基于聲表面波的gis開關(guān)柜在線檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于聲表面波的GIS開關(guān)柜在線檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]GIS開關(guān)柜全稱為SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)柜，SF6氣體即六氟化硫氣體，是無色、無味、無毒、不易燃的惰性氣體，具有優(yōu)良的絕緣性能，且不會(huì)老化變質(zhì)。GIS開關(guān)柜對氣密性有很高的要求，維護(hù)檢修都比較復(fù)雜，同時(shí)，由于GIS開關(guān)柜內(nèi)的絕緣氣體一般采用SF6，當(dāng)SF6氣體中含有一定的微水時(shí)，內(nèi)部的斷路器分合時(shí)產(chǎn)生的電弧能量可以讓氣體中生成劇毒的氣體，該劇毒氣體在發(fā)生泄漏時(shí)，人體吸入少量氣體就可以讓人致命。GIS開關(guān)柜由于特殊的結(jié)構(gòu)及全金屬密封要求導(dǎo)致其內(nèi)部母排及斷路器觸點(diǎn)異常發(fā)熱的狀態(tài)無法通過人工或者紅外測溫的方式測到，因此在SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的人工巡檢方面能做的工作較少。這些開關(guān)柜因?yàn)槿鄙俦匾谋O(jiān)測手段，從而導(dǎo)致SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備在運(yùn)行過程中存在很大的隱患，且具有不可預(yù)知性，一旦故障將會(huì)給重要負(fù)荷，如鐵路、醫(yī)院等帶來不可估量的損失。
[0003]另外GIS開關(guān)柜屬于高壓設(shè)備，且柜子比較緊湊，導(dǎo)致通過普通的傳感技術(shù)無法獲得SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)柜內(nèi)的設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)信息；基于電池的在線監(jiān)測傳感器，由于運(yùn)行一段時(shí)間后需要更換電池，且電池長期運(yùn)行具有不穩(wěn)定性，提高了 SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的維護(hù)頻率，導(dǎo)致整個(gè)柜子的使用壽命和使用風(fēng)險(xiǎn)增加。另外，全封閉的金屬柜子也讓內(nèi)部的無線信號無法傳出來，給傳感器的運(yùn)行提出了很大的挑戰(zhàn)。理論上來說，我們可以通過監(jiān)測SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)柜內(nèi)的一些物理量如SF6微水含量，SF6氣體壓力，隔離開關(guān)、斷路器觸頭電接點(diǎn)溫度等來反應(yīng)整個(gè)開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)。但是目前還沒有很合適的傳感器可以用于SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的在線狀態(tài)監(jiān)測，導(dǎo)致此種類型的開關(guān)柜在線監(jiān)測比較難以實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于聲表面波的GIS開關(guān)柜在線檢測系統(tǒng)，解決GIS開關(guān)柜在線監(jiān)測的問題，能夠降低開關(guān)設(shè)備的維護(hù)頻率，減少人工巡檢，預(yù)防開關(guān)柜故障的發(fā)生。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是基于聲表面波的GIS開關(guān)柜在線檢測系統(tǒng)，包括多個(gè)SAW傳感器、射頻信號發(fā)射接收裝置、SAW傳感器采集器、后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)和傳感器固定機(jī)構(gòu)；所述多個(gè)SAW傳感器通過傳感器固定機(jī)構(gòu)固定于GIS開關(guān)柜內(nèi)；SAW傳感器采集器通過射頻信號發(fā)射接收裝置給各SAW傳感器發(fā)送對應(yīng)的頻率信號，并采集SAW傳感器的返回頻率的信號；SAW傳感器采集器與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)通訊；所述SAW傳感器包括多個(gè)SAW溫度傳感器。GIS開關(guān)柜的內(nèi)外射頻信號的傳輸采用射頻信號發(fā)射接收裝置中的氣密性射頻連接器進(jìn)行連接。SAW傳感器采集器通過射頻信號發(fā)射接收裝置給各SAW傳感器發(fā)送特定的頻率信號，各SAW傳感器會(huì)根據(jù)所測的物理量返回特定的頻率信號，SAW傳感器采集器通過解析這些頻率信號就可以獲得對應(yīng)SAW傳感器的測量數(shù)據(jù)。
[0006]所述多個(gè)SAW溫度傳感器通過傳感器固定機(jī)構(gòu)固定在GIS開關(guān)柜的斷路器觸點(diǎn)上。
[0007]所述多個(gè)SAW溫度傳感器還通過傳感器固定機(jī)構(gòu)固定在GIS開關(guān)柜的母排上；所述母排包括連線母排61和出線母排62。
