手持式GIS气室故障检测仪制造技术

一种手持式ＧＩＳ气室故障检测仪，它是由硬件结构和软件结构两大部分构成；硬件结构由数据采集模块、数据处理单元、数据存储单元、液晶显示单元、、电磁阀控制单元、报警指示单元、按键操作系统、电源系统部分组成，软件结构由数据采集，数据滤波、数据存储、数据显示和历史数据的查询组成。该检测仪采用高速、高精度采样技术和优化气路机构，结构新颖、便携轻巧、使用方便，广泛用于电器工程的ＧＩＳ故障检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供一种手持式GIS (Gas Insulated Switchgear气体绝缘组合电器设备)气室故障检测仪，它涉及到高精度数据采集，最 优化软件算法的设计及自动化检测控制单元的设计，属于故障诊断 与检测装置。(二)
技术介绍
-现今，采用六氟化硫(SF6 )作为绝缘介质的电气设备主要有断 路器、变压器、电缆、GIS站等。220V电压等级的设备约有一半以 上采用SF6气体绝缘；330V电压等级的设备将近100%采用SF6气 体绝缘；550V电压等级的设备及GIS全部采用SF6气体绝缘；在 IIOKV及以上新建输变电设备与城网改造中，SF6设备成为首选；因 此，及时测定SF6纯度、湿度、泄露，分析SF6气体分解物的含量 并做出故障判断与对故障部位的査找日益显得重要。纯净的SF6在常温常压下为无色、无臭、无毒、不可燃的气体，它 不仅具有稳定的化学性能，而且具有优异的绝缘性能和灭弧性能，是 一种理想的绝缘介质。SF6气体优异的绝缘和灭弧性能使SF6开关设 备得到广泛的应用，在我国GIS的使用量也在逐年增加，SF6电气设 备的广泛应用，为电力生产的安全经济运行发挥积极的作用。但近十 几年来，也暴露出一些由于设备内部的固体绝缘材料的设计、质量以 及安装工艺存在的一些问题，使得设备内部存在缺陷，乃至发生事故， 严重地威胁到电力生产的安全。因此，如何尽早检测出设备内部隐患， 尽量避免事故的发生，长期以来一直是电力工作者非常关注的问题。工作中的SF6气体当温度超过500 。C后，才会开始分解。对于正 常运行的SF6电气设备，其非电弧室中一般没有分解产物，即使在有 电弧的断路器室、也因其分合速度快，又有良好的灭弧功能，再加上 SF6的高复合性(复合率达99.8%以上)，所以，不会有明显的分解产物；对于有故障的SF6电气设备，则会因故障区域的高电弧放电及 高温产生大量的分解物，因此SF6分解物含量的测量对于预防可能产 生的GIS故障及快速判断GIS故障部位有很大的帮助。目前，国内外采用的电气试验， 一般都要在停电状态下进行，且对 内部故障的检出率很低；部分单位使用S〇2、 H2S和HF比色管测试， 其灵敏度低，只能作定性或半定量检测，难以早期检出内部故障，更 不能进行综合分析判断。而市场上现有的一些检测仪普遍存在体积、 质量巨大，携带不便，操作复杂等问题。针对以上问题，经过多方调研和实验，提出了一种手持式基于SF6 气体分解物的GIS气室故障检测仪检测系统的设计方案。该仪器为手 持式配以简单的外接附件，便能实现对SF6断路器的气室故障检测。 并且此检测仪轻巧，携带方便，操作简单，从而为繁琐的检修测试工 作带来便利，减少工作量的同时也节省了不少开支。因而对于断路器 本身的安全运行和状态检测具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种手持式GIS气室故障检测仪，它能克服现 有技术的不足，其结构新颖、便携轻巧、使用方便。 本专利技术一种手持式GIS气室故障检测仪，它是由硬件结构和软件结构两大部分构成，其技术方案如下 (l)硬件结构手持式GIS气室故障检测仪的硬件结构方框示意图，如图1。检测仪硬件结构主要由数据采集模块、数据处理单元、数据存储单 元、液晶显示单元、电磁阀控制单元、报警指示单元、按键操作系统、 电源系统等部分组成。其中，该数据采集模块采用英国City公司生产的二氧化硫传感器 (型号4S)，采样精度为0.1ppm;其中，该数据处理单元釆用ATMEL公司ATmegal28系列AVR单 片机，数据存储使用单片机内部的EEPROM，保证了掉电后数据保 存的特点，便于检测后随时的査询；其中，报警指示单元采用蜂鸣器。 其数据由采集模块采集经校正后，输出到数据处理单元，采集得到的 数据经数据处理单元处理后，进单片机内部的EEPR0M数据存储单元，液晶显示单元直接从存储数据的EEPROM读取数据。当数据处理结果 大于阈值时，报警指示单元中的蜂鸣器报警，发出声音。当按下相应 的按键时作对应的操作，使得整个仪器的使用易学，操作简单方便。 图2为检测仪的操作流程示意图。