專利名稱：SF₆開(kāi)關(guān)室環(huán)境智能化監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種六氟化硫電氣設(shè)備安裝室內(nèi)環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通用的SF6開(kāi)關(guān)室環(huán)境監(jiān)控設(shè)備，由環(huán)境數(shù)據(jù)采集，信號(hào)處理和通風(fēng)設(shè)備控制等組成。在SF6開(kāi)關(guān)室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中SF6傳感器為技術(shù)難點(diǎn)，目前使用較廣泛的為半導(dǎo)體傳感器、鹵素傳感器及電化學(xué)傳感器。半導(dǎo)體傳感器存在溫度漂移問(wèn)題，卣素傳感器使用壽命短暫且容易受到其他氣體干擾，這兩種傳感技術(shù)還存在著檢測(cè)精度低的缺點(diǎn)。電化學(xué)傳感器具有靈敏度高、線性范圍寬、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，但是它的價(jià)格昂貴， 一般只用于單點(diǎn)檢測(cè)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)SF6開(kāi)關(guān)室內(nèi)多點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，因此檢測(cè)結(jié)果誤差較大，無(wú)法真實(shí)的反映SF6開(kāi)關(guān)室內(nèi)環(huán)境。

實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了 一種能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備安裝室內(nèi)多點(diǎn)進(jìn)行取樣的在線監(jiān)控系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型SF6開(kāi)關(guān)室環(huán)境智能化監(jiān)控系統(tǒng)，包括控制主機(jī)和集控機(jī)，所述集控機(jī)包括電化學(xué)傳感器用于采集電氣設(shè)
備開(kāi)關(guān)室中SF6和02的含量及溫濕度值，所述控制主機(jī)存儲(chǔ)所述集控
機(jī)采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)，并發(fā)送指令控制所述集控機(jī)工作，其特征在于，所述集控機(jī)還包括取樣輔助裝置，所述取樣輔助裝置可以對(duì)開(kāi)關(guān)室內(nèi)多點(diǎn)取樣，并將取樣氣體分別傳送到所述電化學(xué)傳感器分析處理，根據(jù)處理結(jié)果所述集控機(jī)控制安裝室內(nèi)的通風(fēng)設(shè)備工作或通過(guò)所述取樣輔助裝置繼續(xù)對(duì)開(kāi)關(guān)室內(nèi)其它位置取樣分析。
進(jìn)一步，所述取樣輔助裝置包括電磁閥、取樣探頭、過(guò)濾器和真管所述取樣探頭與對(duì)應(yīng)的電磁閥進(jìn)氣口相連，所述電磁閥出氣口連接過(guò)濾器并與所述真空泵相連，所述真空泵工作時(shí)所吸取的氣體傳送給所述電化學(xué)傳感器分析處理。
進(jìn)一步，所述取樣輔助裝置還包括清洗裝置，所述電化學(xué)傳感器工作完成后，所述清洗裝置對(duì)所述電化學(xué)傳感器清洗b
進(jìn)一步，所述清洗裝置包括取樣探頭、電磁閥和儲(chǔ)氣裝置，所述取樣探頭一端與所述儲(chǔ)氣裝置相連，另一端連接所述電^茲閥，并與所述真空泵相連，通過(guò)所述真空泵將所述儲(chǔ)氣裝置內(nèi)的純凈氣體輸送給所述電化學(xué)傳感器。
進(jìn)一步，所述電化學(xué)傳感器包括02電化學(xué)傳感器和SF6電化學(xué)傳感器，分別對(duì)所述真空泵抽取的氣體進(jìn)行02含量和SF6含量4全測(cè)。
進(jìn)一步，所述控制主機(jī)上還設(shè)置有紅外線傳感器，所述紅外線傳感器用于感應(yīng)主機(jī)前是否有人