[0008]所述多個(gè)SAW溫度傳感器還通過傳感器固定機(jī)構(gòu)固定在GIS開關(guān)柜的刀閘觸頭上。
[0009]所述SAW傳感器還包括至少一個(gè)SAW微水傳感器。
[0010]所述SAW傳感器還包括至少一個(gè)通過傳感器固定機(jī)構(gòu)固定在GIS開關(guān)柜的充氣閥門處的SAW壓力傳感器。
[0011]所述SAW溫度傳感器、SAW微水傳感器和SAW壓力傳感器中分別加設(shè)一塊延遲線型芯片；同種類的各個(gè)SAW傳感器加設(shè)的延遲線型芯片延遲時(shí)間相同，不同種類的各個(gè)SAW傳感器加設(shè)的延遲線型芯片延遲時(shí)間不同；同種類的各個(gè)SAW傳感器采用不同頻率段的SAW傳感器。
[0012]所述射頻信號發(fā)射接收裝置包括天線、射頻連接線和氣密性射頻連接器；所述天線通過射頻連接線以及氣密性射頻連接器與SAW傳感器采集器連接；所述天線為PIFA天線。
[0013]所述傳感器固定機(jī)構(gòu)包括金屬綁帶和/或螺栓和/或螺絲孔。
[0014]所述后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)包括本地顯示屏和/或本地SCADA系統(tǒng)和/或遠(yuǎn)程調(diào)度中心。
[0015]采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下的積極的效果:(I)本發(fā)明利用SAW傳感器測量GIS開關(guān)柜內(nèi)的各種物理量(如溫度、壓力、微水)，通過這些物理量的變化也能夠反映整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并通過SAW傳感器采集器統(tǒng)一采集后，將數(shù)據(jù)統(tǒng)一通過擴(kuò)展通訊的方式傳送給監(jiān)控系統(tǒng)和后臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控。
[0016](2)本發(fā)明可以根據(jù)監(jiān)控需求組合SAW傳感器的種類和數(shù)量，從而達(dá)到既靈活又全面準(zhǔn)確監(jiān)控的目的。
[0017](3)由于開關(guān)柜內(nèi)空間比較緊湊，采用普通天線容易引起內(nèi)部電場的變化，誘發(fā)尖端放電，增大絕緣的風(fēng)險(xiǎn)，本發(fā)明采用PIFA天線可以最大可能避免風(fēng)險(xiǎn)。
[0018](4)本發(fā)明對多種類的SAW傳感器采用加延遲芯片的方式來區(qū)分，對同種類不同位置的測試SAW傳感器則采用不同的頻率段進(jìn)行區(qū)分，因此可以高效、準(zhǔn)確的進(jìn)行檢測數(shù)據(jù)的識(shí)別。
[0019](5)由于GIS開關(guān)柜內(nèi)處于完全封閉狀態(tài)，無線信號也無法傳送出來，對于發(fā)射天線而言，無法解決天線需和傳感器在統(tǒng)一密閉空間的問題，因此本發(fā)明采用氣密型射頻連接器，從而達(dá)到氣密性的要求。
【附圖說明】
[0020]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0021]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為不同類型SAW傳感器采用延遲時(shí)間的編碼識(shí)別示意圖。
[0023]圖3為同一類型的SAW傳感器通過頻率范圍進(jìn)行區(qū)分的示意圖。
[0024]附圖中標(biāo)號為:
[0025]SAff傳感器1、SAff溫度傳感器11、SAW微水傳感器12、SAW壓力傳感器13、射頻信號發(fā)射接收裝置2、天線21、射頻連接線22、氣密性射頻連接器23、SAff傳感器采集器3、后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)4、本地顯示屏41、本地SCADA系統(tǒng)42、遠(yuǎn)程調(diào)度中心43、傳感器固定機(jī)構(gòu)5、金屬綁帶51、螺絲孔52、GIS開關(guān)柜6、斷路器觸點(diǎn)61、連線母排61、出線母排62。
【具體實(shí)施方式】
[0026](實(shí)施例1)
[0027]見圖1，本發(fā)明的系統(tǒng)用于GIS開關(guān)柜6，它是完全密封的結(jié)構(gòu)，其中除了幾個(gè)充氣的閥門外，內(nèi)部不允許進(jìn)行額外開孔，內(nèi)部采用全金屬封閉，無線信號也無法傳遞到外部來，導(dǎo)致內(nèi)部的情況很難通過常規(guī)手段進(jìn)行監(jiān)測。本發(fā)明的基于聲表面波的GIS開關(guān)柜在線檢測系統(tǒng)，包括多個(gè)SAW傳感器1、射頻信號發(fā)射接收裝置2、SAW傳感器采集器3、后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)4和傳感器固定機(jī)構(gòu)5 ;多個(gè)SAW傳感器通過傳感器固定機(jī)構(gòu)5固定于GIS開關(guān)柜6內(nèi)；SAW傳感器采集器3通過射頻信號發(fā)射接收裝置2給各SAW傳感器I發(fā)送對應(yīng)的頻率信號，并采集SAW傳感器I的返回頻率的信號；SAW傳感器采集器3與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)4通