GIS组合电器法兰面防水防漏气监测系统技术方案

本发明专利技术提供一种GIS组合电器法兰面防水防漏气监测系统，属于GIS组合电器法兰面防水防漏气监测技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种GIS组合电器法兰面防水防漏气监测系统硬件结构的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：系统设置的环境传感器具体为监测环境中温湿度和六氟化硫浓度的传感器，单片机控制器内部设置有控制电路板，控制电路板上集成有中央控制器、AD转换模块、数据通信模块、数据存储模块，单片机控制器上还安装有触控屏和声光报警器，中央控制器通过导线分别与AD转换模块、数据存储模块、触控屏、声光报警器相连；中央控制器的电源输入端与电源模块相连；本发明专利技术应用于GIS组合电器法兰面防水防漏气监测。于GIS组合电器法兰面防水防漏气监测。于GIS组合电器法兰面防水防漏气监测。

【技术实现步骤摘要】
GIS组合电器法兰面防水防漏气监测系统


[0001]本专利技术提供一种GIS组合电器法兰面防水防漏气监测系统，属于GIS组合电器法兰面防水防漏气监测


技术介绍

[0002]GIS（GAS INSULATED SWITCHGEAR）是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称，主要用于电力设备的运行维护，目前使用的GIS电器由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等部件组成，这些设备或部件全部封装在接地的金属外壳中，并在其内部充有一定压力的SF6六氟化硫绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。
[0003]在GIS电器上设置的法兰是连接电器内不同气室及实现其气密性的重要部件，而在GIS设备运行过程中，由于其防水结构存在缺陷，进行的防水作业不完善可能会造成GIS法兰密封面进水，在长期进水锈蚀下会造成密封面SF6气体泄漏，从而导致GIS电器内部放电，这不仅会造成停电事故，同时在局部放电和高温等因素的作用下SF6气体会发生化学分解，分解物遇到水分后会形成如氟化氢、二氧化硫、四氟化硫、硫化氢等有毒有害物质，将会刺激皮肤、眼睛、粘膜，如果吸入量大，会导致现场人员肺组织急性水肿，甚至导致缺氧而窒息。
[0004]由于GIS电器的法兰面进水无法通过肉眼观测，且泄漏的SF6气体具备无色无味的物理特征，运维人员很难及时发现异常，因此为防止GIS电器法兰面进水，对泄漏的SF6气体进行实时监测就显得尤为重要；但目前针对GIS组合电器法兰面的防水防漏气监测，在对法兰面加注绝缘硅脂的基础上，需要人工每日抄录SF6气体的表计压力，该措施并不能从根本上解决隐患，且由于GIS电器母管的安装位置较高，造成人工巡视比较困难，使得监测不及时，监测工作量大，工作强度高。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种GIS组合电器法兰面防水防漏气监测系统硬件结构的改进。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：GIS组合电器法兰面防水防漏气监测系统，包括设置在GIS组合电器上的环境传感器，设置在作业现场的单片机控制器，所述环境传感器具体为监测环境中温湿度和六氟化硫浓度的传感器，所述单片机控制器内部设置有控制电路板，所述控制电路板上集成有中央控制器、AD转换模块、数据通信模块、数据存储模块，所述单片机控制器上还安装有触控屏和声光报警器，所述中央控制器通过导线分别与AD转换模块、数据存储模块、触控屏、声光报警器相连；所述中央控制器的电源输入端与电源模块相连；所述AD转换模块的信号输入端与数据通信模块相连；所述数据通信模块具体通过无线网络与环境传感器无线连接；所述数据通信模块还通过RS485通信线缆与设置在监控室内的监测计算机相连。
[0007]所述中央控制器还外接有JTAG调试模块。
[0008]所述中央控制器内部使用的芯片型号为C8051F020。
[0009]所述电源模块内部使用的电源管理芯片的型号为AS1117。
[0010]所述数据通信模块内部使用的通信芯片的型号为ESP8266。
[0011]所述环境传感器的型号为CX
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SF6XLJKBJXT208。
[0012]本专利技术相对于现有技术具备的有益效果为：本专利技术提供一种应用于GIS组合电器法兰面防水防漏气的监测系统，针对电力设备的运行维护，基于移动互联技术进行线上监测，实时判断工作时的GIS组合电器是否有进水或有SF6六氟化硫气体泄漏的情形并报警，解决GIS电器法兰面受水气侵蚀引发的漏气问题，克服人工巡视困难，漏气无法被及时发现的问题，有效提高监测效率，降低监测工作强度。
