一种密度继电器智能校验监测装置论文和设计-顾理强

全文摘要

本实用新型公开了一种密度继电器智能校验监测装置，包括机械模块、电路模块和后台模块；所述机械模块与电路模块相连；所述电路模块通过网络与后台模块相连；所述机械模块与后台模块通过电路模块相连后，可以正常通讯；本实用新型的密度继电器智能校验监测装置实现了在线监测、智能校验，补气一体式功能，智能判断密度继电器的准确度，是实现电力行业网络化在线智能校验监测系统的必要手段。

主设计要求

1.一种密度继电器智能校验监测装置，其特征在于：包括机械模块、电路模块和后台模块；所述机械模块与电路模块相连；所述电路模块通过网络与后台模块相连；所述机械模块与后台模块通过电路模块相连后，可以正常通讯。

设计方案

2.根据权利要求1所述的密度继电器智能校验监测装置，其特征在于：所述机械模块包括密度继电器接口、密度继电器电气接口、检测气室、工作气室、开关设备对接接头和补气接头；所述密度继电器接口和密度继电器电气接口都与密度继电器相连；所述密度继电器接口与检测气室相连；所述检测气室与工作气室通过气路管道相连；所述检测气室内设有第三常闭电磁阀和传感器；所述工作气室内设有电磁阀组；所述工作气室上连接有开关设备对接接头；所述检测气室上连接有补气接头；所述密度继电器电气接口与电路模块相连；所述第三常闭电磁阀和电磁阀组分别与电路模块相连；所述第三常闭电磁阀与第七气路管道相连；所述第七气路管道与补气接头相连。

3.根据权利要求2所述的密度继电器智能校验监测装置，其特征在于：所述电磁阀组包括第一常闭电磁阀、第一常开电磁阀和第二常闭电磁阀；所述检测气室与工作气室通过第一气路管道、第三气路管道和第五气路管道相连；所述第一常闭电磁阀分别与第一气路管道和第二气路管道相连；所述第二气路管道与外界相通；所述第一常开电磁阀分别与第三气路管道和第四气路管道相连；所述第二常闭电磁阀分别与第五气路管道和第六气路管道相连；所述第四气路管道和第六气路管道相连后，与开关设备对接接头相连。

4.根据权利要求3所述的密度继电器智能校验监测装置，其特征在于：所述电路模块包括电子线路板、外壳、继电保护接口和后台模块通讯网络接口；所述电子线路板设置在外壳内；所述外壳上设有继电保护接口和后台模块通讯网络接口；所述后台模块通讯网络接口与后台模块相连；所述密度继电器电气接口、第一常闭电磁阀、第一常开电磁阀、第二常闭电磁阀和第三常闭电磁阀都与电子线路板相连。

5.根据权利要求1所述的密度继电器智能校验监测装置，其特征在于：所述后台模块为软件系统。

6.根据权利要求3或4所述的密度继电器智能校验监测装置，其特征在于：所述第一常闭电磁阀、第二常闭电磁阀和第三常闭电磁阀包括阀体、阀芯、弹性部件、电磁驱动机构、低压侧进气口、高压侧进气口和密封圈；所述阀芯设置在阀体内；所述阀芯与阀体间设有弹性部件；所述电磁驱动机构与阀芯相连；所述阀体的两侧设有低压侧进气口和高压侧进气口；所述阀芯上设有多个密封圈；所述至少一个密封圈设置在低压侧进气口和高压侧进气口之间，所述低压侧进气口和高压侧进气口不相通；所述电磁驱动机构启动时，弹性部件被压缩，带动阀芯移动，所述低压侧进气口和高压侧进气口相通。

