本發(fā)明涉及電力設備的模擬測試領域，具體涉及一種壓力可控型SF6氣體密度繼電器信號模擬測試儀。

背景技術：

目前，我國新建或在建智能變電站大多為氣體絕緣變電站，簡稱GIS（Gas Insulated Substation），其運行可靠性及安全性較高，占地面積較少。GIS中絕緣介質采用SF6氣體，絕緣強度是空氣的2.33倍，滅弧能力是空氣的100倍。GIS設備上安裝有氣體密度繼電器用于檢測SF6氣體密度的變化，實時監(jiān)測設備SF6壓力的運行狀況，其性能好壞直接影響到SF6電氣設備的可靠安全運行，由此，SF6氣體密度繼電器是SF6電氣開關的關鍵元件之一。

在實際運行中，安裝于現(xiàn)場的SF6氣體密度繼電器因不經(jīng)常動作，經(jīng)過一段時期后常出現(xiàn)動作不靈活或觸點接觸不良的現(xiàn)象，有的還會出現(xiàn)溫度補償性能變差，當環(huán)境溫度變化時容易導致SF6氣體密度繼電器誤動作。DL/T596-1996《電力設備預防性試驗規(guī)程》規(guī)定：各SF6電氣開關使用的單位應定期對SF6氣體密度繼電器進行校驗及信號模擬。因此，對現(xiàn)場的SF6氣體密度繼電器進行定期校驗是防患于未然，保障電力設備安全可靠運行的必要手段之一。

在現(xiàn)場模擬信號時，傳統(tǒng)的信號模擬方法是通過使用尖銳器物按壓放氣孔進行模擬。該方法雖然能夠在一定范圍內(nèi)驗證氣體密度繼電器的性能是否正常，但還是存在以下幾個問題：第一，手動按壓對壓力具有不可控性，往往會造成壓力過大或是過小，需要重復多次試驗，效率不高；第二，在過去的試驗中，發(fā)生了多次氣體密度繼電器氣嘴損壞或是氣嘴處漏氣現(xiàn)場，這與試驗過程中的不可控壓力釋放具有一定關系；第三，操作人員近距離靠近氣壓表，釋放的SF6氣體易被操作人員吸入，對身體造成傷害；第四，釋放的SF6氣體直接排入大氣，對空氣造成污染，并造成氣體浪費；第五，無溫度參照標準，不同環(huán)境下的測試結果，不能精確表達設備運行狀況。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的缺點和不足，提供一種精確可控、輕便易操作、安全快速的壓力可控型SF6氣體密度繼電器信號模擬測試儀。該測試儀能很好的適應現(xiàn)場工作，與傳統(tǒng)的信號模擬方法相比，能夠更加高效安全地完成SF6密度繼電器的校驗工作，并可在氣壓低于規(guī)定值時及時進行補氣。

本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的：

一種壓力可控型SF6氣壓表信號模擬測試儀，包括FS6氣體通道單元和氣體壓力智能控制單元。

其中，F(xiàn)S6氣體通道單元包括：

內(nèi)置SF6鋼瓶：存儲有合格FS6氣體，用以對氣壓不足的GIS設備進行補氣；

內(nèi)置鋼瓶壓力表：與內(nèi)置SF6鋼瓶連通，用以顯示內(nèi)置鋼瓶氣體壓力；

內(nèi)置補氣通道：包括有連通內(nèi)置SF6鋼瓶的補氣管道、位于補氣管道上的電控補氣閥門和補氣嘴，電控補氣閥門可以調節(jié)補氣速率，補氣嘴通過SF6專用軟管連接SF6氣體密度繼電器附補氣口；在SF6電氣設備的氣壓低于規(guī)定值時可選擇進行補氣；

內(nèi)置測試通道：包括有測試管道，位于測試管道上的電控測試閥門和測試氣嘴，測試氣嘴通過SF6專用軟管連接SF6氣體密度繼電器附測試口；

排氣通道：包括有連通測試管道的排氣管道，位于排氣管道上的電控排氣閥門和排氣嘴；排氣通道用以排出內(nèi)置測試通道內(nèi)的SF6氣體，進而對測試氣壓進行調節(jié)，實現(xiàn)低氣壓模擬。

氣體壓力智能控制單元包括：

傳感器：包括有溫度傳感器和氣體壓力傳感器，其被置放于測試管道內(nèi)，用以實時監(jiān)測測試管道內(nèi)部溫度及氣壓，并將溫度及氣壓值數(shù)據(jù)上傳給微處理器MCU；

