1.本实用新型涉及电力设备监测技术领域,尤其涉及一种远传气体密度继电器。
背景技术:2.目前,六氟化硫(以下简称“sf
6”)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,随着经济高速发展,电力系统容量急剧扩大,sf6电气设备用量越来越多。sf6气体在电气设备中的作用是灭弧和绝缘,设备内的sf6气体密度降低至一定程度将导致绝缘和灭弧性能的丧失。
3.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。随着智能电网和泛在电力物联网的不断大力发展,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点,对智能电网的安全起着举足轻重的作用。智能电气设备需要搭载sf6气体监测系统(例如气体密度继电器),从而实现密度、压力和温度的采集,上传,实现气体密度在线监测。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。显然智能式sf6气体密度继电器是气体监测的核心和关键部件。
4.目前,应用高压在电气设备的密度继电器至少输出三组接点,包括一组报警和两组相同的闭锁接点或者两组相同的报警接点和一组闭锁接点。由于高压电气设备外形要求小型化,也要求智能式气体密度继电器的外形更薄,以便满足小型化电气设备的智能化需要。现有的气体密度继电器,从安装设备接头位置延伸出的距离很长,难以满足泛在物联网建设要求,在小型化的智能设备上安装受限情况严重。
技术实现要素:5.本实用新型的目的在于提供一种气体密度继电器,减小了气体密度继电器的整体厚度并同时提高了检测精度。
6.为达到上述目的,根据本实用新型的一个方面,提供了一种远传气体密度继电器,包括壳体以及位于壳体内的基座、感测模块、温度补偿模块、指示模块和动作模块;其中,
7.所述感测模块一端固定连接于基座,另一端与端座连接,在壳体内气体压力变化时产生弹性形变,该弹性形变与被检测气体密度变化值相对应;
8.所述温度补偿模块连接感测模块,将该弹性形变转化为相应的位移传导至所述指示模块和动作模块;
9.所述指示模块位于壳体的前端并连接温度补偿模块,接收温度补偿模块传导的位移,并指示该位移对应的气体密度变化值;
10.所述动作模块接收温度补偿模块传输的位移,并根据该位移输出开关动作信号。
11.进一步的,还包括设备连接模块,所述设备连接模块的一端与待检测外部设备气路连接,另一端与感测模块气路连接。
12.进一步的,所述感测模块包括压力检测器,所述压力检测器的一端连接于基座上,
另一端通过端座与温度补偿模块的一端连接。
13.进一步的,所述动作模块包括操作臂、位于该操作臂上的信号调节件、一个或者多个操作手柄和微动开关;所述操作臂连接温度补偿模块的另一端;
14.所述信号调节件上设置有一个或者多个接点,所述一个或者多个接点与所述一个或者多个操作手柄一一对应,每个相互对应的操作手柄与接点相对并保持预定间隔设置;所述操作手柄可通过与触发微动开关的触点接触而触发微动开关。
15.进一步的,所述指示模块包括机芯、指针和刻度盘;
16.所述机芯的一端连接操作臂,另一端连接指针和刻度盘。
17.进一步的,所述温度补偿模块包括温度补偿元件;
18.所述温度补偿元件的一端连接所述压力检测器,另一端连接所述操作臂。
19.进一步的,所述操作手柄的一端与信号调节件对应,另一端与微动开关的触点对应。
20.所述操作手柄的形状为长条形、
┐
形和t字形中的至少一种;
21.各形状的所述操作手柄的下端部与信号调节件上的接点对应;所述长条形操作操作手柄的上端部对应一个微动开关触点;所述
┐
形操作手柄的上端部对应两个微动开关触点;所述t字形操作手柄的上端部对应三个微动开关触点。
22.进一步的,还包括信号传输模块;
23.所述信号传输模块将所检测的气体密度变化值传输至远端上位机。
24.进一步的,所述信号传输模块通过支撑件安装于固定板上;所述固定板安装于基座上。
25.综上所述,本实用新型提供了一种远传气体密度继电器,包括壳体以及位于壳体内的感测模块、温度补偿模块、指示模块和动作模块;所述感测模块在壳体内气体压力变化时产生弹性形变,该弹性形变与被检测气体密度变化值相对应;所述温度补偿模块将该弹性形变转化为相应的位移传导至所述指示模块和动作模块;所述动作模块接收温度补偿模块传输的位移,并根据该位移输出开关动作信号。本实用新型提供的技术方案,采用一个调节件联动多点控制操作手柄,可实现多个接点的控制,使得多个相同接点的偏差更小,并且操作臂不会随着接点的增多而加长,控制了继电器的整体尺寸并能够有效地保持接点精度;此外,将信号传输模块完全固定安装在基座上并固定在唯一壳体内,减小了密度继电器的整体厚度,扩大了其使用范围,能够满足各种场所的应用。
附图说明
26.图1是本实用新型气体密度继电器的整体结构示意图;
27.图2是本实用新型气体密度继电器去掉壳体后的内部结构示意图;
28.图3是各形状操作手柄的俯视图;
29.图4是信号传输模块的电路原理示意图。
具体实施方式