進(jìn)一步，所述控制主機(jī)上還設(shè)置有語(yǔ)音提示裝置，所述語(yǔ)音提示裝置通過(guò)控制主機(jī)接收到從所述集控機(jī)采集的數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)提示當(dāng)前開(kāi)關(guān)室內(nèi)環(huán)境狀況。
為了克服電化學(xué)傳感器僅用于單點(diǎn)檢測(cè)的不足，本實(shí)用新型的監(jiān)控系統(tǒng)在SF6電化學(xué)傳感器前置取樣輔助裝置，利用嵌入式工業(yè)控制只需要釆用 一個(gè)電化學(xué)傳感器便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備開(kāi)關(guān)室內(nèi)多個(gè)位置進(jìn)行多點(diǎn)順序取樣，確保測(cè)量精度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)檢測(cè)，多點(diǎn)檢測(cè)真實(shí)的反映了開(kāi)關(guān)室內(nèi)的環(huán)境狀況，防止由于檢測(cè)誤差造成的危險(xiǎn)。


圖1為本實(shí)用新型監(jiān)控系統(tǒng)整機(jī)框架圖2為本實(shí)用新型監(jiān)控系統(tǒng)的取樣輔助裝置與集控機(jī)連接示意圖；圖3-圖6為本實(shí)用新型監(jiān)控系統(tǒng)的取樣輔助裝置控制電路歐圖7為本實(shí)用新型監(jiān)控系統(tǒng)集控機(jī)內(nèi)部框架圖；圖8為本實(shí)用新型監(jiān)控系統(tǒng)控制主機(jī)內(nèi)部框架圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和2所示，本實(shí)用新型SF6開(kāi)關(guān)室環(huán)境智能化監(jiān)控系統(tǒng)，包
5括控制主機(jī)l、集控機(jī)2和取樣輔助裝置3，集控機(jī)2包括電化學(xué)傳感器用于采集電氣設(shè)備開(kāi)關(guān)室中SF6和02的含量及溫濕度值，控制主機(jī)l存儲(chǔ)集控機(jī)2采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)，并發(fā)送指令控制集控機(jī)2工作，集控機(jī)2連接一取樣輔助裝置3,取樣輔助裝置3可以對(duì)開(kāi)關(guān)室內(nèi)多點(diǎn)取樣，并將取樣氣體分別傳送到所述電化學(xué)傳感器分析處理，根據(jù)處理結(jié)果集控機(jī)2控制安裝室內(nèi)的通風(fēng)設(shè)備工作或通過(guò)取樣輔助裝置3繼續(xù)對(duì)開(kāi)關(guān)室內(nèi)其它位置取樣分析，通風(fēng)設(shè)備由多組排風(fēng)扇構(gòu)成。
集控機(jī)2放置在六氟化硫電氣設(shè)備的安裝室內(nèi)，將取樣探頭(圖中未示出)放置在各檢測(cè)點(diǎn)上，通過(guò)空壓軟管連接到集控機(jī)取樣輔助裝置3的電磁閥進(jìn)氣口，數(shù)組電磁閥經(jīng)過(guò)濾器A與真空抽氣泵相連，如圖2所示，取樣輔助裝置的控制電路發(fā)出控制信號(hào)，使電磁閥組中的一個(gè)電》茲閥開(kāi)閥(設(shè)備第一次啟動(dòng)，開(kāi)啟第一個(gè)電》茲閥)，真空抽氣泵將對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的空氣抽過(guò)來(lái)，氣體經(jīng)過(guò)濾器B過(guò)濾、緩沖后送入SF6電化學(xué)傳感器，SF6電化學(xué)傳感器將分析得到的模擬電信號(hào)送入釆樣電路得到SF6濃度數(shù)字值。與此同時(shí)02傳感器、溫濕度傳感器也將對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)送入采樣電路，得到相應(yīng)的02濃度值和溫濕度值。