7.根据权利要求3或4所述的密度继电器智能校验监测装置，其特征在于：所述第一常开电磁阀包括阀体、阀芯、弹性部件、电磁驱动机构、低压侧进气口、高压侧进气口和密封圈；所述阀芯设置在阀体内；所述阀芯与阀体间设有弹性部件；所述电磁驱动机构与阀芯相连；所述阀体的两侧设有低压侧进气口和高压侧进气口；所述阀芯上设有多个密封圈；所述低压侧进气口和高压侧进气口相通；所述电磁驱动机构启动时，弹性部件被压缩，带动阀芯移动，所述至少一个密封圈位于低压侧进气口和高压侧进气口之间，所述低压侧进气口和高压侧进气口不相通。

设计说明书

技术领域

本发明涉及一种监测校验装置，特别是一种密度继电器智能校验监测装置，属于电器仪器监测技术领域。

背景技术

开关设备,是电力系统中已经被广泛的应用的电气设备，而其可靠运行也成为电力系统稳定供电的重要保障之一。密度继电器是在安装在开关上用来监测气体密度变化的重要手段，保证开关的绝缘性能。如果气体密度降低到对应的要求，则产生报警或闭锁，以防开关操作过程中产生恶性爆炸事故。因此密度继电器的好坏直接关系着开关是否能够正常运行。因此电力行业中，要定期对SF6密度继电器进行校验。

目前对密度继电器的校验方式有两种：一是拆卸校验方式：从开关设备上拆卸密度继电器，把密度继电器批量的运输到试验室内，逐一连接好密度继电器校验仪与补气口的气路接头，连接好密度继电器校验仪与密度继电器接点的电气接线，用密度继电器校验仪对其进行升压降压，进行校验。完成后拆卸气路接头、电气接线，再运输到现场进行机械安装，打开气路，做好电气连接，户外工作时安装好防雨罩。二是非拆卸校验方式：无需从开关设备上拆卸密度继电器，需逐一拆除密度继电器的电气连接线，关闭开关设备上的气室阀门，逐一连接好密度继电器校验仪与补气口的气路接头，连接好密度继电器校验仪与密度继电器接点的电气接线，用密度继电器校验仪对其进行升压降压，进行校验，完成后拆卸气路接头、电气接线，打开气路，做好原有电气连接，户外工作时安装好防雨罩。

现有校验方式的缺点：1、需要拆卸密度继电器，拆卸过程繁琐，效率低下；2、拆卸和安装过程中是破坏原有密封性能；3、运输过程中难免有磕碰现象，会有仪表损伤；4、安装过程中容易把密度继电器安装错位置；5、拆卸安装密度继电器需在检修停电期间实时，时间紧迫，任务繁重，人员容易疲劳出错；7、密度继电器安装位置高的地方，需要高空作用，拆装实施难度大，且有人身危险；8、非拆卸方式，需要拆卸安装电气线路，在带电作业时，一旦步骤出现失误，则会引起错误的报警闭锁信号进入继电保护，使断路器无法正常动作，导致运行人员紧张，严重时会导致恶性事故；9、非拆卸方式，需要拆卸防雨罩，开关阀门，过程繁琐，效率低下，人员容易疲劳出差错；10、非拆卸方式，需要在补气接口出连接校验仪气管，现场操作空间受限；11、非拆卸方式，校验需要气瓶，校验过程中会排放较多的气体，造成浪费；12、非拆卸方式，人员专业性要求强，且需要人员较多，人力浪费；13、校验整个过程需要大量的人工参与，每次只能校验一块表记，效率低下，拆卸式校验每台平均30分钟，非拆卸式每台密度继电器校验至少需要10分钟，多则1个小时；14、需要人工记录校验数据，抄录数据后输入计算机，形成报表档案。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了一种实现了在线监测、智能校验和补气一体式功能，并能够智能的判断密度继电器的准确度的密度继电器智能校验监测装置。

本发明的技术解决方案是这样实现的：一种密度继电器智能校验监测装置，包括机械模块、电路模块和后台模块；所述机械模块与电路模块相连；所述电路模块通过网络与后台模块相连；所述机械模块与后台模块通过电路模块相连后，可以正常通讯。

