【技术实现步骤摘要】
一种自诊断的气体密度继电器及其使用方法
本专利技术涉及电力
，具体涉及一种应用在高压、中压电气设备上的自诊断的气体密度继电器及其使用方法。
技术介绍
目前，SF6(六氟化硫)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，我国电力系统容量急剧扩大，SF6电气设备用量越来越多。SF6气体在高压电气设备中的作用是灭弧和绝缘，高压电气设备内SF6气体的密度降低和微水含量如果超标将严重影响SF6高压电气设备的安全运行：1)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。2)在一些金属物的参与下，SF6气体在高温200℃以上温度可与水发生水解反应，生成活泼的HF和SOF2，腐蚀绝缘件和金属件，并产生大量热量，使气室压力升高。3)在温度降低时，过多的水分可能形成凝露水，使绝缘件表面绝缘强度显著降低，甚至闪络，造成严重危害。因此电网运行规程强制规定，在设备投运前和运行中都必须对SF6气体的密度和含水量进行定期检测。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...
【技术保护点】
1.一种自诊断的气体密度继电器，其特征在于，包括：气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、至少一个诊断传感器、智控单元；/n所述气体密度继电器本体包括：壳体，以及设于壳体内的压力检测元件、温度补偿元件、信号发生器、信号动作机构；/n所述气体密度检测传感器，与所述气体密度继电器本体在气路上连通，用于采集压力值和温度值、和/或气体密度值；/n所述诊断传感器，设置在气体密度继电器本体的壳体内，被配置为采集所述气体密度继电器本体内压力变化、或温度变化、或气体密度变化时产生形变的部件的形变量、和/或产生位移的部件的位置或位移量；/n所述智控单元，分别与所述气体密度检测传感器、所述诊断...
【技术特征摘要】
1.一种自诊断的气体密度继电器，其特征在于，包括：气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、至少一个诊断传感器、智控单元；
所述气体密度继电器本体包括：壳体，以及设于壳体内的压力检测元件、温度补偿元件、信号发生器、信号动作机构；
所述气体密度检测传感器，与所述气体密度继电器本体在气路上连通，用于采集压力值和温度值、和/或气体密度值；
所述诊断传感器，设置在气体密度继电器本体的壳体内，被配置为采集所述气体密度继电器本体内压力变化、或温度变化、或气体密度变化时产生形变的部件的形变量、和/或产生位移的部件的位置或位移量；
所述智控单元，分别与所述气体密度检测传感器、所述诊断传感器相连接，接收所述气体密度检测传感器和/或所述诊断传感器采集的数据，通过判断所述形变量、和/或位置、和/或位移量是否在预设阈值内，或将所述形变量、和/或位置、和/或位移量与其对应的预设标准值进行比对，来诊断所述气体密度继电器本体的当前工作状态是否正常；或者，所述智控单元将接收的数据上传至后台，所述后台通过判断所述形变量、和/或位置、和/或位移量是否在预设阈值内，或将所述形变量、和/或位置、和/或位移量与其对应的预设标准值进行比对，来诊断所述气体密度继电器本体的当前工作状态是否正常。
2.一种自诊断的气体密度监测装置，其特征在于，包括：气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、至少一个诊断传感器、智控单元；
所述气体密度继电器本体包括：壳体，以及设于壳体内的压力检测元件、温度补偿元件、信号发生器、信号动作机构；
所述气体密度检测传感器，与所述气体密度继电器本体在气路上连通，用于采集压力值和温度值、和/或气体密度值；
所述诊断传感器，设置在气体密度继电器本体的壳体内，被配置为采集所述气体密度继电器本体内压力变化、或温度变化、或气体密度变化时产生形变的部件的形变量、和/或产生位移的部件的位置或位移量；
所述智控单元，分别与所述气体密度检测传感器、所述诊断传感器相连接，接收所述气体密度检测传感器和/或所述诊断传感器采集的数据，通过判断所述形变量、和/或位置、和/或位移量是否在预设阈值内，或将所述形变量、和/或位置、和/或位移量与其对应的预设标准值进行比对，来诊断所述气体密度继电器本体的当前工作状态是否正常；或者，所述智控单元将接收的数据上传至后台，所述后台通过判断所述形变量、和/或位置、和/或位移量是否在预设阈值内，或将所述形变量、和/或位置、和/或位移量与其对应的预设标准值进行比对，来诊断所述气体密度继电器本体的当前工作状态是否正常。