經(jīng)過(guò)20分鐘的持續(xù)采樣分析得出該監(jiān)測(cè)點(diǎn)氣體成分，若正常即SF6濃度低于1000PPM且02濃度大于18%，取樣輔助控制電^各發(fā)出控制信號(hào)關(guān)閉當(dāng)前監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電》茲閥，啟動(dòng)潔凈空氣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電》茲閥，抽取潔凈空氣"清洗"傳感器，清除上一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在傳感器中的殘留氣體。"清洗"完成后取樣輔助控制電路發(fā)出控制信號(hào)關(guān)閉潔凈空氣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電磁閥，啟動(dòng)下一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電磁閥。
若分析后認(rèn)為不正常即SF6濃度大于1000PPM或02濃度低于18%，取樣輔助控制電路保持當(dāng)前電磁閥開(kāi)閥狀態(tài)，SF6傳感器和其他傳感器繼續(xù)將當(dāng)前監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)輸入到采樣電路中，與此同時(shí)啟動(dòng)通風(fēng)設(shè)備。當(dāng)采樣分析正常后，關(guān)閉通風(fēng)設(shè)備，取樣輔助控制電路關(guān)閉當(dāng)前電磁閥，啟動(dòng)潔凈空氣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電磁閥，5分鐘后關(guān)閉潔凈空氣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電磁閥并啟動(dòng)下一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電磁閥。
當(dāng)監(jiān)測(cè)完最后一個(gè)點(diǎn)后，取樣輔助控制電路將返回至第一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。如此反復(fù)循環(huán)，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氣體順序抽樣檢測(cè)。每個(gè)點(diǎn)需要持續(xù)20分鐘的監(jiān)控，監(jiān)測(cè)完成后需要抽取5分鐘的潔凈空氣"清洗，，SF6電化學(xué)傳感器，若是監(jiān)測(cè)到的氣體成分不正常則還會(huì)延長(zhǎng)該點(diǎn) 的監(jiān)測(cè)直至正常為止，所以單臺(tái)設(shè)備監(jiān)控點(diǎn)數(shù)上限為32個(gè)。
取樣輔助控制電路如圖3-圖6。圖3中單片才幾AT89C55WD作為控 制芯片(集控機(jī)中的MCU)， P14和P15兩個(gè)引腳對(duì)外發(fā)出控制信號(hào)。 圖4-圖6中的串行輸入轉(zhuǎn)8位并行輸出芯片74LS164級(jí)聯(lián)在一起，由 P14和P15統(tǒng)一控制，P14為串行時(shí)鐘信號(hào)，P15輸入到串行輸入口A 和B,并行輸出經(jīng)光隔TLP521-4輸出到12V繼電器控制端。繼電器輸 出端連接到電磁閥，若繼電器對(duì)應(yīng)控制并行位輸出為O,則繼電器輸出 端輸出220V電壓，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電》茲閥開(kāi)啟，否則繼電器輸出0V (默 認(rèn)狀態(tài))。圖4-圖6共標(biāo)注24個(gè)繼電器輸出端口，即可以控制24個(gè)電 磁閥，繼電器最多可以擴(kuò)展到32個(gè)。
如圖1和7所示，氣體經(jīng)過(guò)取樣輔助裝置3進(jìn)入到SF6電化學(xué)傳感 器，SF6電化學(xué)傳感器和02傳感器(在圖2的過(guò)濾器B中)將SF6、 02兩種氣體濃度模擬值送入到采樣和數(shù)據(jù)處理單元，同時(shí)集控機(jī)2上 的溫度傳感器和濕度傳感器也將溫濕度模擬值送入采樣和數(shù)據(jù)處理單 元。數(shù)據(jù)處理完后將數(shù)值進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)通過(guò)通訊與指令編解碼模塊 發(fā)送指令到控制主機(jī)l，控制主機(jī)l進(jìn)行應(yīng)答后將數(shù)據(jù)上傳。集控機(jī)2 上集成了調(diào)試接口，插入調(diào)試器后可以對(duì)集控機(jī)2的監(jiān)測(cè)通道數(shù)、數(shù) 據(jù)處理參數(shù)、通道監(jiān)測(cè)時(shí)間等進(jìn)行i殳置，還可以將處理的數(shù)據(jù)在調(diào)試 器上進(jìn)行顯示?？刂浦鳈C(jī)1 一般放置在安裝室門口或者放置在主控室 內(nèi)，集控機(jī)2通過(guò)雙絞線將信號(hào)和電源送入到控制主機(jī)1中。