采用电磁阀控制气路，防止不必要 的六氟化硫等气体外泄到大气中，造成大气污染。图3为电磁阀控制 单元结构示意图。 (2)软件结构:手持式GIS气室故障检测仪的软件结构流程示意图，如图4。 本检测仪软件结构主要由数据采集，数据滤波、数据存储、数据显 示和历史数据的查询组成。其中，数据采集采用单片机的A/D转换端口来实现，考虑到本实 验要求在很短的时间内完成采样，所以采用延时较短的均值滤波处 理，数据的存储采用单片机内部EEPROM，保证数据的快速性存储 与掉电保持，数据显示直接从单片机内部EEPROM读取，历史数据 的查询功能可以使检测工作连续进行，在检测结束后仍可以读取相关 检测数据。软件执行过程说明上电后，首先检查是"开始"按钮按下，还是 "查询"按钮按下，若为"开始"按钮按下，则开始一次的检测，单 片机对传感器采样数据的读取，然后再由单片机A/D转化，采样数 据经数据滤波处理后，进入数据存储，再进入数据显示和历史数据的 查询；若按下"査询"按钮，则液晶显示最近一次测量的数据，按上、 下键选择显示不同时间存储的检测数据。当检测仪工作时，首先由主控器(AVR单片机)发出信号给电磁 阀，由电磁阀控制打开气路，然后由数据采集模块(二氧化硫传感器) 采集数据，并把采集到的数据传送给AVR单片机，经AVR单片机滤 波处理后进行阈值比较；由AVR单片机连接控制报警指示单元，以便 由AVR单片机判断和控制报警指示单元的蜂鸣器是否鸣响报警，并 把数据处理结果存储在AVR单片机的内部EEPROM中，并由AVR 单片机控制与之连接的液晶模块来显示；该检测仪还设置有按键操作 单元，当按键操作单元的各个按键按下时，控制AVR单片机给出不同的指令对应实现上述"软件执行过程说明"所述的各种不同的功能；检测过程中设定最大检测时间，以便防止过多不必要的六氟化硫等气 体外泄到大气中，造成大气污染， --旦到了所设定的检测时间，单片 机控制电磁阀关闭，关闭检测气路，检测工作停止。上述各个步骤的 执行都由软件控制来实现。该检测仪设置有电源系统专门供电。本专利技术提供一种手持式GIS气室故障检测仪，其优点和有益效果如下1,设备主要电子模块单元设计釆用较好的抗电磁干扰电路，排除 电磁干扰的影响；2，采用高速，高精度采样技术，最优化气路结构，以获得高精度 稳定的采样结果；3，在程序设计中，通过软件算法准确求得测量到的含量值，并对 其实现存储，显示，查询和报警分析等多种功能；4,整个检测设备体积较小，携带方便，可以取代常见的体积较大， 质量巨大的箱(盒)式检测设备。整个检测系统采用常用的干电池供电, 更换比较容易；(四) 附图说明图1.手持式GIS气室故障检测仪的硬件结构方框示意图 图2.检测仪的操作流程示意图 图3.电磁阀控制单元结构示意图 图4.检测仪软件结构流程示意图(五) 具体实施例方式本手持式GIS气室故障检测仪的具体实施方式，见图1和图3所示 的硬件结构及电磁阀控制单元结构示意图。其中硬件为以ATMEL公司ATmegal28系列AVR单片机为核心， 外扩展的数据采集模块，检测结果的数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手持式ＧＩＳ气室故障检测仪，它是由硬件结构和软件结构两大部分构成，其特征在于：该硬件结构由数据采集模块、数据处理单元、数据存储单元、液晶显示单元、电磁阀控制单元、报警指示单元、按键操作系统、电源系统组成；该软件结构由数据采集，数据滤波、数据存储、数据显示和历史数据查询组成；　当检测仪工作时，首先由ＡＶＲ单片机发出信号给电磁阀，由电磁阀控制打开气路，然后由数据采集模块即二氧化硫传感器采集数据，并把采集到的数据传送给ＡＶＲ单片机，经ＡＶＲ单片机滤波处理后进行阈值比较；由ＡＶＲ单片机连接控制报警指示单元，以便由ＡＶＲ单片机判断和控制报警指示单元的蜂鸣器是否鸣响报警，并把数据处理结果存储在ＡＶＲ单片机的内部ＥＥＰＲＯＭ中，并由ＡＶＲ单片机控制与之连接的液晶模块来显示；该检测仪还设置有按键操作单元，当按键操作单元的各个按键按下时，控制ＡＶＲ单片机给出不同的指令对应实现各种不同的功能；检测过程中设定最大检测时间，以便防止过多不必要的六氟化硫等气体外泄到大气中，造成大气污染，一旦到了所设定的检测时间，单片机控制电磁阀关闭，关闭检测气路，检测工作停止。上述各个步骤的执行都由软件控制来实现。该检测仪设置有电源系统专门供电。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓光，宁鑫，杨正华，王惠敏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]