3.根据权利要求1所述的气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述诊断传感器设置在压力检测元件上；或者，
所述诊断传感器设置在温度补偿元件上；或者，
所述诊断传感器设置在信号动作机构；或者，
所述诊断传感器有两个，其中一个设置在压力检测元件上，另一个设置在温度补偿元件上。
4.根据权利要求1所述的气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述诊断传感器包括位移传感器、磁力传感器、重力传感器、压力传感器、形变量传感器、测距传感器、光电传感器、角度传感器、超声波传感器、红外传感器、形变片传感器、摄像机中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述气体密度继电器本体、所述气体密度检测传感器为一体化结构；或者，所述气体密度继电器本体、所述气体密度检测传感器为一体化结构的远传式气体密度继电器。
6.根据权利要求1所述的气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述气体密度检测传感器为一体化结构；或者，所述气体密度检测传感器为一体化结构的气体密度变送器。
7.根据权利要求1所述的气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述气体密度检测传感器包括至少一个压力传感器和至少一个温度传感器；或者，采用由压力传感器和温度传感器组成的气体密度变送器；或者，采用石英音叉技术的密度检测传感器。
8.根据权利要求7所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述压力传感器安装于所述气体密度继电器本体的气路上；所述温度传感器安装于所述气体密度继电器本体的气路上或气路外，或所述气体密度继电器本体内，或所述气体密度继电器本体外。
9.根据权利要求1所述的气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述智控单元获取所述气体密度检测传感器采集的气体密度值；或者，所述智控单元获取所述气体密度检测传感器采集的压力值和温度值，完成所述气体密度继电器对所监测的电气设备的气体密度的在线监测。
10.根据权利要求1所述的气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述信号发生器包括微动开关或磁助式电接点，所述气体密度继电器本体通过所述信号发生器输出接点信号；所述压力检测器包括巴登管或波纹管；所述温度补偿元件采用温度补偿片或壳体内封闭的气体。
11.根据权利要求1所述的气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述诊断传感器检测所述温度补偿元件相对于20℃时外形尺寸的形变量，所述智控单元或后台判断该形变量是否在预设阈值内，该形变量在预设阈值内，则所述温度补偿元件的当前工作状态为正常工作状态，否则，为异常工作状态；或者，
将每个历史检测环境温度T相对于20℃的温度变化值△T、与其对应的温度补偿元件的形变量△L的预设标准值之间的对应关系预先生成数据表格；所述智控单元或后台计算当前温度变化下、诊断传感器检测的温度补偿元件的形变量与查询数据表格所获得的对应的预设标准值之间的差值，即误差，判断该误差是否在预设阈值内，该误差在预设阈值内，则所述温度补偿元件的当前工作状态为正常工作状态，否则，为异常工作状态；其中，△T＝│T-20│℃，△L＝│LT-L20│，LT为环境温度T时温度补偿元件所对应的外形尺寸，L20为20℃时温度补偿元件所对应的外形尺寸。
12.根据权利要求1所述的气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述诊断传感器检测所述温度补偿元件在设定的气体密度值下的位置，所述智控单元或后台判断该位置是否在预设阈值内，该位置在预设阈值内，则所述温度补偿元件的当前工作状态为正常工作状态，否则，为异常工作状态；或者，
将每个历史检测的气体密度值、与其对应的温度补偿元件的位置的预设标准值之间的对应关系预先生成数据表格；所述智控单元或后台计算当前气体密度下、诊断传感器检测的温度补偿元件的位置与查询数据表格所获得的对应的预设标准值之间的差值，即误差，判断该误差是否在预设阈值内，该误差在预设阈值内，则所述温度补偿元件的当前工作状态为正常工作状态，否则，为异常工作状态；或者，
所述诊断传感器检测所述温度补偿元件在气体密度变化时产生的位移量，所述智控单元或后台判断该位移量是否在预设阈值内，该位移量在预设阈值内，则所述温度补偿元件的当前工作状态为正常工作状态，否则，为异常工作状态；或者，
