专利名称：一种多路SF<sub>6</sub>在线检漏装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力工程技术领域的检测系统，具体是一种对于高压变电站内泄漏的多路SF6的在线检漏装置。
技术背景 SF6气体因其优异的灭弧和良好的绝缘能力被广泛地应用在电力设备中，比如SF6高压断路器和SF6封闭组合开关等。常温下纯净的SF6是一种无毒、无味、透明的气体，但随着SF6的泄漏以及外部潮气向开关柜内的渗透，导致设备内部水分含量的增加，在大功率电�。鸹ǚ诺绾偷缭畏诺绲淖饔孟拢琒F6和H2O产生水解反应会分解出多种有毒有害的腐蚀性物质，比如HF，S0F2等。因此在使用SF6的电力设备中，SF6的泄漏不仅对开关设备的运行性能有影响，其衍生物更会�：θ颂褰】导拔廴净肪常约觳釹F6的泄漏含量至关重要。目前应用较多的检测SF6气体含量的方法有电子捕获探测(ECD)和局部真空负离子捕获探测(NIC)等，但这两种方法都有一定的缺点，前者的缺点在于需内置辐射源，并且需内置高纯氩气，后者的缺点在于需要配置高真空度的真空泵，并要与流量传感器完美配合，使得仪器成本升高，结构复杂。
实用新型内容本实用新型提供一种多路SF6在线检漏装置，基于SF6分子对于特定波长的红外光的吸收原理，解决了电子捕获探测法(ECD)需要内置辐射源和高纯氩气的缺陷以及局部真空负离子捕获探测法(NIC)需要高真空环境的问题，在无需开关设备断电的情况下，能检测多路来自不同方向的气体样本，检测灵敏度达到lppm，同时具备自动检测模式和手动检测模式，实时显示检测结果，并在气体含量超过允许值时自动报警。为实现上述目的，本实用新型提供了一种多路SF6在线检漏装置，其特点是，该检漏仪包含洗气室，其出气口连接有洗气用电磁阀；集气室，其进气口连接洗气用电磁阀；该集气室的进气口还连接有若干路试样，每路试样与集气室之间的气路上设有气路电磁阀；抽气泵，其进气口连接集气室的出气口 ；传感器气室，其进气口和出气口各连接有传感器用电磁阀，进气口处的传感器用电磁阀连接抽气泵的出气口 ；废气室，其进气口连接传感器气室出气口处的传感器用电磁阀；以及，控制电路；上述的传感器气室内设有传感器。上述的控制电路包含控制�？椋籟0015]传感器电平转换电路，其分别与控制�？楹痛衅魉虻缏妨樱幌允灸？椋溆肟刂颇？樗虻缏妨樱皇淙肽？椋溆肟刂颇？樗虻缏妨樱蝗舾傻绱欧缏罚浞直鸬缏妨涌刂颇？榈氖涑龆耍桓玫绱欧缏贩直鸬缏妨硬⑸柚迷诖衅饔玫绱欧�、洗气用电磁阀和各个气路电磁阀上；抽气阀驱动电路，其电路连接控制�？榈氖涑龆耍桓贸槠缏返缏妨硬⑸柚迷诔槠蒙希灰约埃牍芟允灸？椋涞缏妨铀隹刂颇？榈氖涑龆�。上述的传感器采用红外SF6传感器。上述的传感器气室中设有三芯航空接头，其电路连接传感器的电源线、地线和数据线。上述的洗气室中充有氮气。传感器进行初始化；控制模块设置抽气气路的长度；控制�？檠≡窦觳馐匝墓ぷ髂Ｊ剑粞≡褡远Ｊ剑来渭觳馊舾陕肥匝柯肥匝募觳饬鞒涛刂颇？榇蚩匝喽杂Φ钠返绱欧�、抽气泵和传感器气室进气口处的传感器用电磁阀，将被测气体抽取至传感器气室，然后关闭该气路电磁阀及抽气泵，控制模块读取传感器数据，获得被测试样中SF6的含量；打开抽气泵、洗气用电磁阀和传感器气室出气口处的传感器用电磁阀，洗气室中的气体通过传感器气室进入废气室，完成对传感器气室的清洗；依次按上述同样的检测顺序各个试样进行检测；若选择手动模式，控制�？檠≡袼馐缘氖匝钠泛牛蚩嘤κ匝钠废喽杂Φ钠返绱欧�、抽气泵和传感器气室进气口处的传感器用电磁阀，将该试样中的被测气体抽取至传感器气室，然后关闭该试样气路的气路电磁阀及抽气泵，控制�？槎寥〈衅魇荩竦帽徊馄分蠸F6的含量；打开抽气泵、洗气用电磁阀和传感器气室出气口处的传感器用电磁阀，洗气室中的气体通过传感器气室进入废气室，完成对传感器气室的清洗；通过手动模式或自动模式检测完成后，控制�？榻觳饨峁渲料允灸？橄允舅觳獾玫腟F6气体含量；同时控制�？榕卸掀搴渴欠癯鲢兄担羰牵蚩刂剖牍芟允灸？榈懔料嘤Φ姆⒐舛�。完成后继续进行测试。