优选的，所述机械模块包括密度继电器接口、密度继电器电气接口、检测气室、工作气室、开关设备对接接头和补气接头；所述密度继电器接口和密度继电器电气接口都与密度继电器相连；所述密度继电器接口与检测气室相连；所述检测气室与工作气室通过气路管道相连；所述检测气室内设有第三常闭电磁阀和传感器；所述工作气室内设有电磁阀组；所述工作气室上连接有开关设备对接接头；所述检测气室上连接有补气接头；所述密度继电器电气接口与电路模块相连；所述第三常闭电磁阀和电磁阀组分别与电路模块相连；所述第三常闭电磁阀与第七气路管道相连；所述第七气路管道与补气接头相连。

优选的，所述电磁阀组包括第一常闭电磁阀、第一常开电磁阀和第二常闭电磁阀；所述检测气室与工作气室通过第一气路管道、第三气路管道和第五气路管道相连；所述第一常闭电磁阀分别与第一气路管道和第二气路管道相连；所述第二气路管道与外界相通；所述第一常开电磁阀分别与第三气路管道和第四气路管道相连；所述第二常闭电磁阀分别与第五气路管道和第六气路管道相连；所述第四气路管道和第六气路管道相连后，与开关设备对接接头相连。

优选的，所述电路模块包括电子线路板、外壳、继电保护接口和后台模块通讯网络接口；所述电子线路板设置在外壳内；所述外壳上设有继电保护接口和后台模块通讯网络接口；所述后台模块通讯网络接口与后台模块相连；所述密度继电器电气接口、第一常闭电磁阀、第一常开电磁阀、第二常闭电磁阀和第三常闭电磁阀都与电子线路板相连。

优选的，所述后台模块为软件系统。

优选的，所述常闭电磁阀包括阀体、阀芯、弹性部件、电磁驱动机构、低压侧进气口、高压侧进气口和密封圈；所述阀芯设置在阀体内；所述阀芯与阀体间设有弹性部件；所述电磁驱动机构与阀芯相连；所述阀体的两侧设有低压侧进气口和高压侧进气口；所述阀芯上设有多个密封圈；所述至少一个密封圈设置在低压侧进气口和高压侧进气口之间，所述低压侧进气口和高压侧进气口不相通；所述电磁驱动机构启动时，弹性部件被压缩，带动阀芯移动，所述低压侧进气口和高压侧进气口相通。

优选的，所述常开电磁阀包括阀体、阀芯、弹性部件、电磁驱动机构、低压侧进气口、高压侧进气口和密封圈；所述阀芯设置在阀体内；所述阀芯与阀体间设有弹性部件；所述电磁驱动机构与阀芯相连；所述阀体的两侧设有低压侧进气口和高压侧进气口；所述阀芯上设有多个密封圈；所述低压侧进气口和高压侧进气口相通；所述电磁驱动机构启动时，弹性部件被压缩，带动阀芯移动，所述至少一个密封圈位于低压侧进气口和高压侧进气口之间，所述低压侧进气口和高压侧进气口不相通。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的密度继电器智能校验监测装置，通过软件系统，发送相应的密度继电器校验、在线监测、开关设备补气命令，本发明执行命令，控制相应的电气回路，控制各个电磁阀，传感器，把执行的结果返回给软件系统。本发明能够在线带电（高压无需停电）、无需人工现场操作的情况下、短时间内大批量校验密度继电器，自动生成校验报告，把校验工作效率提高到极致，杜绝了人工操作误报警、杜绝了人身危险、大大减少浪费；实现逐个开关设备快速补气；批量在线监测等；逐个高级校验，形成逐一点对比曲线，密封完善；多种功能一体化集成，多个环节结合。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明的密度继电器智能校验监测装置的结构示意图；