将每个历史检测的气体密度变化值、与其对应的温度补偿元件的位移量的预设标准值之间的对应关系预先生成数据表格；所述智控单元或后台计算当前气体密度变化下、诊断传感器检测的温度补偿元件的位移量与查询数据表格所获得的对应的预设标准值之间的差值，即误差，判断该误差是否在预设阈值内，该误差在预设阈值内，则所述温度补偿元件的当前工作状态为正常工作状态，否则，为异常工作状态。
13.根据权利要求1所述的气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述诊断传感器检测所述压力检测元件在设定的气体压力值下的位置，所述智控单元或后台判断该位置是否在预设阈值内，该位置在预设阈值内，则所述压力检测元件的当前工作状态为正常工作状态，否则，为异常工作状态；或者，
将每个历史检测的气体压力值、与其对应的压力检测元件的位置的预设标准值之间的对应关系预先生成数据表格；所述智控单元或后台计算当前气体压力下、诊断传感器检测的压力检测元件的位置与查询数据表格所获得的对应的预设标准值之间的差值，即误差，判断该误差是否在预设阈值内，该误差在预设阈值内，则所述压力检测元件的当前工作状态为正常工作状态，否则，为异常工作状态；或者，
所述诊断传感器检测所述压力检测元件在气体压力变化时产生的位移量，所述智控单元或后台判断该位移量是否在预设阈值内，该位移量在预设阈值内，则所述压力检测元件的当前工作状态为正常工作状态，否则，为异常工作状态；或者，
将每个历史检测的气体压力变化值、与其对应的压力检测元件的位移量的预设标准值之间的对应关系预先生成数据表格；所述智控单元或后台计算当前气体压力变化下、诊断传感器检测的压力检测元件的位移量与查询数据表格所获得的对应的预设标准值之间的差值，即误差，判断该误差是否在预设阈值内，该误差在预设阈值内，则所述压力检测元件的当前工作状态为正常工作状态，否则，为异常工作状态。
14.根据权利要求1所述的气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述诊断传感器检测所述信号动作机构在设定的气体密度值下的位置，所述智控单元或后台判断该位置是否在预设阈值内，该位置在预设阈值内，则所述信号动作机构的当前工作状态为正常工作状态，否则，为异常工作状态；或者，
将每个历史检测的气体密度值、与其对应的信号动作机构的位置的预设标准值之间的对应关系生成数据表格；所述智控单元或后台计算当前气体密度下、诊断传感器检测的信号动作机构的位置与查询数据表格所获得的对应的预设标准值之间的差值，即误差，判断该误差是否在预设阈值内，该误差在预设阈值内，则所述信号动作机构的当前工作状态为正常工作状态，否则，为异常工作状态；或者，
所述诊断传感器检测所述信号动作机构在气体密度值变化时产生的位移量，所述智控单元或后台判断该位移量是否在预设阈值内，该位移量在预设阈值内，则所述信号动作机构的当前工作状态为正常工作状态，否则，为异常工作状态；或者，
将每个历史检测的气体密度变化值、与其对应的信号动作机构的位移量的预设标准值之间的对应关系预先生成数据表格；所述智控单元或后台计算当前气体密度变化下、诊断传感器检测的信号动作机构的位移量与查询数据表格所获得的对应的预设标准值之间的差值，即误差，判断该误差是否在预设阈值内，该误差在预设阈值内，则所述信号动作机构的当前工作状态为正常工作状态，否则，为异常工作状态。
15.根据权利要求1所述的气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：还包括驱使接点动作机构，所述驱使接点动作机构设置于所述气体密度继电器本体的壳体内或壳体外，与所述智控单元相连接；所述驱使接点动作机构包括施力机构和运动机构，所述施力机构包括驱动部件和由驱动部件驱动的传力件，所述运动机构包括推杆，所述推杆在施力机构的驱动下运动，对气体密度继电器本体施加作用力，直接或间接地使信号动作机构发生位移，以触发信号发生器产生接点信号动作；其中，所述接点信号包括报警、和/或闭锁。
16.根据权利要求15所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述驱动部件包括磁力、重力、电机、电动推杆电机、步进电机、往复运动机构、卡诺循环机构、空压机、压缩机、放气阀、造压泵、增压泵、增压阀、电动气泵、电磁气泵、气动元件、磁耦合推力机构、加热产生推力机构、电加热产生推力机构、化学反应产生推力机构中的一种。
17.根据权利要求15所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述传力件包括凸轮、连接杆、弹簧、金属件、非金属件、伸缩件、非伸缩件中的一种。
