一種六氟化硫開關在線監測系統的製作方法
2023-10-24 04:32:17
一種六氟化硫開關在線監測系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種六氟化硫開關在線監測系統，包括用於通過取氣管與待測六氟化硫開關連接的氣體第一採樣裝置，所述取氣管上設有取氣閥，氣體採樣裝置通過光纖與雷射氣體分析儀連接。本實用新型的六氟化硫開關在線監測系統包括用於通過取氣管與待測六氟化硫開關連接的氣體採樣裝置，氣體採樣裝置通過光纖與雷射氣體分析儀連接，根據監測分析運行中的SF6開關中的SF6氣體濃度，對運行中的SF6開關進行監測。該監測系統採用雷射技術進行氣體濃度監測，結構簡單，成本低，同時提高了監測的準確度。
【專利說明】一種六氟化硫開關在線監測系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種六氟化硫開關在線監測系統。
【背景技術】
[0002]現有多監測點的六氟化硫(簡稱為SF6)開關的在線監測系統，是在各個監測點均布置監測儀器或傳感器，測量分析監測點的SF6開關中的氣體濃度或者洩露量，對測量數據進行分析後通過通訊電纜將測量數據傳輸至系統主機或伺服器。由於採用的監測儀器或傳感器一般包括測量敏感元件、信號處理單元、數據分析單元、信號變送傳輸單元等，故普遍存在系統組成複雜、成本投入過大、故障率高等問題。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提供一種六氟化硫開關在線監測系統，以解決現有監測系統組成結構複雜、成本高及故障率高的問題。
[0004]為了實現以上目的，本實用新型所採用的技術方案是:一種六氟化硫開關在線監測系統，包括用於通過取氣管與待測六氟化硫開關連接的氣體第一採樣裝置，所述取氣管上設有取氣閥，氣體採樣裝置通過光纖與雷射氣體分析儀連接。
[0005]該在線監測系統還包括一組用於設置在待測六氟化硫開關待監測點的第二氣體採樣裝置，所述各氣體採樣裝置通過光纖與雷射氣體分析儀連接。
[0006]所述雷射氣體分析儀與一遠程監控系統通訊連接。
[0007]本實用新型的六氟化硫開關在線監測系統包括用於通過取氣管與待測六氟化硫開關連接的氣體採樣裝置，氣體採樣裝置通過光纖與雷射氣體分析儀連接，根據監測分析運行中的SF6開關中的SF6氣體濃度，對運行中的SF6開關進行監測。該監測系統採用雷射技術進行氣體濃度監測，結構簡單，成本低，同時提高了監測的準確度。
[0008]在濃度監測的同時，在待測SF6開關的監測點再進行氣體洩露量的監測，進一步提高了監測的準確性，實現了對一臺SF6開關進行多點氣體監測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型六氟化硫開關在線監測系統的結構原理圖；
[0010]圖2為本實用新型雷射氣體分析儀實施例的原理圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖及具體的實施例對本實用新型進行進一步介紹。
[0012]如圖1所示為本實用新型六氟化硫開關在線監測系統，由圖可知，該系統包括用於通過取氣管2與待測六氟化硫開關I連接的第一氣體採樣裝置41，取氣管上設有取氣閥3，用於控制輸入到氣體採樣裝置中的氣體；氣體採樣裝置通過光纖5與雷射氣體分析儀6連接，根據監測分析運行中的SF6開關中的SF6氣體濃度，對運行中的SF6開關進行監測。[0013]為了測量更為準確，本實施例的該在線監測系統還包括一組用於設置在待測六氟化硫開關待監測點的第二氣體採樣裝置42，各第二氣體採樣裝置42也通過光纖與雷射氣體分析儀6連接。
[0014]本實施例的第一氣體採樣裝置和第二氣體採樣裝置結構相同，均採用採樣氣室，採樣氣室中具有採樣氣腔，通過採樣氣腔對待測氣體濃度進行測量，被測氣體可自由進出取樣氣室。該結構和測量原理為現有技術，在此不再贅述。
[0015]另外，為了實現遠程監控，將雷射氣體分析儀與一遠程監控系統7通訊連接。遠程監控系統具有數據接收、顯示、報警功能，能夠接收分析主機分析的數據並顯示出來，當顯示值超過設定的報警值時可以聲、光報警。
[0016]本實施例的雷射氣體分析儀(即主機)根據監測點數量不同，分時發出一路或多路雷射至各個取樣氣室，並接收從各個氣室返回的雷射。該主機根據出廠前不同成分氣體的參數標定值，分析各監測點取樣氣室中氣體成分參數，並顯示出來；具有模擬信號、數位訊號輸出功能，可將各個監測點的測量數據上傳至遠程監控系統。