附图说明
[0013]下面结合附图对本专利技术做进一步说明：图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的电路结构示意图；图3为本专利技术中央控制器的电路图；图中：1为环境传感器、2为中央控制器、3为AD转换模块、4为数据通信模块、5为数据存储模块、6为触控屏、7为声光报警器、8为电源模块、9为监测计算机、10为JTAG调试模块。
具体实施方式
[0014]如图1至图3所示，本专利技术提供一种用于GIS组合电器的法兰面防水及SF6气体泄露监测系统，使用的GIS组合电器设置有全密封不锈钢防雨罩，在其底部安装有温湿度及SF6监测三合一的环境传感器，该传感器内置有无线通信模块，可以基于无线网络实现与监控后台的通信，当监测到漏气及温湿度异常时还可主动报警，提醒运维人员及时对工作现场进行检查。
[0015]本专利技术针对监测端设置有单片机机柜和监测计算机，其中监测计算机中设置有LabVIEW管控软件，单片机机柜内部采用C8051F020型号的单片机控制器，单片机控制器通过数据通信模块与传感器实时交互数据，采集泄漏气体信息，传感器内置的敏感元器件反馈的气体信号经过信号调节电路进行信号放大和滤波操作后，信号通过单片机再经过一次A/D转换，然后通过RS485串口传送到监测计算机进行分析处理，最后在监测计算机上实现数据处理、数据显示、数据记录存储和报警提示等操作。
[0016]本专利技术可以对多路环境传感器采集的数据进行分析处理，并由监测端显示发生SF6泄漏的位置，本专利技术使用的电化学传感器具有工作性能稳定、使用寿命较长、灵敏度高、功耗低、选择性强等特点，并且对气体的响应速度较快，气体浓度和输出的电流信号之间具有良好的线性关系，所以低浓度气体非常适合使用电化学传感器来检测。
[0017]所述环境传感器根据原电池原理制成，传感器本身是一个电池，具体由两个多孔气体扩散电极组成，两个电极分别为疏水性好的透气膜和导电性好的催化膜，透气膜是一层塑料薄膜，是进气的通道，催化膜由担体组成，它能使被测气体易与电解液发生接触，通
过催化剂使其快速发生电化学反应，并收集反应电荷。
[0018]气体扩散的过程控制电化学反应产生的电流，而扩散过程与待测气体浓度有一定的关系；根据法拉第电解定律可知，电流强度与气体浓度具有线性关系，使得本专利技术使用的环境传感器主要通过电解反应的电流来测量气体的浓度。
[0019]所述环境传感器具体由敏感元件、变换元件、信号调节电路三部分组成，其中敏感元件采集吸收气体进行测量，将非电量数据传输至变换元件，由变换元件将电数据发送至信号调节电路，最终输出电量数据通过无线网络传输给单片机进行分析处理；整个过程主要将待测气体的模拟量转换为数字量进行发送处理，其中模拟信号是通过信号调理电路变为数字信号，信号调理是将敏感元件检测到的各种信号转换为标准信号的过程，上述信号调理电路在数字量输入的通道中主要实现消抖、滤波、电平转换、保护、隔离等功能，一套完整的数据采集系统必须要有信号调理电路，传感器的输出电流是微安级的，要求调理电路具备运放功能。
[0020]本专利技术使用的环境传感器具体为SC－B型SF6传感器，利用SF6“灭弧”的特点，以及定时动态高压微电流检测原理，灵敏度高、运行稳定，测量范围是0～5000mg/L，输出信号电压为0～5mV，工作电流小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.GIS组合电器法兰面防水防漏气监测系统，包括设置在GIS组合电器上的环境传感器（1），设置在作业现场的单片机控制器，其特征在于：所述环境传感器（1）具体为监测环境中温湿度和六氟化硫浓度的传感器，所述单片机控制器内部设置有控制电路板，所述控制电路板上集成有中央控制器（2）、AD转换模块（3）、数据通信模块（4）、数据存储模块（5），所述单片机控制器上还安装有触控屏（6）和声光报警器（7），所述中央控制器（2）通过导线分别与AD转换模块（3）、数据存储模块（5）、触控屏（6）、声光报警器（7）相连；所述中央控制器（2）的电源输入端与电源模块（8）相连；所述AD转换模块（3）的信号输入端与数据通信模块（4）相连；所述数据通信模块（4）具体通过无线网络与环境传感器（1）无线连接；所述数据通信模块（4）还通过RS485通信线缆与设置在监控室内的...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊宏宇，时伟光，成小胜，杨爱民，解涛，胡多，姚兆民，冯利君，赵宇亭，李平伟，王成，成功，王建民，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司超高压变电分公司，
类型：发明
国别省市：