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专利名称：六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置，属于电网检测技术领域。
背景技术：
SF6充气式断路器在国内电网在近10年大量投入运行，出现过一些问题。例如宁夏电网2008年和2009年发生过两起800罐式SF6断路器主绝缘故障，事故原因分别为断路器的绝缘拉杆放电爆裂和绝缘拉杆制造工艺不良导致接地短路故障和合闸电阻体严重烧损。2010年广东电网公司220 kV寒溪变、2012年贵州电网500 kV贵阳变也发生过断路器故障导致线路和母线停运事故，对故障相的SF6断路器进行气体组分测试，都发现了 SO2分解物。南方电网公司2012年初新颁布的《电力设备预防性试验规程》中明确要求各分省公司以三年为周期对所有的SF6断路器开展气体组分检测，发现异常及时处理。由于500kV变电站申请停电困难，三年的预试周期不一定能及时发现断路器中存在的潜伏性故障，贵州电力试验研究院在成功研发出SF6电流互感器在线监测系统的基础上，针对断路器的运行特点，继承SF6电流互感器在线监测方法的优点，进一步对该方法进行改进，确保在与本体连接后完全密封的条件下提出SF6断路器气体监测的方法。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是不停电能检测SF6断路器中纯度和分解产物SO2含量的监测问题，可实时监测充气式断路器的运行状况的六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置，可以克服现有技术的不足本实用新型的技术方案是六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置，它包括六氟化硫充气式断路器，在六氟化硫充气式断路器上连接有气体循环监测管，在气体循环监测管上串接有进气开关电磁阀、电化学与红外线传感设备、回气开关电磁阀和加压泵，在电化学与红外线传感设备上连接有数据采集单元、控制单元和显示传输单元，控制单元同时与进气开关电磁阀、回气开关电磁阀和加压泵连接。在气体循环监测管上、电化学与红外线传感设备的进气侧连接有减压阀。在六氟化硫充气式断路器上连接有接口转换三通，气体循环监测管的出气口与接口转换三通连接。在气体循环监测管上连接有过滤网和接回气三通.过滤网位于接口转换三通的出气侧，接回气三通位于过滤网的出气侧。在气体循环监测管上、电化学与红外线传感设备的进气侧连接有标定气进气三通，标定气进气三通的一个接口与标定气控制手动阀连接。电化学与红外线传感设备由SO2电化学传感器和SF6红外传感器构成,气体先经过SO2电化学传感器，再经过SF6红外传感器。在气体循环监测管上加压泵的出汽侧连接有单向阀，在气体循环监测管上加压泵两端分别设有抽真空连接管，在抽真空连接管上连接有抽真空手动阀。在数据采集单元上连接有环境温度传感器。在电化学与红外线传感设备上连接有数码型压力表，数码型压力表与控制单元连接。与现有技术比较，本实用新型可实施对SF6断路器的在线监测，实时监测SF6的纯度及分解物状况，能够分析出SF6断路器的健康状况，可防止因SF6断路器故障，导致气体泄漏、停电等事故的发生，具有重大的经济和社会效益。如样机挂网运行三个月，可随时监控SF6断路器中是否有分解产物SO2的产生和监控是否有泄漏现象，可节约停电时间和工作人员去现场检测产生的费用接近5万元，在质保期5年内可以发挥不可估量的价值。同时本实用新型还具有以下优点( I)采用红外传感器在线测量SF6纯度和采用电化学法在线测量SO2含量，即打开气开关电磁阀，进气通过稳压阀把样气送入电化学与红外线传感设备，达到指定压力自动关闭进气阀门，实现样气中SF6纯度和SO2含量的测量，测量信号经滤波放大后，用高精度A/D转换器和单片机采集、存储，同时测量温度信号实现电化学传感器测量信号温度补偿，并通过数码管实时显示SF6纯度和SO2含量，供运行维护人员巡检，依据气体含量准确判断SF6充气式断路器的绝缘状态、故障类别和程度。采用稳压阀控制进气压力，可满足红外传感器和电化学传感器应用压力要求，实现了红外传感器和电化学传感器对高压气体在线监测的应用，测量精度为O. 