本实用新型一种多路SF6在线检漏装置及其检测方法和现有技术相比，其优点在于，基于SF6分子对于特定波长的红外光的吸收原理，工作在一个大气压的正常环境下，能实时检测SF6的含量，实时显示检测结果，并在气体含量超过允许值时自动报警；本实用新型同时具备自动检测模式和手动检测模式，在无需开关设备断电的情况下，能同时检测多路气体试样，自由切换所需进行测试的气路，并且通过多路检测能判断SF6比较严重的泄漏位置；本实用新型人机交互界面友好，整个装置体积�。煽啃郧浚阌谛觳庵芷诙蹋槐臼涤眯滦突拱讼雌液头掀遥笆倍约炻┮堑钠方星逑矗煌返牟馐怨碳涿挥邢嗷ジ扇牛槐臼涤眯滦筒捎玫暮焱釹F6传感器灵敏度高，检测灵敏度达到lppm，直接读取寄存器就能获得所测气体的含量并具有温度校正功能。
图I为本实用新型一种多路SF6在线检漏装置的系统结构示意图；图2为本实用新型一种多路SF6在线检漏装置的控制电路的电路�？橥�。
具体实施方式
以下结合附图，具体说明本实用新型的实施例。如图I所示，一种多路SF6在线检漏装置的实施例，该检漏仪包含洗气室I、集气室16、抽气泵11、传感器气室13、红外SF6传感器、废气室15、八个气路电磁阀、二个传感器用电磁阀和一个洗气用电磁阀。本实施例中，八个气路电磁阀、二个传感器用电磁阀和一个洗气用电磁阀6都米用型号为SMC-VQ20的电磁阀。八个气路电磁阀分别为第一气路电磁阀2、第二气路电磁阀3、第三气路电磁阀4、第四气路电磁阀5、第五气路电磁阀7、第六气路电磁阀8、第七气路电磁阀9，以及第八气路电磁阀10。二个传感器用电磁阀分别为第一传感器用电磁阀12和第二传感器用电磁阀14。废气室15采用的加工材料为铝，内部设有一个圆柱形腔体，其容积为500ml。废气室15的输入部分设有一个孔，该孔上连接有快速接头，形成废气室15的进气口。集气室16采用的加工材料为铝，其内部中间设有一个圆柱形的腔体，该腔体的左右两侧各设有四个孔，该八个孔上分别都设有一个快速接头，形成为八个试样进气口，该每个试样进气口上通过快速接头连接有一个气路电磁阀。腔体的首尾两端也各设有一个孔，该两个孔上分别都设有一个快速接头，分别设为一个洗气进气口和一个出气口。集气室16的八个试样进气口分别为第一试样进气口、第二试样进气口、第三试样进气口、第四试样进气口、第五试样进气口、第六试样进气口、第七试样进气口，以及第八试样进气口。该八个试样进气口分别与上述的八个气路电磁阀一一对应。其中，第一气路电磁阀2的出气口通过快速接头连接第一试样进气口，第二气路电磁阀3的出气口通过快速接头连接第二试样进气口，第三气路电磁阀4的出气口通过快速接头连接第三试样进气口，第四气路电磁阀5的出气口通过快速接头连接第四试样进气口，第五气路电磁阀7的出气口通过快速接头连接第五试样进气口，第六气路电磁阀8的出气口通过快速接头连接第六试样进气口，第七气路电磁阀9的出气口通过快速接头连接第七试样进气口，第八气路电磁阀10的出气口通过快速接头连接第八试样进气口。另，第一气路电磁阀2的进气口连接被检测SF6的第一路试样，第二气路电磁阀3的进气口连接被检测SF6的第二路试样，第三气路电磁阀4的进气口连接被检测SF6的第三路试样，第四气路电磁阀5的进气口连接被检测SF6的第四路试样，第五气路电磁阀7的进气口连接被检测SF6的第五路试样，第六气路电磁阀8的进气口连接被检测SF6的第六路试样，第七气路电磁阀9的进气口连接被检测SF6的第七路试样，第八气路电磁阀10的进气口连接被检测SFew第八路试样。传感器气室13设置在一个密封结构的传感器本体内部,该传感器气室13设为长方体形，传感器气室13外部设有两个螺孔，其通过该两个螺孔固定在传感器本体的内部底板上，以保持其自身的稳定，传感器本体上设有两个开口，供传感器气室13进气和出气的气管与传感器本体外部的设备连接，该气管与传感器本体的开口之间密封设置，另传感器本体上还设有插件，供传感器的信号线路通过。红外SF6传感器设有在该传感器气室13的内部，同样传感器气室13的内部设有两个螺孔，红外SF6传感器通过传感器气室13内的该两个螺孔稳定地固定在传感器气室13中。