觸摸顯示屏：用以向微處理器MCU輸入報警壓力值和閉鎖壓力值并用于實驗數(shù)據(jù)的實時顯示；

控制器：包括排氣閥門高速控制器和補氣及測試閥門高速控制器，兩者分別通過微處理器MCU的下行命令來控制電控排氣閥門、電控補氣和電控測試閥門動作；

微處理器MCU：微處理器MCU接收傳感器上傳的溫度及氣壓值數(shù)據(jù)，并將實測氣壓值轉換為標準溫度下氣壓值；微處理器MCU將該標準溫度下氣壓值與設定的門限值（報警壓力值和閉鎖壓力值）進行對比，從而輸出相應動作信號至控制器，控制器控制相應電控閥門開啟或關閉來實現(xiàn)低氣壓模擬；微處理器MCU還通過測試線與SF6氣體密度繼電器相連，來接收SF6氣體密度繼電器的報警信號或閉鎖信號，以校驗SF6氣體密度繼電器是否能在測試氣壓等于或低于報警壓力值時正常報警及在壓力值等于或低于閉鎖壓力值時正?？刂芐F6電氣開關閉鎖，具體如下：

當實測壓力值高于報警壓力值時，微處理器MCU發(fā)令開放電控排氣閥門，待測試通道內(nèi)部氣壓逐漸降低至報警壓力值或報警壓力值以下時，微處理器MCU發(fā)令關閉電控排氣閥門，此時微處理器MCU可通過外部的測試線接收SF6氣體密度繼電器的報警信號以校驗SF6氣體密度繼電器是否能在氣壓等于或低于報警壓力值時正常報警；所述微處理器MCU還可接收觸摸顯示屏的繼續(xù)校驗指令，微處理器MCU接收到繼續(xù)校驗指令后發(fā)令再次打開電控排氣閥門，當測試通道內(nèi)的壓力值逐漸降低至閉鎖壓力值或閉鎖壓力值以下時，微處理器MCU可通過外部的測試線接收SF6氣體密度繼電器的閉鎖信號以校驗SF6氣體密度繼電器是否能在壓力值等于或低于閉鎖壓力值時正?？刂芐F6電氣開關閉鎖。

實驗的數(shù)據(jù)可通過觸摸顯示屏實時顯示。

作為更優(yōu)，還設有內(nèi)置熱敏打印機，以用于試驗數(shù)據(jù)的打印輸出，實現(xiàn)記錄和保存試驗數(shù)據(jù)。

作為更優(yōu)，前述的內(nèi)置鋼瓶壓力表的刻度盤分為紅、綠、白三色，指針指向白色區(qū)域表示壓力正常，指向綠色區(qū)域表示氣壓低，應注意使用量，指向紅色區(qū)域則禁止使用，并及時對內(nèi)置鋼瓶進行補氣或更換。

本發(fā)明的有益效果是：可實現(xiàn)壓力精準可控、模擬低氣壓來校驗SF6氣體密度繼電器，并能自動補氣，效率較高，安全可靠，測量結果更加精確，能夠有效避免由操作不當引起的設備損壞，同時避免近距離操作人員吸入SF6氣體。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

圖1為本發(fā)明的結構原理圖。

圖2為本發(fā)明的主視結構示意圖。

圖3為本發(fā)明的測試工作示意圖。

圖中，1為內(nèi)置SF6鋼瓶、2為內(nèi)置鋼瓶壓力表、3為電控測試閥門、4為電控補氣閥門、5為補氣嘴、6為補氣及測試閥門高速控制器、7為內(nèi)置熱敏打印機、8為數(shù)控總線、9為測試嘴、10為溫度傳感器、11為電控排氣閥門、12為數(shù)模轉換器、13為觸摸顯示屏、14為微處理器MCU、15為通信串口、16為排氣閥門高速控制器、17為排氣嘴、18為SF6氣體密度繼電器、19為氣體壓力傳感器、20為內(nèi)置SF6管道、21為測試線、22為繼電器動作信號輸入端口、23為電源模塊、24為電源開關、25為繼電器電流輸入口、26為交流充電端口、27為SF6專用軟管。