30.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本实用新型进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要
限制本实用新型的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
31.下面对结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。根据本发明的第一个实施例,提供了一种远传气体密度继电器,图1中示出了该气体密度继电器的整体结构,包括壳体1以及位于壳体1内的基座、感测模块、温度补偿模块、指示模块和动作模块。图2中示出了该气体密度继电器去掉壳体后的内部结构示意图。结合图1和图2对该气体密度继电器进行说明。
32.感测模块在壳体1内气体压力变化时产生弹性形变,该弹性形变与被检测气体密度变化值相对应。该感测模块包括压力检测器3,该压力检测器3例如可以为c形的巴登管,当巴登管的内部空间受压时,横截面朝向圆形改变,在该过程中产生的环向应力增加了c形巴登管的半径。巴登管的一端通过焊接连接于基座 4上,另一端通过端座5与温度补偿模块的一端连接气体进入巴登管内,并通过基座4和端座5实现密封,以对该气体的密度进行检测。当壳体1内气体压力降低时,所述压力检测器3(巴登管)产生正向位移;当壳体1内气体压力升高时,所述压力检测器3(巴登管)产生反向位移。
33.温度补偿模块连接感测模块,将该弹性形变转化为相应的位移传导至所述指示模块和动作模块。该温度补偿模块包括温度补偿元件11;温度补偿元件11的一端连接所述压力检测器3。该温度补偿元件11可以为双金属材质构成的双金属片,利用两种金属热膨胀系数的不同而抵消掉温度对压力检测器3位移产生的影响,可以根据实际需要来设置该温度补偿元件11的长度从而实现温度补偿。
34.动作模块接收温度补偿模块传输的位移,并根据该位移输出开关动作信号。动作模块包括信号调节机构9和一个或者多个信号发生器12,信号调节机构9包括操作臂901和位于该操作臂901上的信号调节件902,每个信号发生器12包括操作手柄1202和微动开关1201;操作臂901上可以安装一个或者两个信号调节件902,配合操作手柄1202可以输出2组-4组信号接点。
35.操作臂901连接温度补偿元件11,信号调节件902上设置有一个或者多个接点,所述一个或者多个接点与所述一个或者多个操作手柄1202一一对应,每个相互对应的操作手柄1202与接点相对并保持预定间隔设置;微动开关1201并排安装在固定板10上,操作手柄1202可通过与触发微动开关1201的触点接触而触发微动开关。当压力检测器3正向位移时,通过温度补偿元件11使得所述操作臂901 正向位移,带动信号调节件902接近操作手柄1202,使得所述接点与操作手柄 1202相接触并触发所述微动开关1201;当压力检测器3反向位移时,通过温度补偿元件11使得所述操作臂901反向位移,带动信号调节件902远离操作手柄 1202,使得所述接点与操作手柄1202分离并停止触发微动开关1201。可以通过将操作手柄1202设置为不同的形状来同时触发一个或者多个微动开关。例如,操作手柄1202的形状可以为长条形、
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形和t字形中的至少一种,图3中示出了各形状操作手柄的俯视图,如图3所述,操作手柄1202可以为图3a中所示的长条形,图3b中所示的
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形,或者图3c中所示的t字形。各形状的所述操作手柄1202的下端与信号调节件902上的接点接触,上端与微动开关1201接触以用于触发微动开关1201。当操作手柄1202采用图3b中所示的
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形操作手柄时,上端部和向左侧突出的端部可以分别连接两个微动开关,即同时触发两个微动开关,从而实现两点控制;当操作手柄1202采用图3c中所示的t字形操作手柄时,上端部、向左侧突
出的端部以及向右突出的端部可以分别连接三个微动开关,即同时触发三个微动开关,从而实现多点控制。利用操作手柄1202的上述不同结构,操作手柄1202联动微动开关1201输出信号,可以是单点控制形式,也可以是多点控制形式,或者是两者的组合。若输出参数为三组接点,例如: 0.60/0.55/0.50/0.50mpa时,操作手柄1202选用的是一个单点控制和一个多点控制形式的组合。若参数选择的是少于三组接点例如:0.50/0.45mpa时,则选择的是单点控制形式。操作手柄1202的选择可以根据气体密度继电器的设定参数而定,若选用的参数是单一的报警值,可以选用图3a所示的结构;若选用的参数是单报警双闭锁或者双报警单闭锁(双信号一般选用的相同重复的定值),可选组图3a和图3b所示结构的组合;若选用的参数是三个重复的报警值,可以选用图3c所述的结构;若选用的参数是双报警双闭锁,则可以选择图3b所示的结构。由于不管气体密度继电器接点参数的变化如何,调节件902至多设置两个,故缩短了操作臂901的相对长度,从而使得气体密度继电器受到冲击或振动时,操作臂901受到的冲击或振动力矩减小,进而使压力检测器3受到的冲击或振动力减小,避免了信号调节件902在气体密度继电器正常时误触发微动开关1201,因此能有效的提高气体密度继电器的抗振性能,保证可靠工作。选择了多点控制的操作手柄后可以使得相同参数间的偏差很小,保证了气体密度继电器接点的一致性,同时能够做到多组接点厚度控制在很薄的范围内。