如圖1和8所示，控制主機(jī)1同集控機(jī)2通訊后，將上傳來(lái)的數(shù) 據(jù)進(jìn)行分析和存儲(chǔ)，并在液晶屏上顯示SF6濃度值、02濃度值、溫度 和濕度數(shù)值。根據(jù)分析結(jié)果發(fā)送相應(yīng)指令到集控機(jī)2，集控機(jī)2響應(yīng)控 制主機(jī)l發(fā)送的命令。若分析結(jié)果為正常，則集控機(jī)2按照相關(guān)流程 切換監(jiān)測(cè)點(diǎn)；若分析結(jié)果為不正常，則集控機(jī)2啟動(dòng)通風(fēng)設(shè)備4并持 續(xù)采樣當(dāng)前監(jiān)測(cè)點(diǎn)，當(dāng)控制主機(jī)1發(fā)送正常分析結(jié)果指令時(shí)，執(zhí)行切 換監(jiān)測(cè)點(diǎn)流程。分析結(jié)果不正常時(shí)，控制主機(jī)1上的語(yǔ)音提示單元將 自動(dòng)進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警，指出當(dāng)前開(kāi)關(guān)室內(nèi)環(huán)境狀況，當(dāng)分析結(jié)果正常時(shí)， 語(yǔ)音提示將停止。另外，控制主機(jī)1上還設(shè)置有紅外線傳感器，能夠 自動(dòng)感應(yīng)到是否有人站立在主機(jī)前，若有則語(yǔ)音自動(dòng)提示當(dāng)前安裝室內(nèi)環(huán)境狀況。 ^
本實(shí)用新型SF6開(kāi)關(guān)室環(huán)境智能化監(jiān)控系統(tǒng),確保測(cè)量精度的同時(shí) 實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)檢測(cè)?？蓹z測(cè)點(diǎn)數(shù)多達(dá)32個(gè)；SF6檢測(cè)范圍10-l500ppm， 精度為lppm; 02檢測(cè)范圍1%-25%，精度為± 1%;溫度檢測(cè)范圍 -20。C -99 。C;濕度檢測(cè)范圍5%-99%RH。其中SF6預(yù)設(shè)值為1000ppm,Q2 預(yù)設(shè)值為18%。 SF6濃度大于1000ppm或/和02濃度低于18°/。則為超 限。
權(quán)利要求1.SF6開(kāi)關(guān)室環(huán)境智能化監(jiān)控系統(tǒng)，包括控制主機(jī)和集控機(jī)，所述集控機(jī)包括電化學(xué)傳感器用于采集電氣設(shè)備開(kāi)關(guān)室中SF6和O2的含量及溫濕度值，所述控制主機(jī)存儲(chǔ)所述集控機(jī)采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)，并發(fā)送指令控制所述集控機(jī)工作，其特征在于，所述集控機(jī)還包括取樣輔助裝置，所述取樣輔助裝置可以對(duì)開(kāi)關(guān)室內(nèi)多點(diǎn)取樣，并將取樣氣體分別傳送到所述電化學(xué)傳感器分析處理，根據(jù)處理結(jié)果所述集控機(jī)控制安裝室內(nèi)的通風(fēng)設(shè)備工作或通過(guò)所述取樣輔助裝置繼續(xù)對(duì)開(kāi)關(guān)室內(nèi)其它位置取樣分析。
2. 如權(quán)利要求1所述的SF6開(kāi)關(guān)室環(huán)境智能化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述取樣輔助裝置包括電磁閥、取樣探頭、過(guò)濾器和真空泵，所述取樣探頭設(shè)置在電氣設(shè)備開(kāi)關(guān)室各檢測(cè)點(diǎn)上，通過(guò)空壓軟管所述取樣探頭與對(duì)應(yīng)的電磁閥進(jìn)氣口相連，所述電磁閥出氣口連接過(guò)濾器并與所述真空泵相連，所述真空泵工作時(shí)所吸取的氣體傳送給所述電化學(xué)傳感器分析處理。
