一種gis漏氣故障診斷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種GIS漏氣故障診斷系統(tǒng)，包括溫度傳感器、氣壓傳感器、分布電容測量模塊、信號調(diào)理電路、AD采樣器、控制器、存儲模塊和報警模塊，溫度傳感器、氣壓傳感器和分布電容測量模塊分別采集環(huán)境溫度信號、氣室內(nèi)氣壓信號以及氣室導(dǎo)電桿與外殼之間的分布電容信號并傳送給信號調(diào)理電路，AD采樣器采樣經(jīng)過信號調(diào)理的信號并傳送給控制器，控制器根據(jù)接收到的信號判斷GIS氣室是否漏氣，將判斷結(jié)果存入存儲模塊，并控制報警模塊工作?？朔爽F(xiàn)有GIS氣室漏氣故障診斷技術(shù)存在的缺陷，消除了環(huán)境溫度對GIS氣室漏氣故障診斷的干擾。
【專利說明】
-種G IS漏氣故障診斷系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型屬于智能變電站技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及了一種GIS漏氣故障診斷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣體絕緣組合電器(Gas Insulated Switchgear,簡稱GIS)是把變電所里各種電 氣設(shè)備除變壓器外全部組合裝配在一個封閉的金屬外殼里，GIS氣室內(nèi)充有一定壓強的SFe 氣體，W實現(xiàn)導(dǎo)體對外殼、相間W及斷口間的可靠絕緣。因而GIS具有結(jié)構(gòu)緊湊、運行可靠性 高和安裝方便等優(yōu)點。
[0003] GIS氣室一般裝有氣體壓力傳感器，當(dāng)有氣體泄漏時，GIS氣室壓強減小，一般情況 下是可W判別漏氣故障的。但是根據(jù)氣體狀態(tài)方程，導(dǎo)致一定體積的氣室SF6壓強變化因素 中除了漏氣還有溫度。此外GIS導(dǎo)電桿與外殼為同軸結(jié)構(gòu)，二者之間存在分布電容，且電解 質(zhì)為SF6氣體，若氣室漏氣SF6氣壓減小，SF6的介電常數(shù)改變，因此可W基于分布電容的變化 實現(xiàn)氣室漏氣故障的監(jiān)測。實際上氣體的介電常數(shù)不但與壓力有關(guān)，溫度也是影響其介電 常數(shù)的重要因數(shù)。
[0004] 現(xiàn)實中，一年內(nèi)各季度的溫差很大，特別是個別地區(qū)一天內(nèi)的氣溫變化很大，運將 影響GIS氣室漏氣的監(jiān)測的準(zhǔn)確性和靈敏性。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 為了解決上述【背景技術(shù)】提出的技術(shù)問題，本實用新型旨在提供一種GIS漏氣故障 診斷系統(tǒng)，克服現(xiàn)有GIS氣室漏氣故障診斷技術(shù)存在的缺陷，消除環(huán)境溫度對GIS氣室漏氣 故障診斷的干擾。
[0006] 為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)實用新型的技術(shù)方案為：
[0007] -種GIS漏氣故障診斷系統(tǒng)，包括溫度傳感器、氣壓傳感器、分布電容測量模塊、信 號調(diào)理電路、AD采樣器、控制器、存儲模塊和報警模塊，所述氣壓傳感器和分布電容測量模 塊設(shè)置在GIS氣室內(nèi)，溫度傳感器、氣壓傳感器、分布電容測量模塊的輸出端分別與信號調(diào) 理電路的輸入端相連，AD采樣器的輸入端連接信號調(diào)理電路的輸出端，控制器分別連接AD 采樣器的輸出端、存儲模塊和報警模塊;所述溫度傳感器、氣壓傳感器和分布電容測量模塊 分別采集環(huán)境溫度信號、氣室內(nèi)氣壓信號W及氣室導(dǎo)電桿與外殼之間的分布電容信號并傳 送給信號調(diào)理電路，AD采樣器采樣經(jīng)過信號調(diào)理的信號并傳送給控制器，控制器根據(jù)接收 到的信號判斷GIS氣室是否漏氣，將判斷結(jié)果存入存儲模塊，并控制報警模塊工作。
[000引基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述信號調(diào)理電路包括放大電路和濾波電路，放 大電路的輸入端連接溫度傳感器、氣壓傳感器和分布電容測量模塊的輸出端，放大電路的 輸出端連接濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端連接AD采樣器的輸入端。
[0009] 基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述報警模塊包括分別與控制器相連的LED和蜂 鳴器。
[0010] 基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述控制器采用ARM處理器。
[0011] 基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述溫度傳感器采用銷熱電阻。
[0012] 采用上述技術(shù)方案帶來的有益效果：
[0013] 本實用新型根據(jù)溫度對氣室Si^6氣體壓強和介電常數(shù)的影響，計算出時測溫度下 氣室未故障的對應(yīng)的壓強和分布電容，然后與實測的氣室壓強和分布電容值作對比，實現(xiàn) 氣室漏氣故障判別。本實用新型可消除GIS運行時氣溫變化對氣室漏氣故障識別的影響，有 壓強和分布電容兩個特征量，提高故障判別的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型的系統(tǒng)組成框圖。
【具體實施方式】
[0015] W下將結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細(xì)說明。
[0016] 溫度對氣室Si^6氣體壓強的影響可基于氣體狀態(tài)方程，對于一定體積的GIS氣室， 有：
[0017]
(1)
[0018] 即若氣室未漏氣，氣室的壓強與溫度成正比。但若氣室漏氣，則氣室實測壓強P將 小于氣室壓強的理論計算值為Po X t/to。