附图2为附图1的A处局部放大图；

附图3为本发明的密度继电器智能校验监测装置的常闭电磁阀的结构示意图；

附图4为本发明的密度继电器智能校验监测装置的常闭电磁阀的结构示意图；

附图5为本发明的密度继电器智能校验监测装置使用状态结构示意图；

其中：1、密度继电器接口；2、密度继电器电气接口；3、检测气室；4、工作气室；5、开关设备对接接头；6、补气接头；7、密度继电器；8、第三常闭电磁阀；9、传感器；10、第一常闭电磁阀；11、第一常开电磁阀；12、第二常闭电磁阀；13、第一气路管道；14、第三气路管道；15、第五气路管道；16、第二气路管道；17、第四气路管道；18、第六气路管道；19、第七气路管道；20、阀体；21、阀芯；22、弹性部件；23、电磁驱动机构；24、低压侧进气口；25、高压侧进气口；26、密封圈；27、电子线路板；28、外壳；29、继电保护接口；30、后台模块通讯网络接口；31、后台模块。

具体实施方式

下面结合附图来说明本发明。

如附图1-5所示的本发明所述的一种密度继电器智能校验监测装置，包括机械模块、电路模块和后台模块31；所述机械模块与电路模块相连；所述电路模块通过网络与后台模块31相连；所述机械模块与后台模块31通过电路模块相连后，可以正常通讯。

上述的密度继电器智能校验监测装置，所述机械模块包括密度继电器接口1、密度继电器电气接口2、检测气室3、工作气室4、开关设备对接接头5和补气接头6；所述密度继电器接口1和密度继电器电气接口2都与密度继电器7相连；所述密度继电器接口1与检测气室3相连；所述检测气室3与工作气室4通过气路管道相连；所述检测气室3内设有第三常闭电磁阀8和传感器9；所述工作气室4内设有电磁阀组；所述工作气室4上连接有开关设备对接接头5；所述检测气室3上连接有补气接头6；所述密度继电器电气接口1与电路模块相连；所述第三常闭电磁阀8和电磁阀组分别与电路模块相连；所述电磁阀组包括第一常闭电磁阀10、第一常开电磁阀11和第二常闭电磁阀12；所述检测气室3与工作气室4通过第一气路管道13、第三气路管道14和第五气路管道15相连；所述第一常闭电磁阀10分别与第一气路管道13和第二气路管道16相连；所述第二气路管道16与外界相通；所述第一常开电磁阀11分别与第三气路管道14和第四气路管道17相连；所述第二常闭电磁阀12分别与第五气路管道15和第六气路管道18相连；所述第四气路管道17和第六气路管道18相连后，与开关设备对接接头5相连；所述第三常闭电磁阀8与第七气路管道19相连；所述第七气路管道19与补气接头6相连。

上述的常闭电磁阀包括阀体20、阀芯21、弹性部件22、电磁驱动机构23、低压侧进气口24、高压侧进气口25和密封圈26；所述阀芯21设置在阀体20内；所述阀芯21与阀体20间设有弹性部件22；所述电磁驱动机构23与阀芯21相连；所述阀体20的两侧设有低压侧进气口24和高压侧进气口25；所述阀芯21上设有多个密封圈26；所述至少一个密封圈26设置在低压侧进气口24和高压侧进气口25之间，所述低压侧进气口24和高压侧进气口25不相通；所述电磁驱动机构23启动时，弹性部件22被压缩，带动阀芯21移动，所述密封圈26移开低压侧进气口24和高压侧进气口25之间；所述低压侧进气口24和高压侧进气口25相通；所述常开电磁阀包括阀体20、阀芯21、弹性部件22、电磁驱动机构23、低压侧进气口24、高压侧进气口25和密封圈26；所述阀芯21设置在阀体20内；所述阀芯21与阀体20间设有弹性部件22；所述电磁驱动机构23与阀芯21相连；所述阀体20的两侧设有低压侧进气口24和高压侧进气口25；所述阀芯21上设有多个密封圈26；所述低压侧进气口24和高压侧进气口25之间没有密封圈26；所述低压侧进气口24和高压侧进气口25相通；所述电磁驱动机构23启动时，弹性部件22被压缩，带动阀芯21移动，所述至少一个密封圈26位于低压侧进气口24和高压侧进气口25之间，所述低压侧进气口24和高压侧进气口25不相通。

