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CN108051032A - 变电站少油设备的在线监测系统 - Google Patents

变电站少油设备的在线监测系统 Download PDF

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Publication number
CN108051032A
CN108051032A CN201711381994.6A CN201711381994A CN108051032A CN 108051032 A CN108051032 A CN 108051032A CN 201711381994 A CN201711381994 A CN 201711381994A CN 108051032 A CN108051032 A CN 108051032A
Authority
CN
China
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sensor
pressure transmitter
pressure
oil
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711381994.6A
Other languages
English (en)
Inventor
王川
杨成刚
卢秋锦
杨川
林克祥
李飞
岳万泉
茌旭
张颖
高立刚
李�杰
李梅
刘博�
胡新刚
马航
朱辉
朝凤阳
李长福
王礼波
王学鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
XI'AN YACAN ELECTRIC Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Turpan Power Supply Co of State Grid Xinjiang Electric Power Co Ltd
Original Assignee
XI'AN YACAN ELECTRIC Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Turpan Power Supply Co of State Grid Xinjiang Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by XI'AN YACAN ELECTRIC Co Ltd, State Grid Corp of China SGCC, Turpan Power Supply Co of State Grid Xinjiang Electric Power Co Ltd filed Critical XI'AN YACAN ELECTRIC Co Ltd
Priority to CN201711381994.6A priority Critical patent/CN108051032A/zh
Publication of CN108051032A publication Critical patent/CN108051032A/zh
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种变电站少油设备的在线监测系统,其能够实时监测电压互感器、少油断路器、(绝缘)套管等少油设备的油液压力、温度和氢含量,即时发现缺陷,监测效果可靠全面,不需要破坏原设备本体的结构;同时还具有非常便捷的油样采集结构。本发明包含安装在所述放油口上的一个三通;三通的一个入口与所述放油口连接,三通的两个出口上分别安装有监测传感器和引下采样管;所述监测传感器的底盖中心设置有用于组装在所述三通的一个出口上的螺纹安装头;所述外壳内部自下而上依次设置用于固定安装在底盖上的压力变送器安装块和用于固定在压力变送器安装块上的氢气传感器,所述压力变送器安装块上安装有压力变送器。