36.指示模块位于壳体的前端并连接该温度补偿模块,接收温度补偿模块传导的位移,并指示该位移对应的气体密度变化值。指示模块包括机芯6、指针14和刻度盘13;机芯6的一端连接操作臂901,另一端连接指针14和刻度盘13,并安装固定于基座4上。
37.本实用新型提供的气体密度继电器的作用原理是基于压力检测器3感测壳体 1内的sf6气体压力变化,并利用温度补偿元件11对变化的压力和温度进行修正,以反映sf6气体密度的变化。即在被测气体sf6的压力作用下,由于有了温度补偿元件11的作用,被测设备内气体密度值发生变化,压力值也相应变化,迫使压力检测器3的末端产生相应的弹性形变-位移。借助于温度补偿元件11传递给机芯6,机芯6可以通过例如齿轮结构将所传导的位移放大并传递给指针14,遂将被测的sf6气体密度值在刻度盘13上指示出来。如果被测设备漏气了,密度值下降到一定程度(达到报警或闭锁值),压力检测器3产生相应的正向位移,例如向下位移,通过温度补偿元件11使操作臂901向下位移,操作臂901上的信号调节件902就渐渐接近相应的操作手柄1202,直到触发若干微动开关1201 发出相应的信号(报警或闭锁),达到监视和控制被测设备中的sf6气体密度,使被测设备安全工作。如果被测设备内的密度值升高了,压力值也相应的升高,升高到一定程度,压力检测器3也产生相应的反向位移,例如向上位移并渐进离开操作手柄1202,使得微动开关1201的接点断开信号(报警或闭锁)就解除。
38.该气体密度继电器还包括设备连接模块和信号传输模块7。设备连接模块包括设备连接接头2,设备连接接头2的一端与待检测外部设备气路连接,另一端与感测模块气路连接,以用于将待检测外部设备的气体引入进行检测。信号传输模块7用于将所检测的气体密度变化值传输至远端上位机,该信号传输模块7通过支撑件15安装于固定板10上;固定板10最终安装于基座4上。该信号传输模块7包括压力传感器701、通讯单元702、智能处理器703和电源单元704,图4 中示出了信号传输模块7的电路原理示意图,其中,压力传感器701、通讯单元702 和电源单元704分别与智能处理器703相互连接。压力传感器701安装在
基座4 上,并与压力检测器3、设备连接接头2气路相通。将信号传输模块7通过支撑件15和固定件10直接安装在基座4上,同时将温度传感器8和温度补偿元件11 设置在同一个壳体内,减小了两个零件读取温度的偏差,其在性能上不仅更是有很大地大提高,更在结构上可以大大的缩小气体密度继电器的整体厚度。智能处理器703通过压力传感器701采集压力信号、温度传感器8采集温度信号,利用气体压力和温度之间关系的数学模型,经过智能处理器703处理得到相应的密度值,且通过通讯单元702能够上传该密度值、温度值、和/或压力值。例如远传密度继电器通过rs-485等数据通讯方式接入到变电站综合自动化在线监测系统中,并远传至无人值班站中心监控站,在变电站当地和远方的中心监控站进行实时监测,实现了sf6电气设备中sf6气体密度的在线监测。
39.进一步的,该气体密度继电器还可以包括机械信号输出接线盒16和智能信号输出接线盒17,机械信号输出接线盒16和智能信号输出接线盒17可以在壳体1 的对称两侧固定,或者在壳体1的同一侧并排固定。
40.综上所述,本实用新型提供了一种远传气体密度继电器,包括壳体以及位于壳体内的感测模块、温度补偿模块、指示模块和动作模块;所述感测模块在壳体内气体压力变化时产生弹性形变,该弹性形变与被检测气体密度变化值相对应;所述温度补偿模块将该弹性形变转化为相应的位移传导至所述指示模块和动作模块;所述动作模块接收温度补偿模块传输的位移,并根据该位移输出开关动作信号。本实用新型提供的技术方案,采用一个调节件联动多点控制操作手柄,可实现多个接点的控制,使得多个相同接点的偏差更小,并且操作臂不会随着接点的增多而加长,控制了继电器的整体尺寸并能够有效地保持接点精度;此外,将信号传输模块完全固定安装在基座上并固定在唯一壳体内,减小了密度继电器的整体厚度,扩大了其使用范围,能够满足各种场所的应用。
41.应当理解的是,本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理,而不构成对本实用新型的限制。因此,在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外,本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。