1%；(2)在对SF6充气式断路器绝缘状态在线监测时，测量完成后，通过单片机控制打开放气电磁阀，启动精密加压泵，通过精密加压泵将气室中的气体排出，当单向阀与精密加压泵之间达到一定压力时，单向阀自动打开将气体排回SF6充气式断路器中，直到压力表监测压力值达到很小时，首先关闭放气电磁阀，再关闭精密加压泵，完成测量气体的循环利用。气体循环监测管采用6 _管路，这样可提高气路抽真空效果，可以满足规程要求。管路连接处采用金属卡套连接，可以严格密封承受高压。(3)，将两根抽真空管两部分气路连通，只有一个抽真空口，提高了操作的方便性。标定口用于传感器标定，在标定模式下进气电磁阀和回气电磁阀处于打开状态，同时需要将抽真空手动阀打开用于排气。(4)采用进口高稳定性的红外原理的传感器测量SF6断路器SF6纯度，其红外传感器经内部电路的修正、补偿，其输出线性度好，精度高；传感器外部结构也更适于高频电场环境下的测量，它与电路处理部分融为一体，以减少干扰耦合，提高电路长期工作的稳定性和可靠性。

图1为本实用新型的结构示意图；其中1_六氟化硫充气式断路器；2_接回气三通；3_减压阀；4_标定气进气三通；5-标定气控制手动阀；6_进气开关电磁阀；7_电化学与红外线传感设备；8_数码型压力表；9_环境温度传感器；10_回气开关电磁阀；11-数据采集单元；12_加压泵；13-控制单元；14-显示传输单元；15-单向阀；16-抽真空手动阀；17-气体循环监测管；18-抽真空连接管；19-过滤网；20_接口转换三通。
具体实施方式
实施例1 :实施例如图1所示在六氟化硫充气式断路器I的充气口上连接有接口转换三通20，在接口转换三通20的一个端口上连接气体循环监测管17，另一端口连接堵头备用。气体循环监测管17被需连接的设备打断为多段，在气体循环监测管17上串接的设备依次有过滤网19、接回气三通2、减压阀3、标定气进气三通4、进气开关电磁阀6、电化学与红外线传感设备7、回气开关电磁阀10、加压泵12和单向阀15，气体循环监测管17的出口连接在接回气三通2上即可完成气体的循环。为实现在线监控控制，在电化学与红外线传感设备7上连接有数据采集单元11、数据采集单元11与控制单元13连接，控制单元13和显示传输单元14连接，进气开关电磁阀6、回气开关电磁阀10和加压泵12由控制单元13进行控制。串接在气体循环监测管17上的标定气进气三通4的另接口与标定气控制手动阀5连接。电化学与红外线传感设备7由SO2电化学传感器和SF6红外传感器构成，气体先经过SO2电化学传感器，再经过SF6红外传感器。为实现抽真空，在气体循环监测管17上加压泵12两端分别设有抽真空连接管18，在抽真空连接管18上连接有抽真空手动阀16，两抽真空连接管18通过三通与气体循环监测管17连接，同时两根两抽真空连接管18又通过三通管合并为一个抽真空口。为使所测值更加准确，在数据采集单元11上连接有环境温度传感器9。同时在电化学与红外线传感设备7上连接有数码型压力表8，数码型压力表8与控制单元13连接。本装置的在线监测过程为1、在抽真空连接管18上连接抽真空装置对整个气体循环监测管17进行抽真空.2、在标定气进气三通4上连接标定气装置，在标定模式下进气开关电磁阀6和回气开关电磁阀10处于打开状态，同时需要将抽真空手动阀打开用于排气；标定完毕后关闭气路所有开关，卸除标定气装置。3、检测周期为2小时检测一次，监测过程为控制单元13控制进气开关电磁阀6打开，回气开关电磁阀10关闭，六氟化硫充气式断路器I内气体由接口转换三通20经过滤网19过滤、加压阀3减压后进入电化学与红外线传感设备7，气体先经过SO2电化学传感器，再经过SF6红外传感器，实现样气中SF6纯度和SO2含量的测量，测量信号经滤波放大后，用高精度A/D转换器和单片机采集、存储，同时测量温度信号实现电化学传感器测量信号温度补偿，并通过数码管实时显示SF6纯度和SO2含量，供运行维护人员巡检，依据气体含量准确判断SF6充气式断路器的绝缘状态、故障类别和程度。4、测量完毕后，通过控制单元13控制进气开关电磁阀6关闭，回气开关电磁阀10打开、加压泵12开启，实现排气，通过精密加压泵12将电化学与红外线传感设备7中的气体排出，当单向阀15与精密加压泵12之间达到一定压力时，单向阀15自动打开将气体排回SF6充气式断路器I中，直到压力表21监测到压力值达到很小时，首先关闭放气电磁阀，再关闭精密加压泵，完成测量气体的循环利用。
