SF6电气设备内SO2组分在线监测系统采样气路控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了SF6电气设备内SO2组分在线监测系统采样气路控制装置，主要包括：下位机控制模块、第一光纤准直耦合透镜模块、第二光纤准直耦合透镜模块、光源模块、气体采样池、氮气钢瓶、上位机、光谱仪模块、真空泵、待测SF6电气设备；本实用新型专利技术的优点：本实用新型专利技术利用光谱方法实时监测设备内的SO2组分，解决了SF6电气设备进行在线监测时内部样本气体的自动采样气路设计问题，实现了样本气体的自动采样与气路元件的自动控制，具有结构简单、安装简易、成本低廉的特点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及SF6电气设备内放电故障的在线监测领域，尤其涉及SF6电气设备内SO2组分在线监测系统采样气路控制装置。
技术介绍
SF6气体十分稳定，具有优异的绝缘和灭弧性能，是迄今为止最理想的绝缘、灭弧介质，特别是在气体绝缘组合电器(GIS)中的应用。即便SF6电气设备运行状态比较稳定，但在长期的运行过程中也难免会发生故障。由于设备运行于高压线路中，一旦发生故障，造成的损失是不可估量的。所以有必要对设备的运行状况进行定期的检测并实施相应的维护工作。(参见文献I)目前，SF6电气设备内的气体检测主要是通过现场采集设备内气体后送至实验室，应用中红外光谱和色谱等方法进行分析。这些方法采样间隔较长，不利于及时发现设备内的故障。鉴于在线监测系统具有实时性强、检测周期短、分析速度快等特点，在线监测3^气体组分的方法是未来发展的趋势。采用在线监测的方法需要一套能实现自动控制的气路装置对设备内的气体进行取样，本技术中的气路装置能实现自动和手动两种模式进行采样。文献1:SF6气体及其衍生物的红外光谱分析[J].蔡涛，王先培，黄云光，杜双育等·光谱学与光谱分析，2010，Vol. 30Νο· 11.
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能自动和手动两种模式进行采样的SF6电气设备内SO2组分在线监测系统采样气路控制装置。本技术解决上述技术问题的技术方案如下。SF6电气设备内SO2组分在线监测系统采样气路控制装置，主要包括下位机控制模块、第一光纤准直耦合透镜模块、第二光纤准直耦合透镜模块、光源模块、气体采样池、氮气钢瓶、上位机、光谱仪模块、真空泵、待测SF6电气设备。所述气体采样池，为光程已知的直通式管道结构，气体采样池两端分别设有气体流通通道，通道一端为进气口，另一端为出气口 ；气体采样池两端还设有结构相同的螺纹接口，第一螺纹接口与第一光纤准直耦合透镜模块的一端连接、第二螺纹接口与第二光纤准直耦合透镜模块的一端连接。所述下位机控制模块是一台控制器，包括MCU1、MCU2和POWER三个部分，这三个部分又分为以下子模块单片机模块，继电器模块，电源模块，变送器输入模块，显示模块，PCF8563时钟模块，按键模块；单片机模块包括MCUl和MCU2，MCU1的串口输出端与MCU2的串口输入端相连，MCUl的串口输入端与MCU2的串口输出端相连；继电器模块包括五个继电器，分别与五个电磁阀相连，由MCU2控制；电源模块包括DC5V，DC12V，AC220V三种供电电路结构；变送器输入模块包括温度变送器和压力变送器，分别与MCUl相连；显示模块是一块分辨率为128X64的液晶显示器，直接与MCUl相连；PCF8563时钟模块是一块时钟芯片，直接与MCU2相连；按键模块控制LED灯和继电器模块，包括八个按键，与MCU2相连。所述真空泵，是一个由DC12V电源驱动的微型化的泵吸装置。所述氮气钢瓶，是系统中光谱检测背景气体，即氮气的气源。所述待测SF6电气设备，是系统中待测样本气体的气源。各部件的连结关系第一光纤准直耦合透镜模块的另一端与光源模块连接；第二光纤准直耦合透镜模块的另一端与光谱仪模块连接。