Description

变电站少油设备的在线监测系统
技术领域
本发明涉及变电站少油设备的监测技术,具体用于变电站的少油设备的油液状态监测。
背景技术
变压器、电抗器等变电站少油设备是电力系统的主要设备之一,在电力系统中起着举足轻重的作用。随着少油设备技术的普及,电压互感器、少油断路器、(绝缘)套管等少油设备作为变压器、电抗器重要附件之一,其可靠性直接影响变压器、电抗器的安全运行。2017年新疆电网发生了三起750千伏高压套管故障异常事件,由于发现及时,未造成重大电网事故,否则后果不堪设想。因此,开展少油设备在线监测迫在眉睫。由于少油设备结构的特殊性,目前针对少油设备的有效带电检测或在线监测手段几乎没有,目前的检测和监测仅限于定期的在少油设备的放油口的取样阀位置排出油样进行检测;如能采取一种简单有效的在线监测方式在套管故障前及时发现缺陷,并采取有效措施,将能避免重大事故的发生。油浸纸绝缘套管在套管内部出现放电或热故障时将会使油和纸分解产生气体,当气体超出油的溶解度时,故障气体将在套管头部储油柜处聚集,使套管内部压力增大;
经过我们分析,目前的少油设备的状态运行的重要参数包含油温、油压和溶解氢;一般的,对于溶解氢的监测技术太少,因此理论上想法都是想办法采集油温和油压,油温油压的变化会带来最终运行参数的改变,能够即时发现安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种变电站少油设备的在线监测系统,其能够实时监测电压互感器、少油断路器、(绝缘)套管等少油设备的油液压力、温度和氢含量,即时发现缺陷,监测效果可靠全面,不需要破坏原设备本体的结构;同时还具有非常便捷的油样采集结构。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
变电站少油设备的在线监测系统,所述少油设备包含放油口,包含安装在所述放油口上的一个三通;三通的一个入口与所述放油口连接,三通的两个出口上分别安装有监测传感器和引下采样管;引下采样管向下延伸,且引下采样管的末端安装采样阀门;所述三通上安装有用于切换入口与两个出口分别导通的切换阀门;
所述监测传感器包含圆筒型结构的外壳,外壳的底部安装底盖,外壳的顶部安装顶盖,底盖中心设置有用于组装在所述三通的一个出口上的螺纹安装头;所述外壳内部自下而上依次设置用于固定安装在底盖上的压力变送器安装块和用于固定在压力变送器安装块上的氢气传感器,所述压力变送器安装块上安装有压力变送器;所述压力变送器包含压力传感器和温度传感器;所述外壳内部靠近顶盖的位置安装有L型的支架,L型的支架一侧安装电路板,另一侧安装有用于为电路板、压力变送器和氢气传感器供电的干电池;
所述螺纹安装头通过中心开设的连通孔将油液引入压力变送器安装块内部,所述压力变送器安装块内设置三通管路,三通管路的入口为所述连通孔,三通管路的两个出口分别为第一出液孔和第二出液孔;
所述压力变送器安装块的侧面开设有用于组装压力变送器的压力变送器组装孔,压力变送器组装孔的底部中心即为所述第一出液孔;所述压力变送器安装块的顶面与所述氢气传感器连接,且所述第二出液孔开设在所述压力变送器安装块的顶面且与氢气传感器检测入口连通;
所述电路板包含CPU和无线模块;
所述无线模块与监测传感器外部的就地显示仪无线通讯;所述就地显示仪与远端的后台计算机通过无线通讯模块无线通讯。
作为本发明的一种优选实施方式:所述就地显示仪包含控制器、显示器、报警器和用于与后台计算机通讯的无线通讯模块;所述控制器与所述显示器、报警器和无线通讯模块连接;所述就地显示仪还包含有电源模块、与控制器连接的环境温度传感器和环境湿度传感器;所述无线通讯模块为433MHz无线通讯模块。
作为本发明的一种优选实施方式:所述就地显示仪的控制器包含放大电路模块、ARM处理器、数字模拟转换器、电压电流转换器和电流恒流器;控制器将监测传感器传递来的的压力传感器、温度传感器、氢气传感器的信号通过内置的放大电路模块进行信号放大,放大后的信号通过所述ARM处理器进行计算;计算得到的信号数据通过数字模拟转换器转换成电压信号,然后通过所述电压电流转换器转化成电流信号,电流信号通过电流恒流器后通过就地显示仪的无线通讯模块传输以及通过显示器显示。