上述的密度继电器智能校验监测装置，所述电路模块包括电子线路板27、外壳28、继电保护接口29和后台模块通讯网络接口30；所述电子线路板27设置在外壳28内；所述外壳28上设有继电保护接口29和后台模块通讯网络接口30；所述后台模块通讯网络接口30与后台模块31相连；所述密度继电器电气接口2、第一常闭电磁阀11、第一常开电磁阀12、第二常闭电磁阀13和第三常闭电磁阀8都与电子线路板27相连。

上述的密度继电器智能校验监测装置，所述后台模块31为专用软件系统。

本发明的密度继电器智能校验监测装置安装步骤：

1、拆卸开关设备自带的密度继电器电气接口上通往继电保护系统的电气连接接头，记录密度继电器指针位置。

2、拆卸密度继电器，拆卸过程中防止碰伤密度继电器，用酒精擦拭密度继电器，更换对应的密封圈，在密封圈上涂上硅脂。

3、把密度继电器安装到本发明的密度继电器接口处和密度继电器电气接口处，以确保其与电路模块保持电路相通。

4、把本发明的开关设备对接接头与开关设备相连。

5、把本发明的补气接口与开关设备补气口相连，确保开关设备补气口阀门处于打开状态，观察密度继电器指针处于拆卸前的位置。

6、把通往继电保护系统的电气连接接头安装于本发明的继电保护接口。

7、连接好本发明的工作电源线和通讯线缆。

8、建立通讯通道后，根据实际情况，后台模块能够访问本发明，能够读取本发明的温度、压力、密度等参数；能够发送密度继电器校验命令，并能收到相应的反馈应答；能够发送在线监测命令，并能收到相应的反馈应答；能够发送开关设备补气命令，并能收到相应的反馈应答；则测试成功。

本发明的在线监测状态下的工作原理：

1、开关设备内的气体通过开关设备对接接头流入工作气室。

2、气体再通过第四通气通道流经第一常开电磁阀进入检测气室。第一常开电磁阀能够确保在本发明有无电源供电的状态均能确保气体能够无障碍的进入检测气室,以便使密度继电器能够正常工作。

3、气体通过密度继电器接口进入密度继电器，使其能够正常感知气体密度值，在气体密度值降低时发送信号给电子电路板，电子电路板确保能无电源供电和有电源供电的状态下均可把密度继电器发过来的继电信号，准确无误，无延迟的通过继电保护接口，传输给继电保护系统。对应继电保护系统而言可以无视本发明的存在，与未安装本发明前一样的正常工作。

4、安装于检测气室内的传感器感知气体的密度值，把该值转换为电信号输送给电子电路板，再通过电子电路板把密度值通过后台模块通讯网络接口，传输给软件系统，显示密度值，该密度值代表了开关设备的密度值。

5、本发明在正常工作状态符合电力行业的各种要求和指标。

本发明校验状态的工作步骤：

在开关设备绝缘正常状态，气体密度正常状态时，可以进行此步工作。

1、软件系统，给需要校验的一个或者一批产品发送特定校验指令。本发明的电子电路板上的CPU收到指令后，开始按照规定执行命令。

2、电路逻辑通过电子电路板上的CPU控制，存储传感器的当前参数，切换到密度继电器校验状态，杜绝继电保护误报。

3、CPU执行以下动作：关闭第一常开电磁阀,切断气路，打开第一常闭电磁阀，使检测气室气体微量外排，压力降低，同时CPU捕捉密度继电器的接点变化状态，实时记录传感器的参数变化，在接点变化的同时存储传感器的参数值，此步骤持续到检测气室压力降低到密度继电器额定接点动作值以下即可，此步骤结束。

4、CPU执行以下动作：第一常开电磁阀，打开第二常闭电磁阀，给检测气室补充气体，压力升高，同时CPU捕捉密度继电器的接点变化状态，实时记录传感器的参数变化，在接点变化的同时存储传感器的参数值，此步骤持续到检测气室压力升高到第3步骤的存储参数值即可，此步骤结束。