压力变送器连接用三通分别连接气体采样池进气针阀、气体采样池、压力变送器，温度变送器连接用三通分别连接气体采样池、气体采样池出气针阀、温度变送器。下位机控制模块通过RS232通信线与上位机一端接头连接，上位机另一端接头通过USB通信线与光谱仪模块连接。下位机控制模块分别通过电线与采样气体进气电磁阀、氮气进气电磁阀、真空泵电磁阀、采样气体排气口电磁阀、真空泵连接。氮气进气连接用三通分别连接氮气进气电磁阀、气体采样池进气止回阀和采样气体进气电磁阀的一端。采样气体排气口连接用三通分别连接真空泵电磁阀、气体采样池出气止回阀和采样气体排气口电磁阀。采样气体进气电磁阀的另一端与待测SF6电气设备相连接。本技术有益效果1.本技术实现了利用紫外光谱方法实时监测SF6电气设备内的SO2组分，解决了对进行在线监测时样本气体的自动采样气路的设计问题；2.本技术可以实现样本气体的自动采样与气路元件的自动控制，具有采样过程自动化、检测分析实时化等特点，对实现SF6电气设备的在线监测以及保证电网的安全稳定运行具有重要的意义；3.本技术具有元件价格低廉、系统安装简易等特点，适用于现场复杂的检测要求。附图说明图1是本技术SF6电气设备内SO2组分在线监测系统采样气路控制装置结构示意图。图中下位机控制模块1，电磁阀信号控制线2，第一光纤准直耦合透镜模块3-1，第二光纤准直稱合透镜模块3-2,光源模块4,气体米样池5,压力变送器6, 7压力变送器连接用三通7，气体采样池进气针阀8，气体采样池进气止回阀9，氮气钢瓶10，氮气进气电磁阀11，氮气进气连接用三通12，采样气体进气电磁阀13，RS232通信线14，上位机15，USB通信线16，光谱仪模块17，温度变送器连接用三通18，温度变送器19，气体采样池出气针阀20，气体采样池出气止回阀21，采样气体排气口 22，采样气体排气口电磁阀23，采样气体排气口连接用三通24，真空泵电磁阀25，真空泵26，待测SF6电气设备27。图2是本技术中的下位机控制模块MCUl部分电路原理图。图3是本技术中的下位机控制模块MCU2部分电路原理图。图4是本技术中的下位机控制模块DC5V电源原理图。图5是本技术中的下位机控制模块DC12V电源原理图。图6是本技术中的下位机控制模块AC220V电源原理图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细的描述。本技术提出的SF6电气设备内SO2组分在线监测系统采样气路控制装置，可配合光谱检测的方法，实现对待测SF6电气设备中组分气体的自动化采样和在线检测，能使检测工作方便的进行。本技术结构如图1所示，图中，SF6电气设备内SO2组分在线监测系统采样气路控制装置，主要包括下位机控制模块1、第一光纤准直耦合透镜模块3-1、第二光纤准直率禹合透镜模块3-2、光源模块4、气体米样池5、氮气钢瓶10、上位机15、光谱仪模块17、真空泵26、氮气待测SF6电气设备27。所述气体采样池5，为光程已知的直通式管道结构，气体采样池两端分别设有气体流通通道，通道一端为进气口，另一端为出气口 ；气体采样池两端还设有结构相同的螺纹接口，第一螺纹接口与第一光纤准直耦合透镜模块3-1的一端连接、第二螺纹接口与第二光纤准直耦合透镜模块3-2的一端连接。所述下位机控制模块I是一台控制器，包括MCU1、MCU2和POWER三个部分，这三个部分又分为以下子模块单片机模块，继电器模块，电源模块，变送器输入模块，显示模块，PCF8563时钟模块，按键模块；单片机模块包括MCUl和MCU2，MCU1的串口输出端与MCU2的串口输入端相连，MCUl的串口输入端与MCU2的串口输出端相连；继电器模块包括五个继电器，分别与五个电磁阀相连，由MCU2控制；电源模块包括DC5V，DC12V，AC220V三种供电电路结构；变送器输入模块包括温度变送器和压力变送器，分别与MCUl相连；显示模块是一块分辨率为128X64的液晶显示器，直接与MCUl相连；PCF8563时钟模块是一块时本文档来自技高网...

