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原文传递一种具有在线自校验功能的气体密度继电器及其校验方法

专利名称：	一种具有在线自校验功能的气体密度继电器及其校验方法
摘要：	本申请提供一种具有在线自校验功能的气体密度继电器及其校验方法，用于高压、中压电气设备，包括气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、常开阀、常闭阀、气室、在线校验接点信号采样单元和智控单元。通过常开阀、常闭阀、气室实现气体压力的升降，使得气体密度继电器本体发生接点信号动作，接点信号动作通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元，智控单元根据接点信号动作时的密度值，检测出气体密度继电器本体的报警和/或闭锁接点信号动作值和/或返回值，无须检修人员到现场就能完成气体密度继电器的校验工作，实现免维护，大大提高了电网的可靠性，提高了效率，降低了成本。同时整个校验过程中实现了气体零排放，环保安全经济。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海乐研电气有限公司
发明人：	金海生;廖海明;蒲东海;常敏;曾伟;贺兵;沈德茂
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910834404.3
公开号：	CN110501260A
代理机构：	上海海钧知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	许兰
分类号：	G01N9/26(2006.01);G;G01;G01N;G01N9
申请人地址：	201802 上海市嘉定区南翔镇蕰北公路1755弄35号-1一层A区、三层
主权项：	1.一种具有在线自校验功能的气体密度继电器，其特征在于，包括：气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、常开阀、常闭阀、气室、在线校验接点信号采样单元和智控单元；所述常闭阀的一端与所述气体密度继电器本体的气路相连通，所述常闭阀的另一端与所述气室相连通；所述气室和常闭阀被配置为建立或储存低压力的气体，调节所述气体密度继电器本体的压力下降，使所述气体密度继电器本体发生接点信号动作；所述常开阀的一端设有与电气设备相连通的接口，所述常开阀的另一端与所述气体密度继电器本体的气路相连通，或者所述常开阀的另一端连接所述常闭阀的气路，从而将所述常开阀与所述气体密度继电器本体的气路相连通；所述常开阀被配置为关闭或开启电气设备的气路，完成电气设备的气路关闭，以及调节所述气体密度继电器本体的压力升高，使所述气体密度继电器本体发生接点信号复位；所述气体密度检测传感器，与所述气体密度继电器本体连通；所述在线校验接点信号采样单元，与所述气体密度继电器本体相连接，被配置为采样所述气体密度继电器本体的接点信号；所述智控单元，分别与所述常开阀、常闭阀、气体密度检测传感器和所述在线校验接点信号采样单元相连接，被配置为控制所述常开阀的关闭或开启，控制所述常闭阀的关闭或开启，压力值采集和温度值采集、和/或气体密度值采集，以及检测所述气体密度继电器本体的接点信号动作值和/或接点信号返回值；其中，所述接点信号包括报警、和/或闭锁。 2.一种具有在线自校验功能的气体密度监测装置，其特征在于，包括：气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、常开阀、常闭阀、气室、在线校验接点信号采样单元和智控单元；所述常闭阀的一端与所述气体密度继电器本体的气路相连通，所述常闭阀的另一端与所述气室相连通；所述气室和常闭阀被配置为建立或储存低压力的气体，调节所述气体密度继电器本体的压力下降，使所述气体密度继电器本体发生接点信号动作；所述常开阀的一端设有与电气设备相连通的接口，所述常开阀的另一端与所述气体密度继电器本体的气路相连通，或者所述常开阀的另一端连接所述常闭阀的气路，从而将所述常开阀与所述气体密度继电器本体的气路相连通；所述常开阀被配置为关闭或开启电气设备的气路，完成电气设备的气路关闭，以及调节所述气体密度继电器本体的压力升高，使所述气体密度继电器本体发生接点信号复位；所述气体密度检测传感器，与所述气体密度继电器本体连通；所述在线校验接点信号采样单元，与所述气体密度继电器本体相连接，被配置为采样所述气体密度继电器本体的接点信号；所述智控单元，分别与所述常开阀、常闭阀、气体密度检测传感器和所述在线校验接点信号采样单元相连接，被配置为控制所述常开阀的关闭或开启，控制所述常闭阀的关闭或开启，压力值采集和温度值采集、和/或气体密度值采集，以及检测所述气体密度继电器本体的接点信号动作值和/或接点信号返回值；其中，所述接点信号包括报警、和/或闭锁。 3.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于，所述气体密度继电器本体包括：壳体，以及设于所述壳体内的基座、压力检测器、温度补偿元件、若干信号发生器；其中，所述信号发生器包括微动开关或磁助式电接点，所述气体密度继电器本体通过所述信号发生器输出接点信号；所述压力检测器包括巴登管或波纹管；所述温度补偿元件采用温度补偿片或壳体内封闭的气体。 4.