5、CPU执行以下动作：关闭第二常闭电磁阀电磁阀，打开第一常开电磁阀，恢复原始状态，电路逻辑通过电子电路板上的CPU控制电路切换到在线监测状态，给软件系统发送校验完毕信号，整个校验状态结束。

本发明补气状态的工作步骤：

1、确保补气装置有足量压力气体，调整好预期压力。

2、软件系统发特定指令给需要补气的产品发送指令。

3、本发明的电子电路板上的CPU收到指令后，开始按照规定执行命令。

4、电路逻辑通过电子电路板上的CPU控制，存储传感器的当前参数，切换到补气状态，杜绝继电保护误报。

5、CPU执行以下动作：打开第三常闭电磁阀，其他电磁阀状态保持不变，气体开始自动流经第三常闭电磁阀，进入检测气室，通过第一常开电磁阀进入开关设备对接接头，然后直接进入开关设备。

6、当气体达到平衡后，充气完毕，由软件系统发送补气完成指令，电子电路板上的CPU收到指令后，关闭第三常闭电磁阀，电路逻辑通过电子电路板上的CPU控制，切换到在线监测状态。给后台软件系统发送充气完毕信号。

7、关闭补气装置，整个充气过程结束。

校验本发明的工作步骤：

1、把经过标定过的专用高精度仪器通过快速接头，连接到本发明补气接头处，高精度仪器的电气连接器接入对应的电子电路板部分的电气接头。

2、用高精度仪表通过电气连接器，给需要校验的产品发送特定校验指令，电子电路板上的CPU收到指令后，开始按照规定执行命令。

3、电路逻辑通过电子电路板上的CPU控制，存储传感器的当前参数，切换到高等级校验状态，杜绝继电保护误报。并返回状态信息给后台软件系统。

4、CPU执行以下动作：打开第三常闭电磁阀，关闭第一常开电磁阀,切断气路，打开第一常开电磁阀，使检测气室气体微量外排，直到压力降低为0，高精度仪表通过通讯自动读取本发明的气体密度，与专用高精度仪表自身所测量的气体密度，逐点对比，形成曲线存储于高精度仪表内部，以备导出。

5、CPU执行以下动作：关闭第一常闭电磁阀，打开第二常闭电磁阀，给检测气室补充气体，压力升高到校验启动前的压力，高精度仪器通过通讯自动读取本发明的气体密度，与专用高精度仪表自身所测量的气体密度，逐点对比，形成曲线存储于高精度仪表内部，以备导出。

6、CPU执行以下动作：关闭第三常闭电磁阀，第二常闭电磁阀，打开第一常开电磁阀，切换到在线监测状态，通知高精度仪器操作完毕，此时可以拔掉高精度仪器的电气连接器，拔掉快速接头，整个校验过程结束。

本发明的密度继电器智能校验监测装置实现了在线监测、智能校验，补气一体式功能，智能判断密度继电器的准确度，是实现电力行业网络化在线智能校验监测系统的必要手段；能够批量校验，提高密度继电器的校验效率，从每小时一块密度继电器的校验速度，提高到5分钟1000块密度继电器的校验速度。把效率提高到极致，大大降低对正常生产的影响；可高压在带电状态下无需人工现场作业，从根本上杜绝了现场高压带电人身安全事故的发生；可安装于日常检修无法到达的高空或者危险部位，实现电力无死角监测及校验；在高压带电状态下实现智能校验，程式化控制，通过电路状态转换，杜绝了传统人为操作步骤的失误，而导致误报警信号进入继电保护系统，造成额外事故；比较传统校验手段，本发明的密度继电器智能校验监测装置节约了大量气体，防止气体浪费；校验结果通过后台专用软件智能生成报表，无需传统的人员录入，节约了人力；能够智能检验自身各个部件的可靠性，形成检测日志报告，存储于后台软件系统。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

设计图

一种密度继电器智能校验监测装置论文和设计

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