在传感器气室13的内部还设有一个三芯航空接头，用于连接红外SF6传感器的电源线、地线和数据线。传感器气室13上设有一个连通传感器气室13内部和外部的进气口，以及一个连通传感器气室13内部和外部的出气口。本实施例中，红外SF6传感器采用smartGAS系列SmartMODUL-SF6红外传感器。该红外SF6传感器包含两路红外光路，其中一路为参考光路，不照射被检测的SF6气体，另一路对被检测的SF6试样进行照射，气体试样浓度越高，可吸收的光能就越多，通过光电转换 电路检测两路红外光的光强的差值来计算被检测SF6气体的浓度，差值越大，气体含量就越高，传感器通过温度校正来确定最终的含量值，最后通过红外SF6传感器的uart接口将结果传出。该红外SF6传感器内部集成了光电转换电路，数据采集处理电路和温度校正电路。洗气室I采用的加工材料为铝，其内部设为一个圆柱形腔体，该圆柱形腔体的容积为500ml，检测前需在洗气室I内部的圆柱形腔体中注入氮气。在洗气室I的输出部分设有一个孔，该孔上设有快速接头，形成洗气室I的出气口。洗气室I用于每次检测完一个试样后由抽气泵11抽出洗气室I中的氮气注入传感器气室13,清洗传感器气室13内的SF6气体。抽气泵11包含一个气泵及其驱动电路，该气泵采用T2-03微型隔膜泵。如图I所示，一种多路SF6在线检漏装置中各部件的连接关系为洗气室I的输出口通过其快速接头连接于洗气用电磁阀6的进气口，该洗气用电磁阀6的出气口通过快速接头连接集气室16的洗气进气口。集气室16的出气口通过快速接头连接抽气泵11的进气口，该抽气泵11出气口连接于第一传感器用电磁阀12的进气口，第一传感器用电磁阀12的出气口连接传感器气室13的进气口，传感器气室13出气口连接第二传感器用电磁阀14的进气口，该第二传感器用电磁阀14的出气口连接废气室15的进气口。本实施例中，一种多路SF6在线检漏装置还包含一个外方形金属盒，上述的集气室16、内部设有传感器气室13的传感器本体，以及抽气泵11分别固定在该外方形金属盒的内部，该外方形金属盒上加外盖板密封。该外方形金属盒上设有若干开口，集气室16、内部设有传感器气室13的传感器本体，以及抽气泵11上所连接的气管通过该若干开口，穿过外方形金属盒与盒外的部件连接，各个气管与开口之间密封设置。同时外方形金属盒上设有若干插件，用于传感器、抽气泵11与外界的电路连接，供传感器与抽气泵11的信号线路通过。如图2所示，本实施例的一种多路SF6在线检漏装置还包含有其控制电路，该控制电路包含控制�？�17，分别与该控制�？�17双向电路连接的传感器电平转换电路18，显示�？�19和输入模块20，以及分别控制�？�17的输出端电路连接的数码管显示�？�21、抽气阀驱动电路22和11个电磁阀驱动电路23。传感器电平转换电路18还电路连接红外SF6传感器24。控制�？�17采用C8051R)20单片机，它负责处理与传感器的通信，通过驱动电路对电磁阀和抽气泵的控制，以及完成对人机交互�？榻锌刂�。[0051]传感器电平转换电路18采用MAX232ECPE芯片及其所需的外围电路器件，其用于将红外SF6传感器24输出的TTL电平转换为控制模块17单片机串口通信所支持的RS-232电平。红外SF6传感器24通过三芯航空接头将其电源线、地线、信号线电路连接传感器电平转换电路18的输入端，电平转换电路18的输入为电平转换电路18的信号输出，传感器电平转换电路18的输出连到控制�？�17单片机的串行通信接口。显示模块19采用12864液晶屏，其连接控制�？�17单片机的I/O 口，实时显示红外SF6传感器24所测得的SF6气体含量。输入�？�20采用4*4薄膜键盘，其连接控制�？�17单片机的I/O 口，用于输入所需测试样品的气路号(第一路试样、第二路试样、第三路试样、第四路试样、第五路试样、第六路试样、第七路试样、第八路试样)，以及选择手动和自动测试模式。数码管显示�？�21由8路发光二极管构成，其连接控制�？