容C 3的值：
[0018]
[0019] 式中f为接收信号的频率，L为电感值。
[0020] 本发明完全避免了高压电气设备的六氟化硫密封泄漏问题，且将传感器体积极小 化，且无需电源，外部设备可使用便携式或固定式，并保持与控制中心的通信联系，通过控 制外部设备了解到高压电器设备内部的绝缘气参数，有效保证了高压电力设备的安全可靠 运行。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合实施例对本发明进一步说明：在高压电气设备内部设置LC传感回路，所 述传感回路包括气压检测回路、湿度检测回路和温度检测回路，检测回路是仅由电感和敏 感电容连接的带设备内部天线的回路；在高压电气设备外部的无线信号有效范围内设置带 外部接收天线的信号接收装置，和带外部发射天线的可调信号发射装置，信号接收装置和 可调信号发射装置由控制系统连接并控制，控制系统连接与控制中心通讯的通讯装置。
[0022] 需获取气压检测参数时，从预设的气压LC传感回路的谐振频率端值开始，由可调 信号发射装置发射频率逐步连续变化的激励信号，激励信号在有效范围内作用于LC回路， 当激励信号的频率与LC回路的本振频率相同时，激发LC回路谐振，并向外发射带有LC参 数值的谐振信号，由带外部接收天线的信号接收装置接收，由控制系统按下述公式获得气 压敏感电容C 1的值：
[0023]
[0024] 式中f为接收信号的频率，L为电感值；
[0025] 由气压与敏感电容的函数关系获得气压值，将获得的气压值或频率值通过通讯装 置上传给控制中心。
[0026] 同样原理获得湿度/温度传感器的电容值，并通过电容与湿度/温度的函数关系 得到湿度/温度的数值。
[0027] 不同回路中的电感值不同，以保证各自的LC谐振频率互不干扰。
【主权项】
1. 一种密封式高压电气设备内部环境在线监测方法，其特征是： 在完全密封的高压电气设备内部设置LC传感回路，所述传感回路包括气压检测回路， 气压检测回路是仅由电感和气压敏感电容连接的带设备内部天线的回路；在高压电气设备 外部的无线信号有效范围内设置带外部接收天线的信号接收装置，和带外部发射天线的可 调信号发射装置，信号接收装置和可调信号发射装置由控制系统连接并控制，控制系统连 接与控制中心通讯的通讯装置； 需获取气压检测参数时，从预设的气压LC传感回路的谐振频率端值开始，由可调信号 发射装置发射频率连续变化的激励信号，激励设备内部气压LC传感回路产生谐振，并回传 带有LC参数值的谐振信号，由带外部接收天线的信号接收装置接收，由控制系统按下述公 式获得气压敏感电容C1的值：式中f为接收信号的频率，L为电感值； 再由气压与敏感电容的函数关系获得气压值，将获得的气压值或频率值通过通讯装置 上传给控制中心。2. 根据权利要求1所述的密封式高压电气设备内部环境在线监测方法，其特征是：在 高压电气设备内部设置湿度LC传感回路，所述湿度LC传感回路是仅由电感和湿敏电容连 接的带设备内部天线的回路； 需获取湿度检测参数时，从预设的湿度LC传感回路的谐振频率端值开始，由可调信号 发射装置发射频率逐步连续变化的激励信号，激励设备内部湿度LC传感回路产生谐振，并 回传带有LC参数值的谐振信号，由带外部接收天线的信号接收装置接收，由控制系统按下 述公式获得湿敏电容C2的值：式中f为接收信号的频率，L为电感值。3. 根据权利要求1或2所述的密封式高压电气设备内部环境在线监测方法，其特征是： 在高压电气设备内部设置温度LC传感回路，所述温度LC传感回路是仅由电感和热敏电容 连接的带设备内部天线的回路； 需获取温度检测参数时，从预设的温度LC传感回路的谐振频率端值开始，由可调信号 发射装置发射频率逐步连续变化的激励信号，激励设备内部温度LC传感回路产生谐振，并 回传带有LC参数值的谐振信号，由带外部接收天线的信号接收装置接收，由控制系统按下 述公式获得热敏电容C3的值：式中f为接收信号的频率，L为电感值。
【专利摘要】一种密封式高压电气设备内部环境在线监测方法，在高压电气设备内部设置仅由电感和气压敏感电容连接的LC传感回路，在高压电气设备外部从预设的LC传感回路的谐振频率端值开始，由可调信号发射装置发射频率逐步连续变化的激励信号，由信号接收装置接收，控制系统获得敏感电容的值，再由待测参数与电容的函数关系获得参数值，将获得的气压值或频率值通过通讯装置上传给控制中心。本发明完全避免了高压电气设备的六氟化硫密封泄漏问题，且将传感器体积极小化，且无需电源，外部设备可使用便携式或固定式，并保持与控制中心的通信联系，通过控制外部设备了解到高压电器设备内部的绝缘气参数，有效保证了高压电力设备的安全可靠运行。
【IPC分类】G01D21/02
【公开号】CN105136202
【申请号】CN201510550070
【发明人】杨武, 袁志刚, 崔勇, 李强, 袁红斌, 何传杰, 李海
【申请人】国家电网公司, 国网吉林省电力有限公司四平供电公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月1日