作为本发明的一种优选实施方式:所述监测传感器的电路板上设置有接线端子,线路上包含CPU、无线通讯模块和信号处理模块;所述CPU为为msp430g2433,无线芯片为si4432;所述外壳内部,位于氢气传感器上方设置有半圆形的组装架,组装架内设置有用于嵌入单个干电池的电池仓,组装架的顶面的两侧设置有用于固定所述L型支架的支架固定孔,所述干电池位于L型支架与组装架之间的所述电池仓内。
作为本发明的一种优选实施方式:所述系统采集量包含有油压,温度,电池电量和溶解氢含量;系统启动后,系统先进行设置,设置完后关闭干电池的供电,无线模块和cpu进入休眠状态,当外部有无线唤醒信号时,无线模块让cpu醒来,cpu再将无线模块设置为醒来状态,打开干电池的供电,采集各个参量,并发送给就地显示仪,完成后系统再次休眠。
作为本发明的一种优选实施方式:所述外壳靠近底部和顶部的侧面设置有用于固定底盖和顶盖的侧面固定孔;对应的,所述底盖和顶盖嵌入外壳内部的部分的外表面开设有与所述侧面固定块位置匹配的内螺纹孔;所述底盖上开设有用于固定所述压力变送器安装块的螺纹孔,所述螺纹孔为底面固定孔;所述底面固定孔为均布的四个;对应的,所述压力变送器安装块的底面也设置位于与底面固定孔匹配的紧固孔。
作为本发明的一种优选实施方式:所述氢气传感器的壳体,压力变送器的壳体和所述外壳为铜质材料;所述切换阀门为手动阀,所述手动阀的阀柄上设置有旋转标识;所述压力传感器采用量程为0~0.5MPa,精度为0.1级,温度在-40~80度的绝对压力传感器;所述温度传感器采用A级Pt100铂电阻,精度为0.1度;所述氢气传感器采用工业级燃料电池气体传感器,工作温度:-40-80℃,检测范围0-2000微升/升,检测精度:±10%或±20微升/升。
作为本发明的一种优选实施方式:所述少油设备为底部包含有放油口且顶部包含液位计的少油设备;所述液位计的壳体侧面开设有用于安装监测传感器的套管;所述套管与少油设备内顶部的油液连通,所述液位计包含浮球结构;浮球的一端置于油液内,浮球另一端通过浮球的升降而转动,转动过程驱动磁力连接的液位计指针转动。
作为本发明的一种优选实施方式:所述压力变送器包含壳体、密封连接于所述壳体上端口的线缆接头,固定在壳体内的温度传感器和压力传感器,所述温度传感器、压力传感器的信号输出端与所述线缆接头电连接;所述温度传感器由盲管和固定在所述盲管内的温度传感元件构成,盲管的管口由管堵密封并与壳体固定连接,所述温度传感元件的信号输出线密封穿过所述管堵与线缆接头电连接,盲管的盲端部自壳体的下端口延伸出壳体之外接触所述第一出液口的油液;所述压力传感器的压力感应面通过壳体的下端口与第一出液口的油液接触;所述压力传感器的纵截面为倒U形结构。
作为本发明的一种优选实施方式:所述氢气传感器包含氢气传感器外壳,在所述氢气传感器外壳内安装有气体检测单元,所述气体检测单元包含电解质层以及与所述电解质层结合成一体的工作电极、对电极和参比电极;所述氢气传感器外壳内朝向所述工作电极的一侧安装有气体扩散膜,所述气体扩散膜与所述工作电极之间通过密封件密封形成用于氢气在所述工作电极上发生反应的工作电极反应气室,所述气体扩散膜为无孔结构的气体扩散膜,所述电解质层为固态电解质层或半固态电解质层;所述氢气传感器外壳包含具有开口的主体和盖设在所述主体的开口处的盖体,所述盖体的侧壁上设置有密封圈,所述氢气传感器外壳的开口处的内壁形成有与所述密封圈相匹配的凹口;所述工作电极位于所述电解质层的一侧,所述对电极和参比电极位于所述电解质层的另一侧且所述对电极和参比电极在所述电解质层的另一侧并列设置。
本发明有益效果是:
本发明公开的变电站少油设备的监测传感器采集压力信号、温度信号和氢气信号,然后将采集的信号传输给就地显示仪;就地显示仪进行现场显示以及向后台计算机传输;后台计算机位于变电站的监控室;因此,整个监控是实时在线监控,非常实用便捷,使得少油设备的油液参数的缺陷早期即时发现;引下采样管与采样阀门的设置使得油液采集位置位于较低的位置,使得油液采集更加的便捷。本发明的监测传感器集成了压力传感器、温度传感器和氢气传感器,因此采集的参数全面;
本发明的监测传感器包含圆筒型结构的外壳,外壳的底部安装底盖,外壳的顶部安装顶盖,底盖中心设置有用于组装在所述三通的一个出口上的螺纹安装头;整个监测传感器以螺纹头的形式安装,因此能够可靠组装和可靠密封;组装过程也非常便捷;本发明的所述外壳内部自下而上依次设置用于固定安装在底盖上的压力变送器安装块和用于固定在压力变送器安装块上的氢气传感器,所述压力变送器安装块上安装有压力变送器;所述压力变送器包含压力传感器和温度传感器;所述外壳内部靠近顶盖的位置安装有L型的支架,L型的支架一侧安装电路板,另一侧安装有用于为电路板、压力变送器和氢气传感器供电的干电池;压力变送器安装块作为支撑安装和三通结构提供了压力变送器和氢气传感器的安装位置,同时还通过第一出液口和第二出液口为压力变送器和氢气传感器提供了与油液接触从而可靠采集油液参数的环境。
综上,本发明能够实时监测绝缘套管内的压力、温度和氢气,可以第一时间通过压力变化来发现缺陷,避免进一步的危害;本发明还能够在较低的位置(一般的,放油口位于地面4米以上,采样阀通过引下采样管可以做到与地面的操作人员身高一致的位置)进行油样采集;因此,本发明在监控和防止少油设备爆裂的安全隐患中存在有效和积极的价值。
附图说明
图1为本发明的一种具体实施方式的整体结构示意图;
图2为图1的A处局部放大图;
图3为本发明的监测传感器的一种具体实施方式的外观图;
图4为本发明的监测传感器的一种具体实施方式的爆炸图;
图5为本发明的监测传感器的外壳的一种具体实施方式的结构示意图;
图6为本发明的监测传感器的压力变送器安装块的一种具体实施方式的结构示意图;
图7为图6所述压力变送器安装块的另一角度的效果图;
图8为本发明的压力变送器安装块和氢气传感器的分解结构示意图;
图9为图8的另一角度的结构示意图;
图10为本发明的就地显示仪的一种具体实施方式的电路结构框图;
图11为本发明的监测传感器的一种具体实施方式的电路结构框图;
图12为本发明的一种优选实施方式的结构示意图;
图13为本发明的氢气传感器的一种优选实施方式的结构示意图;
图14为本发明的压力变送器的一种优选实施方式的结构示意图。
附图标记说明:
1-绝缘套管,2-放油口,3-监测传感器,4-三通,5-引下采样管,6-采样阀门,7-就地显示仪,8-无线通讯模块,9-后台计算机,10-切换阀门,11-顶部均压罩,12-液位计,13-监测传感器;
81-壳体,82-线缆接头,83-压力传感器,84-盲管,85-温度传感元件,86-管堵,87-盲端部,88-压力采样电路模块;
101-外壳,102-螺纹安装头,103-连通孔,104-底面固定孔,105-侧面固定孔,106-电路板,107-支架,108-干电池,109-氢气传感器,110-接线插座,111-压力变送器安装块,112-底盖,113-顶盖,114-电池仓,115-支架固定孔,116-组装架,117-挡板,118-压力变送器,119-底面固定孔,120-内螺纹孔;
304-温度传感器,305-压力传感器,307-无线模块,308-接线端子,309-干电池,310-CPU,311-氢气传感器,312-信号处理模块;
711-报警器,712-控制器,713-显示器,714-无线通讯模块,715-环境湿度传感器,716-环境温度传感器;
901-氢气传感器外壳,902-气体检测单元,903-气体扩散膜,904-密封件,905-工作电极反应气室,906-储氧空间,911-主体,912-盖体,913-密封圈,914-凹口,915-第一插针,916-第二插针,917-第三插针,921-电解质层,922-工作电极,923-对电极,924-参比电极,925-工作电极引线,926-对电极引线,927-参比电极引线;