权利要求1.一种六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置，它包括六氟化硫充气式断路器(1)，其特征在于在六氟化硫充气式断路器(I)上连接有气体循环监测管(17)，在气体循环监测管(17)上串接有进气开关电磁阀(6)、电化学与红外线传感设备(7)、回气开关电磁阀(10)和加压泵(12)，在电化学与红外线传感设备(7)上连接有数据采集单元(11)、控制单元(13)和显示传输单元(14)，控制单元(13)与进气开关电磁阀(6)、回气开关电磁阀(10)和加压泵(12)连接。
2.根据权利要求1所述的六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置，其特征在于在气体循环监测管(17)上、电化学与红外线传感设备(7)的进气侧连接有减压阀(3)。
3.根据权利要求1所述的六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置，其特征在于在六氟化硫充气式断路器(I)上连接有接口转换三通(20)，气体循环监测管(17)的出气口与接口转换三通(20)连接。
4.根据权利要求3所述的六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置，其特征在于在气体循环监测管(17)上连接有过滤网(19)和接回气三通(2)，过滤网(19)位于接口转换三通(20)的出气侧，接回气三通(2)位于过滤网(19)的出气侧。
5.根据权利要求1所述的六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置，其特征在于在气体循环监测管(17)上、电化学与红外线传感设备(7)的进气侧连接有标定气进气三通(4 )，标定气进气三通(4 )的一个接口与标定气控制手动阀(5 )连接。
6.根据权利要求1所述的六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置，其特征在于电化学与红外线传感设备(7)由SO2电化学传感器和SF6红外传感器构成,气体先经过 S02电化学传感器，再经过SF6红外传感器。
7.根据权利要求1所述的六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置，其特征在于在气体循环监测管(17)上加压泵(12)的出汽侧连接有单向阀(15)，在气体循环监测管 (17)上加压泵(12)两端分别设有抽真空连接管(18)，在抽真空连接管(18)上连接有抽真空手动阀(16)。
8.根据权利要求1所述的六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置，其特征在于在数据采集单元(11)上连接有环境温度传感器(9 )。
9.根据权利要求1所述的六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置，其特征在于在电化学与红外线传感设备(7)上连接有数码型压力表(8)，数码型压力表(8)与控制单元(13)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种SF6充气式断路器绝缘状态在线监测装置，它包括SF6充气式断路器(1)，在SF6充气式断路器(1)上连接有气体循环监测管(17)，在气体循环监测管(17)上串接有进气开关电磁阀(6)、电化学与红外线传感设备(7)、回气开关电磁阀(10)和加压泵(12)，在电化学与红外线传感设备(7)上连接有数据采集单元(11)、控制单元(13)和显示传输单元(14)，控制单元(13)与进气开关电磁阀(6)、回气开关电磁阀(10)和加压泵(12)连接。本实用新型可实施对SF6断路器的在线监测，实时监测SF6的纯度及分解物状况，能够分析出SF6断路器的健康状况，可防止因SF6断路器故障。
文档编号G01N21/35GK202854298SQ20122058563
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日
发明者张英, 李军卫, 蒋震, 余鹏程, 钱进, 史会轩, 刘晓波 申请人:贵州电力试验研究院, 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司