[0017]在測量時，採用取氣管從SF6開關取SF6氣體到採樣氣室，SF6氣體進入採樣氣室進行採樣；或者同時在待測SF6開關容易洩露氣體的各個位置也分別設一個採樣氣室，當SF6氣體洩露後進入採樣氣室，洩露的SF6氣體進入採樣氣室採樣；採樣氣室把採樣數據通過光纖傳輸到雷射氣體分析儀內，經過雷射氣體分析儀6處理後通過電纜傳輸到控制室的遠端監控系統。
[0018]如圖2所示，本實用新型的雷射氣體分析儀主機內安裝有半導體雷射器和控制模塊，半導體雷射器作為待測氣體的檢測雷射光源，利用雷射控制電路將雷射器輸出中心波長調諧到待測氣體的吸收線中心，在工作時首先選擇雷射器的溫度工作點，把雷射器管芯溫度控制在該工作點上，然後給雷射施加恆定電流，雷射器會發射出一束光強恆定的被調製的雷射。
[0019]半導體雷射器的輸出端連接於1*N路輸出光開關的輸入端，1*N路輸出光開關的N路輸出端通過輸入光纖連接到各對應的採樣氣室內設的採樣氣室，各採樣氣室通過輸出光纖連接至主機中設置的1*N輸入光開關的N路對應輸入端,1*N輸入光開關的輸出端與紅外光電探測器相連；該主機中還設置有用於控制1*N路輸出光開關和1*N輸入光開關選通設定採樣氣室對應光路的控制模塊。
[0020]半導體雷射器的出射光傳輸到1*N路輸出光開關的輸入端,從輸出光開關的各輸出端輸出的N路輸出雷射通過輸入光纖傳輸到對應的各採樣氣室內設的採樣氣室中，控制模塊對1*N路輸出光開關的N通道採用設定時間的掃描周期進行掃描，實現監測系統中雷射的N路分時檢測。在雷射進入對應的採樣氣室後，雷射波長掃過待測氣體吸收線形成信號光，從採樣氣室穿過的經待測氣體吸收過的N路返回信號光通過輸出光纖傳輸回主機中設置的1*N輸入光開關的對應輸入端，1*N輸入光開關和1*N路輸出光開關通道選擇同步，順序將各檢測光路的返回光信號選通到1*N輸入光開關的輸出端。從1*N輸入光開關的輸出端輸出的信號光由一紅外光電探測器接收，轉換成電信號及前置放大、濾波，並由鎖相放大器實現二次諧波檢測(二次諧波幅度與被測氣體的濃度成線性關係，氣體濃度越高，雷射被吸收的程度越大)，採用已知濃度的待測氣體進行標定，即可實現對監測點空氣中待測氣體濃度的測量；同時檢測紅外光電探測器輸出信號的一次諧波，通過計算二次諧波與一次諧波的比值，可以消除光源光強起伏的影響。
[0021]本實用新型採用光開關，而不是光纖分路器，通過分時復用的方式:在同一時刻，通過控制兩個光開關，使兩光開關同步選通某個採樣氣室所對應的光路，以對該採樣氣室對應的光路信息進行檢測分析。該方式不會減弱光強度，所以傳輸距離遠，在同等功率雷射器的條件下，光纖傳感器可以分布得更遠；另外，只需要在1*N輸出光開關之後設置單一的紅外光電傳感器，降低了成本。
[0022]主機內的控制模塊採用FPGA晶片實現，具有結構緊湊，性能可靠的優點，主機根據出廠前不同成分氣體的參數標定值，分析各監測點取樣氣室中氣體成分參數，並顯示出來。控制模塊中安裝有濃度計算軟體，通過對鎖相放大器輸出的雷射吸收信號的二次及一次諧波信號進行處理，獲得各監測點待測氣體濃度信息，由主顯示模塊在主機處顯示。
[0023]本實施例的光纖有兩個作用:一是將雷射器發出的窄線寬雷射從主機傳輸至分布式採樣氣室；二是將經採樣氣室吸收後的雷射傳輸至主機。採用光纖代替電纜傳輸信號，有利用提高產品的本安性，有效降低成本。
[0024]本實施例的雷射氣體分析儀採用了採用光開關進行說明，當然也可以採用光纖分路器，同樣能實現該在線監測系統的功能；本實施例以對一臺SF6開關進行多點氣體監測進行說明，當然也可以採用上述結構實現對多臺SF6開關進行多點氣體監測。該類似變換屬於本領域技術人員的常用技術手段，落在本實用新型的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種六氟化硫開關在線監測系統，其特徵在於:包括用於通過取氣管與待測六氟化硫開關連接的氣體第一採樣裝置，所述取氣管上設有取氣閥，氣體採樣裝置通過光纖與雷射氣體分析儀連接。
2.根據權利要求1所述的六氟化硫開關在線監測系統，其特徵在於:該在線監測系統還包括一組用於設置在待測六氟化硫開關待監測點的第二氣體採樣裝置，所述各氣體採樣裝置通過光纖與雷射氣體分析儀連接。
3.根據權利要求1或2所述的六氟化硫開關在線監測系統，其特徵在於:所述雷射氣體分析儀與一遠程監控系統通訊連接。
【文檔編號】G01N21/39GK203551467SQ201320699871
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2013年11月6日
【發明者】王凱, 朱海龍, 高華, 劉春峰, 周正 申請人:鄭州光力科技股份有限公司