[实用新型]一种基于多传感器的SF6气体泄漏在线监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及SF₆气体浓度的监测装置，尤其是采用多传感器融合技术的SF₆气体泄漏在线监测装置。

背景技术

SF₆气体具有良好的绝缘和灭弧性能，被大量用于高压变电站内的开关设备中，由于开关设备中相关部件的老化和制造工艺差异等因素的影响，SF₆气体泄漏是固然存在的隐患。SF₆气体泄漏不仅会危及开关设备的安全运行，甚至会对开关室工作人员的生命安全构成威胁，给国家造成重大的经济损失。因此，实现对开关室内环境的在线监测、实时报警和通风控制，对于保障工作人员的人身安全、开关设备的安全运行乃至电网的正常运转具有十分重要意义。

目前国内用于SF₆气体泄漏检测多数采用负电晕放电探测技术，该技术通过检测一对高压电极之间的放电电流随空气中SF₆气体浓度的不同而变化，只要检测出该高压电极的放电电流，就可以换算出空气中SF₆气体浓度。由于高压电极的放电效率与使用时间成反比，而且其放电电流受环境温度和湿度影响较大，即高压电极的放电特性很不稳定，较大地影响SF₆气体浓度的测量精度，极易产生错误的报警信息，严重影响该技术的实际应用价值。因此，如何提高测量精度和报警信息的可信度，解决高压电极放电特性不稳定的问题一直是负电晕放电探测技术推广应用过程中的研究热点。

发明内容

本实用新型的目的是针对采用负电晕放电探测技术的SF₆气体泄漏在线监测装置中存在高压电极放电特性不稳定的问题，提供一种基于多传感器信息融合技术的SF₆气体泄漏在线监测装置。本装置通过检测与SF₆气体浓度直接或间接相关的O₂气体浓度、H₂S气体浓度、SO₂气体浓度、温度和湿度等相关数据信息，应用多传感器的信息融合技术，实现测量系统的自动定标、测量数据的补偿和确定输出报警信号决策，提高了SF₆气体浓度测量的精度和报警的可信度，延长了高压电极的使用寿命。

为达到上述目的，本实用新型的目标所采用的技术方案是：基于多传感器融合技术的SF₆气体泄漏在线监测装置由微处理器、数据采集和调理装置、通风和报警控制装置、通信电路以及电源电路组成。其中：微处理器内部含有存储器和模数转换器，或根据需要在微处理器的外部扩展存储器和模数转换器；数据采集和调理装置含有SF₆气体浓度传感器、O₂气体浓度固态传感器、H₂S气体浓度电化学传感器、SO₂气体浓度电化学传感器、温度传感器、湿度传感器和信号调理电路，电源电路是指提供给微处理器、数据采集和调理装置、通信电路所需要的直流电源；通风和报警控制装置含有报警器、风机控制器和控制电路；通信电路的无线通信为短距离无线通信方式时，以nRF905芯片为无线通信控制器，为有线通信方式时，以CAN总线通信链路为有线通信路径。

本实用新型所述的湿度传感器采集的数据输出与一分压滤波电路输入端相连接；数据采集和调理装置中的温度传感器的数据输出端与微处理器的数字输入端口相连接，SF₆气体浓度传感器的数据输出端、O₂气体浓度固态传感器的数据输出端、H₂S气体浓度传感器的数据输出端、SO₂气体浓度传感器的数据输出端和湿度的信号调理电路输出端与微处理器的模数转换器输入端相连接；微处理器的数字输出端与通风和报警控制电路的输入端相连接；通信电路通过数据总线与微处理器的数字端相连接；电源电路与微处理器、数据采集和调理装置、通风和报警控制装置和通信电路的电源输入端相连，为各电路工作提供电源。

本实用新型所述的SF₆气体浓度传感器的数据输出端与微处理器的模数转换器输入端相连接前，SF₆气体浓度传感器采集的数据首先输出给一由电流传感器ZXCT1010和外部一个电阻构成的电流信号放大电路，经过放大的数据信号再与微处理器的模数转换器输入端相连。