基于多传感器的混合绝缘气体检测系统技术方案

基于多传感器的混合绝缘气体检测系统，包括主控单元、显示单元、打印单元、采样气总流量控制单元，微量氧检测单元、压力监测单元、混合气浓度检测单元、湿度传感单元，第一和第二流量监测单元；采样气输入总管上设总流量控制单元，进气口设有自封式快插接头，出气口均和第一第二的进气口相连接；微量氧检测单元、压力监测单元、混合气浓度检测单元和第一流量监测单元均设在第一支气路上；湿度传感单元、第二流量监测单元设在第二支气路上，第一和第二流量监测单元的出气口均连接排气管。第一或第二支气路上设置有扩展接口。本实用新型专利技术实现了多种混合气的气体浓度、湿度、微量氧含量的检测，具有功能全、操作简便特点。

Detection system of mixed insulating gas based on multi-sensor

【技术实现步骤摘要】
基于多传感器的混合绝缘气体检测系统
本技术属于高压电气设备绝缘气体检测领域，特别涉及混合绝缘气体的气体浓度（混合比）、湿度、微量氧含量检测系统。
技术介绍
随着我国环保意识的不断增强以及特殊环境需求，混合绝缘气（如SF6/N2和SF6/CF4）在高压开关设备中应用也将日益增多。开关设备的可靠运行对电网安全稳定运行起着决定性的作用，对周边工业、生活用电影响巨大，但开关设备内部状态监测和故障诊断仍存在很大的技术难题，研究如何快速、准确的预估设备运行状态的新方法显得极其重要。研究及现场运行经验表明，监测设备内部混合绝缘气体的气体浓度（混合比）、湿度、微量氧含量，有助于快速、准确判断设备缺陷和潜伏性故障。所以，高压开关设备混合绝缘气体的气体浓度（混合比）、湿度、微量氧含量的测量在电力变电领域有着广泛的应用前景，是高压开关设备绝缘故障研究的前沿课题之一。随着设备的长期运行，由于微量泄漏以及气室内外气体环境的动态平衡影响，气室内混合绝缘气体的气体浓度（混合比）会发生变化，气体湿度、氧含量会增高，混合绝缘气体的灭弧性能会大大降低。混合绝缘气、水和氧，在电弧作用下会分解产生二氧化硫（SO2）、硫化氢（H2S）、氟化氢（HF）、氟化亚硫酰（SOF2）、一氧化氮（NO）等有毒分解产物，使高压开关设备无法正常运行，甚至发生爆炸，给社会带来巨大的经济损失。目前常见混合绝缘气体分析仪表功能比较单一，无法实现对SF6/N2混合气、SF6/CF4混合气、N2/CF4混合气等不同类型混合气的气体浓度（混合比）检测以及气体湿度、氧含量的检测，无法满足客户现场应用条件。或者需要购买多台不同功能的分析仪表，不仅价格昂贵且操作繁琐，测量过程需多次连接不同仪表的取气接头，造成采样气体多次排放污染环境；且气体消耗较大，为保证气室内部气体压力，需要给开关气室进行频繁补气，容易造成灭弧性能不稳定并且增大工作量。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足之处，本技术提供一种集SF6/N2、SF6/CF4、N2/CF4等不同类型混合绝缘气的气体浓度（混合比）、湿度、微量氧含量检测等多种检测指标于一体的混合绝缘气体检测系统。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：基于多传感器的混合绝缘气体检测系统，包括主控单元、显示单元、打印单元、采样气总流量控制单元，微量氧检测单元、压力监测单元、混合气浓度（混合比）检测单元、湿度传感单元，第一和第二流量监测单元；采样气总流量控制单元设在采样气输入总管上，采样气输入总管进气口设有自封式快插接头，出气口均和第一支气路、第二支气路的进气口相连接；微量氧检测单元、压力监测单元、混合气浓度（混合比）检测单元和第一流量监测单元均设在第一支气路上，它们依次连接，微量氧检测单元的出气口连接压力监测单元的进气口，压力监测单元的出气口连接混合气浓度（混合比）检测单元的进气口，混合气浓度（混合比）检测单元的出气口连接第一流量监测单元的进气口，第一流量监测单元的出气口连接排气管；湿度传感单元和第二流量监测单元设在第二支气路上，湿度传感单元的出气口连接第二流量监测单元的进气口，第二流量监测单元的出气口也连接到排气管。主控单元通过控制电缆分别与采样气总流量控制单元、微量氧检测单元、压力监测单元、混合气浓度（混合比）检测单元、湿度传感单元、第一和第二流量监测单元以及显示单元、打印单元相连接。第一支气路或第二支气路上设置有用于检测混合绝缘气体密度以及二氧化硫SO2、硫化氢H2S、一氧化碳CO、氢气H2等气体含量的扩展接口。湿度检测单元、微量氧检测单元均内置高精度温度传感器。混合气浓度（混合比）检测单元集成多种检测传感器，包括热导传感器、激光红外传感器和高精度温度传感器，所述激光红外传感器内置所述高精度温度传感器。混合气浓度（混合比）检测单元，实现SF6/N2、SF6/CF4、N2/CF4等不同类型混合气的气体浓度（混合比）检测。其中激光红外传感器，用于检测热导率相近的混合气体组分，内置高性能温度传感器，精确监测气室内部温度，提高系统的温度可靠性和稳定性，有效保证气体浓度（混合比）检测单元的精度。热导传感器，基于热导原理检测热导率相差较大的混合气体组分，能检测SF6/N2和CF4/N2等多种混合气体的浓度。