根据权利要求3所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述常闭阀的气路与所述压力检测器相连通；所述常开阀的另一端与所述基座、所述压力检测器相连通，或者所述常开阀的另一端连接所述常闭阀的气路，从而将所述常开阀与所述基座、所述压力检测器相连通；所述在线校验接点信号采样单元与所述信号发生器相连接。 5.根据权利要求3所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述气体密度继电器本体还包括显示机构，所述显示机构包括机芯、指针、刻度盘，所述机芯固定在所述基座上或壳体内；所述温度补偿元件的另一端还通过连杆与所述机芯连接或直接与所述机芯连接；所述指针安装于所述机芯上且设于所述刻度盘之前，所述指针结合所述刻度盘显示气体密度值；和/或所述显示机构包括具有示值显示的数码器件或液晶器件。 6.根据权利要求3所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述气体密度继电器本体或智控单元还包括接触电阻检测单元，所述接触电阻检测单元与接点信号相连接或直接与信号发生器相连接；在在线校验接点信号采样单元的控制下，气体密度继电器本体的接点信号与其控制回路隔离，在气体密度继电器本体的接点信号发生动作时，和/或在接到检测接点接触电阻的指令时，接触电阻检测单元能够检测到气体密度继电器本体的接点接触电阻值。 7.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述气体密度检测传感器设置在所述气体密度继电器本体上；或者，所述常闭阀、气室设置在所述气体密度继电器本体上；或者，所述气体密度检测传感器、所述在线校验接点信号采样单元和所述智控单元设置在所述气体密度继电器本体上；或者，所述常闭阀、气室、所述气体密度检测传感器、所述在线校验接点信号采样单元和所述智控单元设置在所述气体密度继电器本体上。 8.根据权利要求7所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述气体密度继电器本体、所述气体密度检测传感器为一体化结构；或者，所述气体密度继电器本体、所述气体密度检测传感器为一体化结构的远传式气体密度继电器。 9.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述气体密度检测传感器为一体化结构；或者，所述气体密度检测传感器为一体化结构的气体密度变送器。优选地，所述在线校验接点信号采样单元、所述智控单元设置在所述气体密度变送器上。 10.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述气体密度检测传感器包括至少一个压力传感器和至少一个温度传感器；或者，采用由压力传感器和温度传感器组成的气体密度变送器；或者，采用石英音叉技术的密度检测传感器。 11.根据权利要求10所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述压力传感器安装于所述气体密度继电器本体的气路上。 12.根据权利要求10所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述温度传感器安装于所述气体密度继电器本体的气路上或气路外，或所述气体密度继电器本体内，或所述气体密度继电器本体外。 13.根据权利要求10所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述压力传感器包括、但不限于相对压力传感器，和/或绝对压力传感器。 14.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述在线校验接点信号采样单元和所述智控单元设置在一起。优选地，所述在线校验接点信号采样单元和所述智控单元密封在一个腔体或壳体内。 15.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述常闭阀和或常开阀密封在一个腔体或壳体内。 16.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述气室的外部或内部设有加热元件，所述加热元件与智控单元相连接，通过加热所述加热元件，导致所述气室内的气体的温度升高，进而完成所述气室内气体的密度下降，使所述气室和常闭阀建立或储存低压力的气体。优选地，所述气室还包括保温件，所述保温件设于所述气室的外面。 17.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述常开阀或常闭阀为电动阀、和/或电磁阀，或为压电阀，或为温度控制的阀，或为采用智能记忆材料制作的、采用电加热开启或关闭的新型阀。 18.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：还包括流量控制器，所述流量控制器被配置为控制气体的流量大小；所述流量控制器设置在常开阀侧或者常闭阀侧；或者，在所述常开阀侧和常闭阀侧各设置一个流量控制器。 19.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述常闭阀和所述气室密封在一个腔体或壳体内。 20.