[0019] 溫度對氣室SF6介電常數(shù)的影響可基于氣體介電常數(shù)方程，如下：
[0020]
巧）
[0021] 式中Er為介電常數(shù)，k為波爾斯曼常數(shù)，k=1.38Xl0-23J/K，α為SF6氣體分子半徑。 由上式可知，介電常數(shù)同時受氣室溫度和壓強的影響。
[0022] GIS氣室為同軸圓柱體結(jié)構(gòu)，分布電容可由下式計算：
[0023]
(3)
[0024] 上式中ε〇為真空電容率，1為氣室長度，Rd為氣室外殼半徑，Rw為導(dǎo)電桿半徑。
[0025] 若氣室未漏氣則溫度t下對應(yīng)的氣壓為p/，氣室的分布電容為，SFs的介電常數(shù) 為：
[0026]
(4》
[0027] 則對應(yīng)的分布電容為
[002引 C'=kcXco 巧）
[0029] 其中系數(shù)kc為：
[0030]
(6)
[0031] 但若氣室漏氣，溫度t對應(yīng)的氣壓為P，氣室的分布電容為C，且有P<P/，則SF6的介 電常數(shù)減小，也即分布電容減小。
[0032] 本實用新型正是基于上述理論原理設(shè)計而來，如圖1所示本實用新型的系統(tǒng)組成 框圖，一種GIS漏氣故障診斷系統(tǒng)，包括溫度傳感器、氣壓傳感器、分布電容測量模塊、信號 調(diào)理電路、AD采樣器、控制器、存儲模塊和報警模塊，所述氣壓傳感器和分布電容測量模塊 設(shè)置在GIS氣室內(nèi)，溫度傳感器、氣壓傳感器、分布電容測量模塊的輸出端分別與信號調(diào)理 電路的輸入端相連，AD采樣器的輸入端連接信號調(diào)理電路的輸出端，控制器分別連接AD采 樣器的輸出端、存儲模塊和報警模塊;所述溫度傳感器、氣壓傳感器和分布電容測量模塊分 別采集環(huán)境溫度信號、氣室內(nèi)氣壓信號W及氣室導(dǎo)電桿與外殼之間的分布電容信號并傳送 給信號調(diào)理電路，AD采樣器采樣經(jīng)過信號調(diào)理的信號并傳送給控制器，控制器根據(jù)接收到 的信號判斷GIS氣室是否漏氣，將判斷結(jié)果存入存儲模塊，并控制報警模塊工作。
[0033] 在本實施例中，所述信號調(diào)理電路包括放大電路和濾波電路，放大電路的輸入端 連接溫度傳感器、氣壓傳感器和分布電容測量模塊的輸出端，放大電路的輸出端連接濾波 電路的輸入端，濾波電路的輸出端連接AD采樣器的輸入端。
[0034] 在本實施例中，所述報警模塊包括分別與控制器相連的Lm)和蜂鳴器。所述控制器 采用ARM處理器。所述溫度傳感器采用銷熱電阻。
[0035] 根據(jù)溫度對氣室SF6氣體壓強和介電常數(shù)的影響，計算出時測溫度下氣室未故障 時對應(yīng)的壓強和分布電容的理論值，然后與實測的氣室壓強和分布電容值作對比，實現(xiàn)氣 室漏氣故障的判別。
[0036] W上實施例僅為說明本實用新型的技術(shù)思想，不能W此限定本實用新型的保護范 圍，凡是按照本實用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本實 用新型保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種GIS漏氣故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:包括溫度傳感器、氣壓傳感器、分布電容測 量模塊、信號調(diào)理電路、AD采樣器、控制器、存儲模塊和報警模塊，所述氣壓傳感器和分布電 容測量模塊設(shè)置在GIS氣室內(nèi)，溫度傳感器、氣壓傳感器、分布電容測量模塊的輸出端分別 與信號調(diào)理電路的輸入端相連，AD采樣器的輸入端連接信號調(diào)理電路的輸出端，控制器分 別連接AD米樣器的輸出端、存儲模塊和報警模塊;所述溫度傳感器、氣壓傳感器和分布電容 測量模塊分別采集環(huán)境溫度信號、氣室內(nèi)氣壓信號以及氣室導(dǎo)電桿與外殼之間的分布電容 信號并傳送給信號調(diào)理電路，AD采樣器采樣經(jīng)過信號調(diào)理的信號并傳送給控制器，控制器 根據(jù)接收到的信號判斷GIS氣室是否漏氣，將判斷結(jié)果存入存儲模塊，并控制報警模塊工 作。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種GIS漏氣故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述信號調(diào)理電路包 括放大電路和濾波電路，放大電路的輸入端連接溫度傳感器、氣壓傳感器和分布電容測量 模塊的輸出端，放大電路的輸出端連接濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端連接AD采樣 器的輸入端。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種GIS漏氣故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述報警模塊包括分 別與控制器相連的LED和蜂鳴器。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種GIS漏氣故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器采用ARM處 理器。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種GIS漏氣故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度傳感器采用 鉑熱電阻。
【文檔編號】G01M3/32GK205620094SQ201620200106
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月15日
【發(fā)明人】許洪華, 王春寧, 馬宏忠, 劉寶穩(wěn), 崔楊柳
【申請人】國網(wǎng)江蘇省電力公司南京供電公司, 國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)江蘇省電力公司