具體實施方式

附圖為本發(fā)明的一種具體實施例。如圖1所示，該實施例包括有FS6氣體通道單元和氣體壓力智能控制單元。FS6氣體通道單元包括內(nèi)置SF6鋼瓶1、內(nèi)置鋼瓶壓力表2、電控測試閥門3、電控補氣閥門4、補氣嘴5、測試嘴9、電控排氣閥門11、電控排氣嘴17、SF6通道20。補氣嘴5和測試嘴9分別通過兩根SF6專用軟管27與被測SF6密度繼電器18連接，用于補氣和測試。測試完成之后通過電控排氣嘴17將測試通道內(nèi)SF6氣體排出。氣體壓力智能控制單元包括測試及補氣閥門高速控制器6、微處理器14、觸摸顯示屏13、溫度傳感器10、排氣閥門高速控制器11、內(nèi)置熱敏打印機7、通信串口15、數(shù)控總線8、氣體壓力傳感器19、繼電器動作信號輸入端口22(繼電器報警信號和閉鎖信號)、電源模塊23、電源開關24、繼電器電流輸入口25（校驗中為繼電器提供電源）、交流充電端口26。電源模塊23為蓄電池組，為整套裝置提供電源。繼電器動作信號輸入端口22和繼電器電流信號輸入口25通過測試線21與被測SF6密度繼電器18連接，實現(xiàn)同被測SF6密度繼電器18的數(shù)據(jù)交互。微處理器MCU分析并處理來自于溫度傳感器10、氣體壓力傳感器19以及被測密度繼電器18的數(shù)據(jù)，并能夠根據(jù)數(shù)據(jù)處理結果向測試及補氣閥門高速控制器6和排氣閥門高速控制器11發(fā)布動作信號，進而控制電控測試閥門3、電控補氣閥門4和電控排氣閥門。試驗數(shù)據(jù)可通過觸摸顯示屏13實時顯示，并可以通過內(nèi)置熱敏打印機7打印出結果。

如圖2所示，本發(fā)明壓力可控型SF6氣壓表模擬測試儀主視結構包括內(nèi)置鋼瓶壓力表2、電控補氣閥門4、電控測試閥門3、補氣嘴5、內(nèi)置熱敏打印機7、測試嘴9、觸摸顯示屏13、通信串口15、電控排氣嘴17、測試繼電器動作信號輸入端口22、電源開關24、繼電器電流信號輸入口25以及交流充電端口26。

如圖3所示，SF6通道A為GIS組合電氣設備本體的一段氣體通道，通過充放氣閥門B與SF6氣體密度繼電器連接，閥門B與SF6氣體密度繼電器的氣室F之間為氣體通道C，通道C通過氣嘴及補氣通道D與壓力可控型SF6氣壓表模擬測試儀的補氣嘴相連，通道D為SF6專用軟管。測試過程中，SF6氣體密度繼電器（氣體密度表）的氣室F通過測試通道E與壓力可控型SF6氣壓表模擬測試儀的測試嘴相連，通道E同通道D一樣為SF6專用軟管。

本發(fā)明利用壓力平衡原理，電控閥門控制測試通道的內(nèi)部氣壓，并經(jīng)過數(shù)模計算，轉換成一定溫度下的標準氣壓，在觸摸顯示屏幕上顯示實時數(shù)值，進行氣體密度繼電器信號模擬測試，其具體測量方法包含如下步驟：

S1.使用前先打開充放氣閥門B，并將壓力可控型SF6氣壓表模擬測試儀通過測試通道E與SF6氣體密度繼電器連通，此時A、C、E、F四者聯(lián)通，氣壓一致。通道C與氣室F時刻相通。

S2.將充放氣閥門B擰緊，此時A與C、E、F中斷，C、E、F仍然連通，C、E、F氣壓相同。

S3.通過觸摸顯示屏設置壓力可控型SF6氣壓表模擬測試儀的兩個內(nèi)部定值，分別為報警壓力值和閉鎖壓力值。若微處理器MCU判斷出通道C（同氣室F）內(nèi)的壓力高于設置的氣體報警信號壓力值，則向電控排氣閥門11發(fā)出開放動作命令，此時C、E、F內(nèi)的氣體排向外界，當通道C內(nèi)的壓力值等于或略低于模擬測試儀設定的報警壓力值時，微處理器向電控排氣閥門11發(fā)出關閉動作命令，E不再向外界排氣，通道C（同氣室F）的壓力是密度表報警壓力，此時密度表發(fā)報警信號，并通過測試線上傳給壓力可控型SF6氣體密度繼電器模擬測試儀。通過觸摸顯示屏選擇繼續(xù)試驗，電控排氣閥門11將再次打開，當通道C內(nèi)的壓力值等于或略低于模擬測試儀設定的閉鎖壓力值時，電控排氣閥門11接收到微處理器關閉命令，密度表將發(fā)送閉鎖信號，通過測試線上傳給壓力可控型SF6氣體密度繼電器模擬測試儀。

在工作中，SF6氣體密度繼電器和壓力可控型SF6氣體密度繼電器模擬測試儀的壓力始終一致，模擬測試儀通過補氣通道D和氣嘴與通道C聯(lián)通，當微處理器判斷出C、E、F內(nèi)的壓力低于規(guī)定壓力時，可選擇控制電控補氣閥門開放，使氣體從SF6鋼瓶通過補氣通道D流向GIS氣室，為GIS設備及時充氣。