1111-主进液孔,1112-紧固孔,1113-压力变送器组装孔,1114-第一出液孔,1115-第二出液孔,1116-氢气传感器检测入口。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式:
如图1~14所示,其示出了本发明的具体实施方式,如图所示,本发明公开的变电站少油设备的在线监测系统,所述少油设备包含放油口,包含安装在所述放油口上的一个三通4;三通的一个入口与所述放油口(通过法兰)连接,三通的两个出口上分别安装有监测传感器3和引下采样管5;引下采样管向下延伸,且引下采样管的末端安装采样阀门6;所述三通上安装有用于切换入口与两个出口分别导通的切换阀门10;
所述监测传感器包含圆筒型结构的外壳101,外壳的底部安装底盖112,外壳的顶部安装顶盖113,底盖中心设置有用于组装在所述三通的一个出口上的螺纹安装头102;所述外壳内部自下而上依次设置用于固定安装在底盖上的压力变送器安装块111和用于固定在压力变送器安装块上的氢气传感器109,所述压力变送器安装块上安装有压力变送器118;所述压力变送器包含压力传感器和温度传感器;所述外壳内部靠近顶盖的位置安装有L型的支架107,L型的支架一侧安装电路板106,另一侧安装有用于为电路板、压力变送器和氢气传感器供电的干电池108;
所述螺纹安装头通过中心开设的连通孔103将油液引入压力变送器安装块111内部,所述压力变送器安装块111内设置三通管路,三通管路的入口为所述连通孔,三通管路的两个出口分别为第一出液孔1114和第二出液孔1115;
所述压力变送器安装块的侧面开设有用于组装压力变送器的压力变送器组装孔1113,压力变送器组装孔的底部中心即为所述第一出液孔;所述压力变送器安装块的顶面与所述氢气传感器连接,且所述第二出液孔开设在所述压力变送器安装块的顶面且与氢气传感器检测入口1116连通;
所述电路板包含CPU310和无线模块307;
所述无线模块与监测传感器外部的就地显示仪无线通讯;所述就地显示仪与远端的后台计算机9通过无线通讯模块(8,714)无线通讯。
优选的,如图10所示:所述就地显示仪包含控制器712、显示器713、报警器711和用于与后台计算机通讯的无线通讯模块(8,714);所述控制器与所述显示器、报警器和无线通讯模块连接;所述就地显示仪还包含有电源模块、与控制器连接的环境温度传感器716和环境湿度传感器715;所述无线通讯模块为433MHz无线通讯模块。所述就地显示仪为下置柜式就地显示仪,底部设置有加热器,以便于在新疆的极冷天气下的升温;加热器的加热模块与控制器连接。
优选的,如图10所示:所述就地显示仪的控制器包含放大电路模块、ARM处理器、数字模拟转换器、电压电流转换器和电流恒流器;控制器将监测传感器传递来的的压力传感器、温度传感器、氢气传感器的信号通过内置的放大电路模块进行信号放大,放大后的信号通过所述ARM处理器进行计算;计算得到的信号数据通过数字模拟转换器转换成电压信号,然后通过所述电压电流转换器转化成电流信号,电流信号通过电流恒流器后通过就地显示仪的无线通讯模块传输以及通过显示器显示。就地显示仪最多可连接采样模块(监测传感器)128只,甚至可扩展至256只,每个变电站安装一台就地显示仪(中继器)即可。可循环显示每个监测传感器的压力、温度及溶解氢的数据,数据处理整合后无线发送至后台(计算机)服务器。
优选的,如图11所示:所述监测传感器的电路板上设置有接线端子308,线路上包含CPU、无线通讯模块和信号处理模块312;所述CPU为为msp430g2433,无线芯片为si4432;所述外壳内部,位于氢气传感器上方设置有半圆形的组装架116,组装架内设置有用于嵌入单个干电池的电池仓114,组装架的顶面的两侧设置有用于固定所述L型支架的支架固定孔115,所述干电池位于L型支架与组装架之间的所述电池仓内。本实施例中,CPU和无线芯片均为低功耗部件,有助于设备的长期使用,无需外部取电,适合变电站的生产环境。尤其当位于高处时,外接电源难度很大;因此监测传感器为低功耗无线传输;就地显示仪采用无线传输,其电源也可以采用蓄电池,避免外接电不便的困扰。组装架的结构可靠的固定了干电池和L型的支架;L型的支架让电路板和电池可靠组装和分隔;组装架的底端通过挡板分隔,这样能够与底部的传感器分隔;本说明书描述时采用的上下左右等方位是根据图示位置或者监测传感器安装时的竖直安装位置来描述的;不是对结构的具体限定,只要相对位置不便均可以实现本发明的技术方案和技术效果。