�17单片机的I/O 口，用于在所测试的样品含量超过警戒值时进行报警。 本实施例中，抽气阀驱动电路22包含了光电耦合器4n-35、继电器DS2Y-S-DC12V、二极管1N4007、三极管9013以及若干电阻电容。抽气阀驱动电路22电路连接抽气泵11，由控制模块17单片机控制抽气阀驱动电路22的三极管导通信号驱动其光电稱合器,传输开关信号至继电器，从而驱动抽气泵11进行抽气运作。本实施例中，11个电磁阀驱动电路23都包含了光电稱合器4n_35、继电器DS2Y-S-DC12V、二极管1N4007、三极管9013以及若干电阻电容。该11个电磁阀驱动电路23分别电路连接上述的洗气用电磁阀6、第一气路电磁阀2、第二气路电磁阀3、第三气路电磁阀4、第四气路电磁阀5、第五气路电磁阀7、第六气路电磁阀8、第七气路电磁阀9、第八气路电磁阀10、第一传感器用电磁阀12和第二传感器用电磁阀14。电磁阀驱动电路23的工作原理，是由控制�？�17单片机控制各个电磁阀驱动电路23的三极管导通信号驱动其光电耦合器，传输开关信号至继电器，从而驱动其所对应的电磁阀。该11个电磁阀驱动电路23中，八个电磁阀驱动电路23与八个气路电磁阀一一对应电路连接。由控制�？�17分别控制该八个电磁阀驱动电路23驱动第一气路电磁阀2、第二气路电磁阀3、第三气路电磁阀4、第四气路电磁阀5、第五气路电磁阀7、第六气路电磁阀8、第七气路电磁阀9、第八气路电磁阀10控制集气室16上八路试样进气口气路的通断。该11个电磁阀驱动电路23中，两个电磁阀驱动电路23与第一传感器用电磁阀12和第二传感器用电磁阀14对应电路连接。由控制�？�17分别控制该两个电磁阀驱动电路
23驱动第一传感器用电磁阀12和第二传感器用电磁阀14分别控制传感器气室13两端气路的通断。该11个电磁阀驱动电路23中，一个电磁阀驱动电路23与洗气用电磁阀6电路连接，由控制�？�17控制该电磁阀驱动电路23驱动洗气用电磁阀6控制洗气气路的通断。一种多路SF6在线检漏装置的检测方法，该方法包含以下步骤 步骤I、红外SF6传感器24进行初始化工作，红外SF6传感器24将其寄存器的值传输至传感器电平转换电路18，传感器电平转换电路18将红外SF6传感器24输出的TTL电平转换为控制�？�17单片机串口通信所支持的RS-232电平，并传输至控制模块17。控制�？�17读取红外SF6传感器24中各个寄存器的值，其中包括T-module、MOD、StatuS flags、Concentration、ffarn_Level> Alarm_Level> IR_4tagneu、Device_Type 寄存器。[0062]步骤2、控制�？�17通过输入�？�20设置抽气气路的长度，用来控制抽气泵的抽气时间。该抽气时间的意义为一种多路SF6在线检漏装置气路中管路的管内径乘以其气路长度，再除以抽气量，即等于抽气时间。该抽气时间和检漏仪检测气体的测量时间共同组成检测周期。步骤3、控制�？�17通过输入模块20选择检测试样的工作模式，若选择自动模式，则跳转到步骤4，若选择手动模式，则跳转到步骤5。步骤4、若控制�？�17选择了自动模式，则先从第一路试样开始检测，控制�？�17通过打开第一路试样的进气口相对应的第一气路电磁阀2，并打开抽气泵(11)，开始将被测气体抽取至传感器气室13，然后关闭第一气路电磁阀2及抽气泵11，控制�？�17的单片机读取红外SF6传感器24的Concentration寄存器，获得被测气体中SF6的含量。接着控制模块17驱动打开抽气泵11、洗气室I的洗气用电磁阀6以及废气室15的第二传感器用电磁阀14，洗气室I中的氮气依次通过集气室16、抽气泵11、传感器气室13，最后通入废气 室15，完成对传感器气室13的清洗。接着依次按上述同样的检测顺序对第二路试样、第三路试样、第四路试样、第五路试样、第六路试样、第七路试样、第八路试样进行检测。所有试样检测完成后跳转到步骤6。步骤5、若控制�？�17择了手动模式，则通过输入�？�20向控制�？�17发送所要测试的试样的气路号，打开相应试样的气路所相对应的气路电磁阀，开始将该试样中的被测气体抽取至传感器气室13，然后关闭该试样气路的气路电磁阀及抽气泵11，控制�？�17的单片机读取红外SF6传感器24的Concentration寄存器，获得被测气路中SF6的含量。接着打开抽气泵11，洗气室I的洗气用电磁阀6以及废气室15的第二传感器用电磁阀14，洗气用电磁阀6以及废气室15的第二传感器用电磁阀14，完成对传感器气室13的清洗。检测完成后条转到步骤6。步骤6、控制模块17将检测结果传输至显示�？�19，显示上述步骤中所检测得的
