專利名稱：絕緣氣體含水量監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測裝置，尤其是一種斷路器中保護(hù)氣體含水量的在線監(jiān)測裝置，屬于電力輸送技術(shù)領(lǐng)域。
電力在傳輸過程中，需要經(jīng)過高壓斷路器的分合操作。近年來，隨著設(shè)備的小型化，變電站高壓電氣設(shè)備大量采用惰性、絕緣氣體作為絕緣介質(zhì)，特別是斷路器和GIS等電氣設(shè)備常采用SF6氣體作為絕緣介質(zhì)。在長期使用中，由于設(shè)備的微漏，SF6氣體中難免會滲入水氣。當(dāng)這些滲入絕緣氣體中的水氣含量超過一定值時，將使開關(guān)操作面臨危險，嚴(yán)重時有可能燒壞開關(guān)，甚至引起開關(guān)爆炸，使供電系統(tǒng)癱瘓。為了監(jiān)測SF6氣體的含水量，目前大多采用冷鏡原理的露點(diǎn)儀定期巡檢?，F(xiàn)有露點(diǎn)儀主要由光路系統(tǒng)、致冷系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)等組成。檢測時，氣路系統(tǒng)將待檢氣體引入致冷系統(tǒng)，當(dāng)該系統(tǒng)中的冷鏡表面凝結(jié)水露時，露點(diǎn)儀可以通過光學(xué)系統(tǒng)檢測到冷鏡表面返光率的變化，從而根據(jù)露點(diǎn)溫度折算出待測氣體的含水量。這種現(xiàn)有監(jiān)測裝置存在的問題如下(1)每次檢測耗時長，少則數(shù)分鐘，多則數(shù)十分鐘，并且消耗一定的SF6氣體；(2)監(jiān)測只能單一逐點(diǎn)進(jìn)行，無法在線監(jiān)測，不能實(shí)現(xiàn)計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。
本實(shí)用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有監(jiān)測裝置存在的問題，提出一種可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測的高壓電氣設(shè)備絕緣氣體含水量監(jiān)測裝置，進(jìn)而為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理奠定基礎(chǔ)。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的高壓電氣設(shè)備絕緣氣體含水量監(jiān)測裝置的技術(shù)方案是該裝置包括微水變送器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)，其中微水變送器含有濕度傳感器，所述濕度傳感器由分別裸露在被測氣體中和密封在腔體中的一對串聯(lián)熱敏電阻構(gòu)成，兩熱敏電阻的中接點(diǎn)作為濕度傳感器的輸出端，經(jīng)放大電路由微水變送器的輸出端接A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端接單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端，單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端外接數(shù)據(jù)總線。本實(shí)用新型還可以包括顯示器，顯示器接單片機(jī)的相應(yīng)輸出端。
使用時，微水變送器的進(jìn)氣口接被監(jiān)測氣源，單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端通過數(shù)據(jù)總線連接到總控中心。當(dāng)本實(shí)用新型的監(jiān)測裝置工作時，微水變送器中的兩熱敏電阻將由于被測氣體中含有水分而產(chǎn)生溫差，從而輸出與被測氣體含水量成正比的電壓信號，此信號經(jīng)放大處理后由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，變成數(shù)據(jù)信號傳輸給單片機(jī)，再經(jīng)單片機(jī)數(shù)字過濾、溫度補(bǔ)償、門限比較等運(yùn)算，最終通過數(shù)據(jù)總線，將被測氣體含水量數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇偪刂行膶?shí)時記錄，同時可通過顯示器顯示出來。這樣，便實(shí)現(xiàn)了高壓電氣設(shè)備絕緣氣體含水量的在線監(jiān)測。不難看出，本實(shí)用新型可以及時完成有關(guān)含水量數(shù)據(jù)的采集、傳輸、記錄，具有精確度高、顯示直觀、便于集中控制等突出優(yōu)點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的工作原理框圖。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的電路原理圖。
圖3是圖2實(shí)施例中濕度傳感器的示意圖。
本實(shí)施例為一種專門用于SF6的絕緣氣體含水量監(jiān)測裝置，主要由微水變送器、TLC1549型A/D轉(zhuǎn)換器<2>、89C51型單片機(jī)<3>構(gòu)成(參見圖2)，其中微水變送器含有一對串聯(lián)熱敏電阻Rt1、Rt2構(gòu)成的濕度傳感器(參見圖3)，熱敏電阻Rt1裸露在被測氣體中，Rt2則密封在腔體內(nèi)。兩熱敏電阻Rt1、Rt2的中接點(diǎn)A作為濕度傳感器輸出端，其輸出信號經(jīng)放大處理后送到微水變送器的輸出端，微水變送器接口<1>經(jīng)并聯(lián)的濾波電容C8、C9，電位器W1，以及阻抗變換器，接多路模擬開關(guān)<4>的13腳，再由該多路模擬開關(guān)<4>的輸出端3腳接A/D轉(zhuǎn)換器<2>的輸入端2腳。A/D轉(zhuǎn)換器<2>的輸出端6腳接單片機(jī)<3>的數(shù)據(jù)輸入端13腳，單片機(jī)<3>的2、3兩腳為專用通訊口，經(jīng)MAX488芯片組成的標(biāo)準(zhǔn)RS-485總線接口接監(jiān)測中心，單片機(jī)<3>的14-17腳作為顯示輸出，接液晶顯示屏(圖中未示出)。單片機(jī)<3>的7、8腳作為控制輸出端，分別經(jīng)開關(guān)三極管接報警和閉鎖電路中的繼電器，具體來說，單片機(jī)<3>的7、8腳分別接首級三極管T1、T2的基極，首級三極管T1、T2的集電極分別接終級三極管T3、T4的基極，終級三極管T3、T4的集電極分別接報警繼電器JK1或閉鎖繼電器JK2，兩級三極管的發(fā)射極均接地，其基極均經(jīng)電阻接電源。