优选的,如图所示:所述系统采集量包含有油压,温度,电池电量和溶解氢含量;系统启动后,系统先进行设置,设置完后关闭干电池的供电,无线模块和cpu进入休眠状态,当外部有无线唤醒信号时,无线模块让cpu醒来,cpu再将无线模块设置为醒来状态,打开干电池的供电,采集各个参量,并发送给就地显示仪,完成后系统再次休眠。本实施例的控制方式使得监测传感器部分的能耗能低,能够达到可靠的三年供电时间以上。
优选的,如图3~9所示:所述外壳靠近底部和顶部的侧面设置有用于固定底盖和顶盖的侧面固定孔105;对应的,所述底盖和顶盖嵌入外壳内部的部分的外表面开设有与所述侧面固定块位置匹配的内螺纹孔120;所述底盖上开设有用于固定所述压力变送器安装块的螺纹孔,所述螺纹孔为底面固定孔(104,119);所述底面固定孔为均布的四个;对应的,所述压力变送器安装块的底面也设置位于与底面固定孔匹配的紧固孔1112。侧面固定孔的侧面固定能够节省正面空间,同时均布的固定孔可以可靠固定。
优选的,如图3~9所示:所述氢气传感器的壳体,压力变送器的壳体和所述外壳为铜质材料;铜质材料提供了可靠的屏蔽性能。所述切换阀门10为手动阀,所述手动阀的阀柄上设置有旋转标识;所述压力传感器采用量程为0~0.5MPa,精度为0.1级,温度在-40~80度的绝对压力传感器;所述温度传感器采用A级Pt100铂电阻,精度为0.1度;所述氢气传感器采用工业级燃料电池气体传感器,工作温度:-40-80C°,检测范围0-2000微升/升,检测精度:±10%或±20微升/升。
优选的,如图12所示:所述少油设备为底部包含有放油口且顶部包含液位计12的少油设备;所述液位计的壳体侧面开设有用于安装监测传感器的套管;所述套管与少油设备内顶部的油液连通,所述液位计包含浮球结构;浮球的一端置于油液内,浮球另一端通过浮球的升降而转动,转动过程驱动磁力连接的液位计指针转动。如此一来,上下同时监测压力、温度和氢气,能够提供可靠的数据,即时科学准确的发现缺陷,避免损失。本实施例公开的液位计结构为机械式原理,无需接线,监测传感器同样无需接线,因此无需高处取电,防止安全隐患,使得本实施例公开的方案更加的实用可靠。上部液位计下部放油口的少油设备可以参考高压绝缘套管;少油设备是指填充有绝缘油液的一类设备,该类设备由于油液较少,目前缺乏有效的检测手段,都是从放油口的取样阀取出油样定期人工检测。
优选的,如图14所示:所述压力变送器包含壳体81、密封连接于所述壳体上端口的线缆接头82,固定在壳体内的温度传感器和压力传感器83,所述温度传感器、压力传感器的信号输出端与所述线缆接头电连接;所述温度传感器由盲管和固定在所述盲管内的温度传感元件85构成,盲管的管口由管堵密封并与壳体固定连接,所述温度传感元件85的信号输出线密封穿过所述管堵86与线缆接头电连接,盲管的盲端部自壳体的下端口延伸出壳体之外接触所述第一出液口的油液;所述压力传感器的压力感应面通过壳体的下端口与第一出液口的油液接触;所述压力传感器的纵截面为倒U形结构。本实施例公开的压力变送器的结构将所述温度传感器、压力传感器集中安装于所述壳体内,并将内置有温度传感元件的盲管端部自壳体的下端口延伸出壳体之外、将压力传感器压力感应面通过壳体的下端口与环境相通;因此在保证温度、压力测量控制前提下,使得结构更加紧凑,大大缩小了安装空间,方便了安装维护工作。