SF6气体含量。步骤7、控制�？�17判断气体含量是否超出阈值，该阈值为lOOppm，若是，则控制�？�17控制数码管显示模块21点亮相应的发光二极管进行告警，若否，则跳转到步骤3，继续开始新一轮测试。尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求1.一种多路SF6在线检漏装置，其特征在于，该检漏仪包含 洗气室(1)，其出气ロ连接有洗气用电磁阀(6)； 集气室(16)，其进气ロ连接洗气用电磁阀(6);该集气室(16)的进气ロ还连接有若干路试样，每路试样与集气室(16)之间的气路上设有气路电磁阀； 抽气泵(11)，其进气ロ连接集气室(16)的出气ロ ； 传感器气室(13)，其进气口和出气ロ各连接有传感器用电磁阀，进气ロ处的传感器用电磁阀连接抽气泵(11)的出气ロ； 废气室(15)，其进气ロ连接传感器气室(13)出气ロ处的传感器用电磁阀；以及， 控制电路； 所述的传感器气室(13)内设有传感器(24)。
2.如权利要求I所述的ー种多路SF6在线检漏装置，其特征在于，所述的控制电路包含 控制�？�(17)； 传感器电平转换电路(18 )，其分别与所述控制�？�(17 )和传感器(24 )双向电路连接； 显示�？�(19 )，其与所述控制�？�(17 )双向电路连接； 输入�？�(20)，其与所述控制模块(17)双向电路连接； 若干电磁阀驱动电路(23)，其分别电路连接所述控制�？�(17)的输出端；该电磁阀驱动电路(23)分别电路连接并设置在传感器用电磁阀、洗气用电磁阀(6)和各个气路电磁阀上； 抽气阀驱动电路(22)，其电路连接所述控制�？�(17)的输出端；该抽气阀驱动电路(22)电路连接并设置在抽气泵(11)上；以及， 数码管显示�？�(21)，其电路连接所述控制模块(17)的输出端。
3.如权利要求2所述的ー种多路SF6在线检漏装置，其特征在干，所述的传感器(24)采用红外SF6传感器。
4.如权利要求I所述的ー种多路SF6在线检漏装置，其特征在于，所述的传感器气室(13)中设有三芯航空接头，其电路连接传感器的电源线、地线和数据线。
5.如权利要求I所述的ー种多路SF6在线检漏装置，其特征在于，所述的洗气室(I)中充有氮气。
专利摘要本实用新型公开一种多路SF6在线检漏装置，包含洗气室，其出气口连接有洗气用电磁阀；集气室，其进气口连接洗气用电磁阀；该集气室的进气口还连接有若干路试样，每路试样与集气室之间的气路上设有气路电磁阀；抽气泵，其进气口连接集气室的出气口；传感器气室，其进气口和出气口各连接有传感器用电磁阀，进气口处的传感器用电磁阀连接抽气泵的出气口；废气室，其进气口连接传感器气室出气口处的传感器用电磁阀；以及，控制电路；传感器气室内设有传感器。本实用新型实时检测SF6的含量，显示检测结果；无需开关设备断电的情况下，同时检测多路气体试样，自由切换所需进行测试的气路；对检漏仪的气路进行清洗，不同气路的测试过程间没有相互干扰。
文档编号G01M3/02GK202582838SQ20112056477
公开日2012年12月5日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者尹毅, 姚周飞, 牟剑, 李喆, 王俏华, 王志浩, 王桃 申请人:昆山和智电气设备有限公司
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