3. 如權(quán)利要求l所述的SF6開(kāi)關(guān)室環(huán)境智能化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述取樣輔助裝置還包括清洗裝置，所述電化學(xué)傳感器工作完成后，所述清洗裝置對(duì)所述電化學(xué)傳感器清洗。
4. 如權(quán)利要求3所述的SF6開(kāi)關(guān)室環(huán)境智能化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述清洗裝置包括取樣探頭、電磁閥和儲(chǔ)氣裝置，所述取樣探頭一端與所述儲(chǔ)氣裝置相連，另一端連接所述電磁閥，并與所述真空泵相連，通過(guò)所述真空泵將所述儲(chǔ)氣裝置內(nèi)的純凈氣體輸送給所述電化學(xué)傳感器。
5. 如權(quán)利要求l所述的SF6開(kāi)關(guān)室環(huán)境智能化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述電化學(xué)傳感器包括02電化學(xué)傳感器和SF6電化學(xué)傳感器，分別對(duì)所述真空泵抽取的氣體進(jìn)行02含量和SF6含量4金測(cè)。
6. 如權(quán)利要求1所述的SF6開(kāi)關(guān)室環(huán)境智能化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述控制主機(jī)上還設(shè)置有紅外線傳感器，所述紅外線傳感器用于感應(yīng)主機(jī)前是否有人。
7. 如權(quán)利要求1所述的SF6開(kāi)關(guān)室環(huán)境智能化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述控制主機(jī)上還設(shè)置有語(yǔ)音提示裝置，所述語(yǔ)音提示裝置通過(guò)控制主機(jī)接收到從所述集控機(jī)釆集的數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)提示當(dāng)前開(kāi)關(guān)室內(nèi)環(huán)境狀況。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種SF₆開(kāi)關(guān)室環(huán)境智能化監(jiān)控系統(tǒng)，包括控制主機(jī)和集控機(jī)，控制主機(jī)存儲(chǔ)集控機(jī)采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)，并發(fā)送指令控制集控機(jī)工作，集控機(jī)還包括取樣輔助裝置，取樣輔助裝置可以對(duì)開(kāi)關(guān)室內(nèi)多點(diǎn)取樣，并將取樣氣體分別傳送到所述電化學(xué)傳感器分析處理，根據(jù)處理結(jié)果集控機(jī)控制安裝室內(nèi)的通風(fēng)設(shè)備工作或通過(guò)取樣輔助裝置繼續(xù)對(duì)開(kāi)關(guān)室內(nèi)其它位置取樣分析。本實(shí)用新型的監(jiān)控系統(tǒng)在SF₆電化學(xué)傳感器前置取樣輔助裝置，利用嵌入式工業(yè)控制只需要采用一個(gè)電化學(xué)傳感器便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備開(kāi)關(guān)室內(nèi)多個(gè)位置進(jìn)行多點(diǎn)順序取樣，確保測(cè)量精度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)檢測(cè)，多點(diǎn)檢測(cè)真實(shí)的反映了開(kāi)關(guān)室內(nèi)的環(huán)境狀況，防止由于檢測(cè)誤差造成的危險(xiǎn)。
文檔編號(hào)H02B13/055GK201345509SQ20082023366
公開(kāi)日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2008年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者梁軒偉, 羅志恒, 俊 龍 申請(qǐng)人:北京華電云通電力技術(shù)有限公司