圖2中左上角為電源電路部分，經(jīng)整流、穩(wěn)壓、濾波提供所需電源；圖2右下角附近的繼電器JK0用于電源監(jiān)測，當(dāng)兩路電源中有一路出故障時，JK0將釋放，從而輸出故障信號。圖中的按鈕AN1、AN2僅用于調(diào)試，不作為功能按鈕使用。
當(dāng)本實(shí)施例的裝置工作時，裸露在被測氣體中的熱敏電阻由于SF6中含有水份而產(chǎn)生溫度變化，從而導(dǎo)致阻值變化，最終引起兩熱敏電阻中接點(diǎn)的輸出電壓變化，本實(shí)施例中當(dāng)含水量在10-1000ppm范圍變化時，相應(yīng)的輸出電壓在0-5V范圍變化。來自微水變送器的含水量電壓信號通過電容C8、C9濾波，以及電位器W1阻抗變換輸出，再經(jīng)放大，由多路模擬開關(guān)<4>傳至A/D轉(zhuǎn)換器<2>的輸入端2腳，通過A/D轉(zhuǎn)換器<2>轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，由其輸出端6腳傳至單片機(jī)<3>。當(dāng)含水量信號運(yùn)算結(jié)果表明大于報警門限時，單片機(jī)<3>的7腳輸出低電平，使兩終級開關(guān)三極管T3、T4導(dǎo)通，兩繼電器JK1、JK2吸合，從而發(fā)出報警和閉鎖信號。在此過程中，單片機(jī)<3>可以隨時將監(jiān)測結(jié)果通過顯示屏顯示出來；當(dāng)接收到監(jiān)測中心發(fā)來的上傳命令后，單片機(jī)<3>通過RS-485總線及時將采集到的氣體微水含量數(shù)值、報警信息、門限信息以及閉鎖信息遠(yuǎn)傳至變電站的監(jiān)測中心。
顯然，本實(shí)施例的絕緣氣體含水量監(jiān)測裝置可以精確實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測高壓電氣設(shè)備中絕緣氣體的含水量，確保高壓電氣設(shè)備始終能夠正常而又安全的工作。并且，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)化遠(yuǎn)程監(jiān)測，大大減輕了勞動強(qiáng)度。
權(quán)利要求1．一種絕緣氣體含水量監(jiān)測裝置，包括微水變送器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)，其特征在于所述微水變送器含有濕度傳感器，所述濕度傳感器由分別裸露在被測氣體中和密封在腔體中的一對串聯(lián)熱敏電阻構(gòu)成，兩熱敏電阻的中接點(diǎn)作為微水變送器的輸出端，經(jīng)放大電路由微水變送器的輸出端接A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端接單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端，單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端外接數(shù)據(jù)總線。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣氣體含水量監(jiān)測裝置，其特征在于還包括顯示器，所述顯示器接單片機(jī)的相應(yīng)輸出端。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣氣體含水量監(jiān)測裝置，其特征在于所述微水變送器的輸出端經(jīng)并聯(lián)的濾波電容、電位器，以及放大器，并通過多路模擬開關(guān)接A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣氣體含水量監(jiān)測裝置，其特征在于所述單片機(jī)的專用通訊口經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)RS-485總線接口接監(jiān)測中心。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣氣體含水量監(jiān)測裝置，其特征在于所述單片機(jī)的控制輸出端分別接報警和閉鎖電路中首級三極管的基極，首級三極管的集電極分別接終級三極管的基極，終級三極管的集電極分別接報警或閉鎖繼電器，兩級三極管的發(fā)射極均接地，其基極均經(jīng)電阻接電源。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種絕緣氣體含水量監(jiān)測裝置,包括微水變送器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī),其中微水變送器含有濕度傳感器,所述濕度傳感器由分別裸露在被測氣體中和密封在腔體中的一對串聯(lián)熱敏電阻構(gòu)成,兩熱敏電阻的中接點(diǎn)作為微水變送器的輸出端,經(jīng)放大電路后由微水變送器接A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端,A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端接單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端,單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端外接數(shù)據(jù)總線。本實(shí)用新型可以精確采集記錄有關(guān)數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測高壓斷路器滅弧室內(nèi)SF6氣體的含水量,確保斷路器、GIS等高壓電氣設(shè)備能夠正常而又安全地工作。
文檔編號G01N27/14GK2456164SQ0026181
公開日2001年10月24日 申請日期2000年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月7日
發(fā)明者王家政, 孟陽, 周大平, 方可田, 劉紅波 申請人:南京供電局, 南京帕瓦電力技術(shù)有限公司