优选的,如图13所示:所述氢气传感器包含氢气传感器外壳901,在所述氢气传感器外壳内安装有气体检测单元902,所述气体检测单元包含电解质层921以及与所述电解质层结合成一体的工作电极922、对电极923和参比电极924;所述氢气传感器外壳内朝向所述工作电极的一侧安装有气体扩散膜903,所述气体扩散膜与所述工作电极之间通过密封件904密封形成用于氢气在所述工作电极上发生反应的工作电极反应气室905,所述气体扩散膜为无孔结构的气体扩散膜,所述电解质层为固态电解质层或半固态电解质层;所述氢气传感器外壳包含具有开口的主体911和盖设在所述主体的开口处的盖体912,所述盖体的侧壁上设置有密封圈913,所述氢气传感器外壳的开口处的内壁形成有与所述密封圈相匹配的凹口914;所述工作电极位于所述电解质层的一侧,所述对电极和参比电极位于所述电解质层的另一侧且所述对电极和参比电极在所述电解质层的另一侧并列设置。本实施例公开的氢气传感器能够更有效的检测低浓度氢气,响应快,可以应对严苛环境下的氢气检测。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明,但是本发明不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化,这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术,这些都落入本发明专利的保护范围。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解,本发明不限于特定的实施方式,本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.变电站少油设备的在线监测系统,所述少油设备包含放油口,其特征在于:包含安装在所述放油口上的一个三通;三通的一个入口与所述放油口连接,三通的两个出口上分别安装有监测传感器和引下采样管;引下采样管向下延伸,且引下采样管的末端安装采样阀门;所述三通上安装有用于切换入口与两个出口分别导通的切换阀门;
所述监测传感器包含圆筒型结构的外壳,外壳的底部安装底盖,外壳的顶部安装顶盖,底盖中心设置有用于组装在所述三通的一个出口上的螺纹安装头;所述外壳内部自下而上依次设置用于固定安装在底盖上的压力变送器安装块和用于固定在压力变送器安装块上的氢气传感器,所述压力变送器安装块上安装有压力变送器;所述压力变送器包含压力传感器和温度传感器;所述外壳内部靠近顶盖的位置安装有L型的支架,L型的支架一侧安装电路板,另一侧安装有用于为电路板、压力变送器和氢气传感器供电的干电池;
所述螺纹安装头通过中心开设的连通孔将油液引入压力变送器安装块内部,所述压力变送器安装块内设置三通管路,三通管路的入口为所述连通孔,三通管路的两个出口分别为第一出液孔和第二出液孔;
所述压力变送器安装块的侧面开设有用于组装压力变送器的压力变送器组装孔,压力变送器组装孔的底部中心即为所述第一出液孔;所述压力变送器安装块的顶面与所述氢气传感器连接,且所述第二出液孔开设在所述压力变送器安装块的顶面且与氢气传感器检测入口连通;
所述电路板包含CPU和无线模块;
所述无线模块与监测传感器外部的就地显示仪无线通讯;所述就地显示仪与远端的后台计算机通过无线通讯模块无线通讯。
2.如权利要求1所述的变电站少油设备的在线监测系统,其特征在于:所述就地显示仪包含控制器、显示器、报警器和用于与后台计算机通讯的无线通讯模块;所述控制器与所述显示器、报警器和无线通讯模块连接;所述就地显示仪还包含有电源模块、与控制器连接的环境温度传感器和环境湿度传感器;所述无线通讯模块为433MHz无线通讯模块。
3.如权利要求2所述的变电站少油设备的在线监测系统,其特征在于:所述就地显示仪的控制器包含放大电路模块、ARM处理器、数字模拟转换器、电压电流转换器和电流恒流器;控制器将监测传感器传递来的的压力传感器、温度传感器、氢气传感器的信号通过内置的放大电路模块进行信号放大,放大后的信号通过所述ARM处理器进行计算;计算得到的信号数据通过数字模拟转换器转换成电压信号,然后通过所述电压电流转换器转化成电流信号,电流信号通过电流恒流器后通过就地显示仪的无线通讯模块传输以及通过显示器显示。