微量氧检测单元采用恒温控制模式，适用于各种温度环境。各支气路设计有压力和流量监测单元，用来实时修正气体流量和环境压力对测量结果的影响。本技术工作时，检测方法包括以下步骤：1）将自封式快插接头连接到高压开关设备上，检查并确保气路密封性；2）气室内混合气体由自封式快插接头进入到采样气体输入总管内，采样气总流量控制单元会自动调节进气流量，对整个管路系统包含各检测单元进行吹扫钝化；3）混合气浓度（混合比）检测单元、湿度检测单元、微量氧检测单元、采样气总流量控制单元、压力监测单元和第一和第二支气路流量监测单元分别获得混合气的气体浓度（混合比）信号、湿度信号、微量氧含量信号、样气进气的流量、气路内部压力、各支路的气体流量等信号，然后通过数字信号或者模拟信号将数据上传给主控单元，由主控单元存储并通过计算后，测得混合绝缘气体的气体浓度（混合比）、湿度、微量氧含量；4）主控单元将各项数据送到显示单元，显示单元实时显示混合气浓度（混合比）、湿度、微量氧含量的测量数据以及温度、流量值、气路内压力等数值，并同时进行数据保存，以备日后通过历史查询功能进行复查、研究。由于本技术预留有多种扩展接口资源，极其方便扩展为具有：混合绝缘气体密度，SO2、H2S、CO、H2气体含量功能的混合绝缘气体综合气体分析系统。本技术基于多传感器的混合绝缘气体检测系统，系统中混合气浓度（混合比）检测单元检测SF6/N2、SF6/CF4、N2/CF4等不同类型混合绝缘气的气体浓度（混合比）信号，湿度检测单元检测气体湿度，微量氧检测单元检测氧含量，温度传感单元、压力监测单元、各支路流量监测单元分别检测环境温度、气路压力、各支路流量，这些数据信号被主控单元采集进入主控单元，并通过分析算法（包含气体组分分析、湿度检测、氧含量检测、流量补偿、温度补偿、压力补偿等），得到气体浓度（混合比）、湿度、微量氧含量等测量结果。本技术实现了SF6/N2、SF6/CF4、N2/CF4等不同类型混合绝缘气的气体浓度（混合比）、湿度、微量氧含量的检测，满足不同类型的混合绝缘气体应用环境下的监测和检验需求，可监控、预估开关设备的运行状态；且具有功能全、操作简便、体积小、重量轻、响应快速、精度高等优点，设计上采用快插式接口，具有流量自动调节、存储打印等功能，非常适合不同现场环境的应用。附图说明图1是本技术的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本技术基于多传感器的混合绝缘气体检测系统，包括主控单元1、显示单元2、打印单元3、采样气总流量控制单元5，微量氧检测单元4、压力监测单元7、混合气浓度（混合比）检测单元10、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于多传感器的混合绝缘气体检测系统，其特征在于：包括主控单元、显示单元、打印单元、采样气总流量控制单元，微量氧检测单元、压力监测单元、混合气浓度检测单元、湿度传感单元，第一和第二流量监测单元；/n采样气总流量控制单元设在采样气输入总管上，采样气输入总管的进气口设有自封式快插接头，出气口均和第一支气路、第二支气路的进气口相连接；/n微量氧检测单元、压力监测单元、混合气浓度检测单元、第一流量监测单元设在第一支气路上，它们依次连接，微量氧检测单元的出气口连接压力监测单元的进气口，压力监测单元的出气口连接混合气浓度检测单元的进气口，混合气浓度检测单元的出气口连接第一流量监测单元的进气口，第一流量监测单元的出气口连接排气管；/n湿度传感单元、第二流量监测单元设在第二支气路上，湿度传感单元的出气口连接第二流量监测单元的进气口，第二流量监测单元的出气口也连接到排气管；/n主控单元通过控制电缆分别与采样气总流量控制单元、微量氧检测单元、压力监测单元、混合气浓度检测单元、湿度传感单元、第一和第二流量监测单元以及显示单元、打印单元相连接。/n

【技术特征摘要】
1.基于多传感器的混合绝缘气体检测系统，其特征在于：包括主控单元、显示单元、打印单元、采样气总流量控制单元，微量氧检测单元、压力监测单元、混合气浓度检测单元、湿度传感单元，第一和第二流量监测单元；
采样气总流量控制单元设在采样气输入总管上，采样气输入总管的进气口设有自封式快插接头，出气口均和第一支气路、第二支气路的进气口相连接；
微量氧检测单元、压力监测单元、混合气浓度检测单元、第一流量监测单元设在第一支气路上，它们依次连接，微量氧检测单元的出气口连接压力监测单元的进气口，压力监测单元的出气口连接混合气浓度检测单元的进气口，混合气浓度检测单元的出气口连接第一流量监测单元的进气口，第一流量监测单元的出气口连接排气管；
湿度传感单元、第二流量监测单元设在第二支气路上，湿度传感单元的出气口连接第二流量监测单元的进气口，第二流量监测单元的出气口也连接到排气管；
主控单元通过控制电缆分别与采样气总流量控制单元、微...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪献忠，李建国，楚东月，王三霞，
申请(专利权)人：河南省日立信股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41