【技术保护点】
SF6电气设备内SO2组分在线监测系统采样气路控制装置，其特征在于，主要包括：下位机控制模块、第一光纤准直耦合透镜模块、第二光纤准直耦合透镜模块、光源模块、气体采样池、氮气钢瓶、上位机、光谱仪模块、真空泵、待测SF6电气设备；所述气体采样池，为光程已知的直通式管道结构，气体采样池两端分别设有气体流通通道，通道一端为进气口，另一端为出气口；气体采样池两端还设有结构相同的螺纹接口，第一螺纹接口与第一光纤准直耦合透镜模块的一端连接、第二螺纹接口与第二光纤准直耦合透镜模块的一端连接；所述下位机控制模块是一台控制器，包括MCU1、MCU2和POWER三个部分，这三个部分又分为以下子模块：单片机模块，继电器模块，电源模块，变送器输入模块，显示模块，PCF8563时钟模块，按键模块；单片机模块包括MCU1和MCU2，MCU1的串口输出端与MCU2的串口输入端相连，MCU1的串口输入端与MCU2的串口输出端相连；继电器模块包括五个继电器，分别与五个电磁阀相连，由MCU2控制；电源模块包括DC5V，DC12V，AC220V三种供电电路结构；变送器输入模块包括温度变送器和压力变送器，分别与MCU1相连；显示模块是一块分辨率为128×64的液晶显示器，直接与MCU1相连；PCF8563时钟模块是一块时钟芯片，直接与MCU2相连；按键模块控制LED灯和继电器模块，包括八个按键，与MCU2相连；所述真空泵，是一个由DC12V电源驱动的微型化的泵吸装置；所述氮气钢瓶，是系统中光谱检测背景气体，即氮气的气源；所述待测SF6电气设备，是系统中待测样本气体的气源；各部件的连结关系：第一光纤准直耦合透镜模块的另一端与光源模块连接；第二光纤准直耦合透镜模块的另一端与光谱仪模块连接；压力变送器连接用三通分别连接气体采样池进气针阀、气体采样池、压力变送器，温度变送器连接用三通分别连接气体采样池、气体采样池出气针阀、温度变送器；下位机控制模块通过RS232通信线与上位机一端接头连接，上位机另一端接头通过USB通信线与光谱仪模块连接；下位机控制模块分别通过电线与采样气体进气电磁阀、氮气进气电磁阀、真空泵电磁阀、采样气体排气口电磁阀、真空泵连接；氮气进气连接用三通分别连接氮气进气电磁阀、气体采样池进气止回阀和采样气体进气电磁阀的一端；采样气体排气口连接用三通分别连接真空泵电磁阀、气体采样池出气止回阀和采样气体排气口电磁阀；采样气体进气电磁阀的另一端与待测SF6电气设备相连接。...

【技术特征摘要】
1.SF6电气设备内SO2组分在线监测系统采样气路控制装置，其特征在于，主要包括下位机控制模块、第一光纤准直耦合透镜模块、第二光纤准直耦合透镜模块、光源模块、气体采样池、氮气钢瓶、上位机、光谱仪模块、真空泵、待测SF6电气设备； 所述气体采样池，为光程已知的直通式管道结构，气体采样池两端分别设有气体流通通道，通道一端为进气口，另一端为出气口 ；气体采样池两端还设有结构相同的螺纹接口，第一螺纹接口与第一光纤准直耦合透镜模块的一端连接、第二螺纹接口与第二光纤准直耦合透镜模块的一端连接； 所述下位机控制模块是一台控制器，包括MCUl、MCU2和POWER三个部分，这三个部分又分为以下子模块单片机模块，继电器模块，电源模块，变送器输入模块，显不模块，PCF8563时钟模块，按键模块；单片机模块包括MCUl和MCU2，MCU1的串口输出端与MCU2的串口输入端相连，MCUl的串口输入端与MCU2的串口输出端相连；继电器模块包括五个继电器，分别与五个电磁阀相连，由MCU2控制；电源模块包括DC5V，DC12V，AC220V三种供电电路结构；变送器输入模块包括温度变送器和压力变送器，分别与MCUl相连；显示模块是一块分辨率为128X64的液晶显示器，直...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄云光，王先培，朱立平，赵宇，余志祥，董政呈，谭学园，刘陈瑶，
申请(专利权)人：广西电网公司电力科学研究院，武汉大学，
类型：实用新型
国别省市：