4.如权利要求1所述的变电站少油设备的在线监测系统,其特征在于:所述监测传感器的电路板上设置有接线端子,线路上包含CPU、无线通讯模块和信号处理模块;所述CPU为为msp430g2433,无线芯片为si4432;所述外壳内部,位于氢气传感器上方设置有半圆形的组装架,组装架内设置有用于嵌入单个干电池的电池仓,组装架的顶面的两侧设置有用于固定所述L型支架的支架固定孔,所述干电池位于L型支架与组装架之间的所述电池仓内。
5.如权利要求4所述的变电站少油设备的在线监测系统,其特征在于:所述系统采集量包含有油压,温度,电池电量和溶解氢含量;系统启动后,系统先进行设置,设置完后关闭干电池的供电,无线模块和cpu进入休眠状态,当外部有无线唤醒信号时,无线模块让cpu醒来,cpu再将无线模块设置为醒来状态,打开干电池的供电,采集各个参量,并发送给就地显示仪,完成后系统再次休眠。
6.如权利要求1所述的变电站少油设备的在线监测系统,其特征在于:所述外壳靠近底部和顶部的侧面设置有用于固定底盖和顶盖的侧面固定孔;对应的,所述底盖和顶盖嵌入外壳内部的部分的外表面开设有与所述侧面固定块位置匹配的内螺纹孔;所述底盖上开设有用于固定所述压力变送器安装块的螺纹孔,所述螺纹孔为底面固定孔;所述底面固定孔为均布的四个;对应的,所述压力变送器安装块的底面也设置位于与底面固定孔匹配的紧固孔。
7.如权利要求1所述的变电站少油设备的在线监测系统,其特征在于:所述氢气传感器的壳体,压力变送器的壳体和所述外壳为铜质材料;所述切换阀门为手动阀,所述手动阀的阀柄上设置有旋转标识;所述压力传感器采用量程为0~0.5MPa,精度为0.1级,温度在-40~80度的绝对压力传感器;所述温度传感器采用A级Pt100铂电阻,精度为0.1度;所述氢气传感器采用工业级燃料电池气体传感器,工作温度:-40-80℃,检测范围0-2000微升/升,检测精度:±10%或±20微升/升。
8.如权利要求1所述的变电站少油设备的在线监测系统,其特征在于:所述少油设备为底部包含有放油口且顶部包含液位计的少油设备;所述液位计的壳体侧面开设有用于安装监测传感器的套管;所述套管与少油设备内顶部的油液连通,所述液位计包含浮球结构;浮球的一端置于油液内,浮球另一端通过浮球的升降而转动,转动过程驱动磁力连接的液位计指针转动。
9.如权利要求1所述的变电站少油设备的在线监测系统,其特征在于:所述压力变送器包含壳体、密封连接于所述壳体上端口的线缆接头,固定在壳体内的温度传感器和压力传感器,所述温度传感器、压力传感器的信号输出端与所述线缆接头电连接;所述温度传感器由盲管和固定在所述盲管内的温度传感元件构成,盲管的管口由管堵密封并与壳体固定连接,所述温度传感元件的信号输出线密封穿过所述管堵与线缆接头电连接,盲管的盲端部自壳体的下端口延伸出壳体之外接触所述第一出液口的油液;所述压力传感器的压力感应面通过壳体的下端口与第一出液口的油液接触;所述压力传感器的纵截面为倒U形结构。
10.如权利要求1所述的变电站少油设备的在线监测系统,其特征在于:所述氢气传感器包含氢气传感器外壳,在所述氢气传感器外壳内安装有气体检测单元,所述气体检测单元包含电解质层以及与所述电解质层结合成一体的工作电极、对电极和参比电极;所述氢气传感器外壳内朝向所述工作电极的一侧安装有气体扩散膜,所述气体扩散膜与所述工作电极之间通过密封件密封形成用于氢气在所述工作电极上发生反应的工作电极反应气室,所述气体扩散膜为无孔结构的气体扩散膜,所述电解质层为固态电解质层或半固态电解质层;所述氢气传感器外壳包含具有开口的主体和盖设在所述主体的开口处的盖体,所述盖体的侧壁上设置有密封圈,所述氢气传感器外壳的开口处的内壁形成有与所述密封圈相匹配的凹口;所述工作电极位于所述电解质层的一侧,所述对电极和参比电极位于所述电解质层的另一侧且所述对电极和参比电极在所述电解质层的另一侧并列设置。
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