18.根据权利要求15所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述气体密度继电器本体还包括设于所述壳体内的基座、端座、机芯；所述机芯固定在所述基座上；所述压力检测元件为巴登管，其一端固定在所述基座上并与之连通，另一端通过所述端座与所述温度补偿元件的一端相连接，所述温度补偿元件的另一端设有信号动作机构；所述信号动作机构上设有推动所述信号发生器、使所述信号发生器的接点接通或断开的调节螺钉或触发件，所述气体密度继电器本体通过所述信号发生器输出接点信号；所述驱动接点动作机构设于所述气体密度继电器本体的壳体外，所述驱动接点动作机构还包括设有开口的外罩，所述外罩固定连接于所述壳体上，且所述开口朝向所述壳体，所述驱动部件、传力件、推杆设置在所述外罩内。
19.根据权利要求18所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述推杆朝向施力机构的一端穿过一固定架，所述固定架固定设置在气体密度继电器本体的壳体上，所述推杆远离施力机构的一端自所述外罩的开口伸出后，通过气体密度继电器本体的壳体上的气孔伸入所述壳体内；所述推杆伸入所述壳体的端部与壳体内的压力检测元件相对设置。
20.根据权利要求19所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述固定架与所述气孔之间的推杆上套设有复位弹簧。
21.根据权利要求20所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述传力件为凸轮，所述凸轮上与所述凸轮的凸起部相对的端面与所述推杆朝向传力件的一端相接触，所述复位弹簧为自然伸展状态；所述驱动部件驱动所述凸轮转动，所述凸轮的凸起部击打所述推杆，驱动所述推杆沿其轴向方向运动，所述凸轮的凸起部离开所述推杆时，所述推杆在所述复位弹簧的弹力作用下复位。
22.根据权利要求18所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述机芯包括扇形齿轮和中心齿轮，扇形齿轮的第一端部与中心齿轮相啮合，扇形齿轮的第二端部通过连杆或直接与所述温度补偿元件的另一端连接；所述扇形齿轮的第二端部固定连接扇形齿轮接触件的一端，扇形齿轮接触件的另一端自所述气体密度继电器本体的壳体的气孔伸出所述壳体外、与所述驱使接点动作机构的推杆远离施力机构的一端相对设置。
23.根据权利要求15所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述气体密度继电器本体包括设于所述壳体内作为压力检测元件的第一波纹管，还包括第二波纹管，所述第一波纹管的第一开口端固定在所述壳体的内壁上，所述第一波纹管的第二开口端与第一密封件密封连接，所述第一波纹管的内壁、所述第一密封件、所述壳体的内壁共同围成第一密封气室，所述第一密封气室设有与电气设备的绝缘气体相连通的接口；所述第二波纹管的第一开口端与所述第一密封件密封连接，所述第二波纹管的第二开口端口通过第二密封件与所述壳体的内壁连接，所述第一波纹管的外壁、所述第一密封件、所述第二波纹管的外壁、所述第二密封件及所述壳体的内壁共同围成第二密封气室，所述第二密封气室内充有标准补偿气体，构成温度补偿元件；所述第二波纹管的内壁、所述第二密封件及所述壳体的内壁共同围成第三气室，所述信号发生器和信号动作机构设置在所述第三气室内，所述信号动作机构与所述第一密封件连接，所述信号发生器对应所述信号动作机构设置；所述驱动接点动作机构设于所述气体密度继电器本体的壳体内，所述推杆靠近所述传力件的一端设有固定件，所述推杆远离所述传力件的一端贯穿固定于壳体内壁的固定架，并延伸至固定架的下方与信号动作机构相对设置。
24.根据权利要求23所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述第一波纹管的外径大于所述第二波纹管的外径。
25.根据权利要求23所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述信号动作机构包括一移动杆，所述移动杆的一端伸入所述第二波纹管内，与所述第一密封件连接，并随第一波纹管的形变产生位移；所述移动杆的另一端伸出所述第二波纹管，固定连接一调节固定件，所述调节固定件上设有调节螺钉，所述调节螺钉用于在移动杆的推动力下触动所述信号发生器。
26.根据权利要求23所述的气体...
【专利技术属性】
技术研发人员：金海勇，夏铁新，郭正操，郝彩侠，金海生，
申请(专利权)人：上海乐研电气有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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