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述在线校验接点信号采样单元对所述气体密度继电器本体的接点信号采样满足：所述在线校验接点信号采样单元具有独立的至少一组采样接点，可同时对至少一个接点自动完成校验，且连续测量、无须更换接点或重新选择接点；其中，所述接点包括、但不限于报警接点、报警接点+闭锁接点、报警接点+闭锁1接点+闭锁2接点、报警接点+闭锁接点+超压接点中的一种。 21.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述智控单元获取所述气体密度检测传感器采集的气体密度值；或者，所述智控单元获取所述气体密度检测传感器采集的压力值和温度值，完成所述气体密度继电器对所监测的电气设备的气体密度的在线监测。 22.根据权利要求21所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于，所述智控单元采用均值法计算所述气体密度值，所述均值法为：在设定的时间间隔内，设定采集频率，将全部采集得到的不同时间点的N个气体密度值进行平均值计算处理，得到其气体密度值；或者，在设定的时间间隔里、设定温度间隔步长，把全部温度范围内采集得到的N个不同温度值所对应的密度值进行平均值计算处理，得到其气体密度值；或者，在设定的时间间隔里、设定压力间隔步长，把全部压力变化范围内采集得到的N个不同压力值所对应的密度值进行平均值计算处理，得到其气体密度值；其中，N为大于等于1的正整数。 23.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述智控单元获取所述气体密度继电器本体发生接点信号动作或切换时、所述气体密度检测传感器采集的气体密度值，完成所述气体密度继电器的在线校验；或者，所述智控单元获取所述气体密度继电器本体发生接点信号动作或切换时、所述气体密度检测传感器采集的压力值和温度值，并按照气体压力-温度特性换算成为对应20℃的压力值，即气体密度值，完成所述气体密度继电器的在线校验。 24.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述气体密度继电器本体带有比对密度值输出信号，该比对密度值输出信号与所述智控单元相连接；或者，所述气体密度继电器本体带有比对压力值输出信号，该比对压力值输出信号与所述智控单元相连接。 25.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述智控单元设有电气接口，所述电气接口完成测试数据存储，和/或测试数据导出，和/或测试数据打印，和/或与上位机进行数据通讯，和/或输入模拟量、数字量信息。 26.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于，所述智控单元还包括实现远距离传输测试数据、和/或校验结果的通讯模块，所述通讯模块的通讯方式为有线通讯或无线通讯方式。 27.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述智控单元上还设有时钟，所述时钟被配置为用于定期设置所述气体密度继电器的校验时间，或者记录测试时间，或者记录事件时间。 28.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于：所述智控单元的控制通过现场控制，和/或通过后台控制。 29.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于，还包括：多通接头，所述气体密度继电器本体、所述常开阀、常闭阀设置在所述多通接头上；或者，所述常开阀、所述气体密度继电器本体设置在所述多通接头上；或者，所述气体密度继电器本体、气体密度检测传感器、所述常开阀、常闭阀设置在所述多通接头上。 30.根据权利要求29所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：还包括第一连接管，所述常闭阀的气路通过所述第一连接管与所述气体密度继电器本体连通；所述多通接头的第一接口连通至所述第一连接管在所述气体密度继电器本体、所述常闭阀之间的部位。 31.根据权利要求29所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述常开阀连通至所述多通接头的第二接口，并通过所述多通接头与所述气体密度继电器本体相连通。 32.根据权利要求29所述的气体密度继电器或气体密度监测装置，其特征在于：所述常开阀与电气设备相连通的接口，连通至所述多通接头的第一接口；所述气体密度继电器本体通过所述常开阀与所述多通接头相连通；所述多通接头的第二接口用于连接电气设备。 33.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于，还包括：自封阀，所述自封阀安装于所述电气设备与所述常开阀之间；或者，所述常开阀安装于所述电气设备与所述自封阀之间。 34.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于，还包括：补气接口；所述补气接口设置在所述电气设备上；或者，所述补气接口设置在所述电气设备与所述常开阀之间；或者，所述补气接口设置在第二连接管上，所述第二连接管连通所述常开阀与所述压力调节机构的气路，或者，所述第二连接管连通所述常开阀与所述气体密度继电器本体。 35.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于，还包括：用于人机交互的显示界面，与所述智控单元相连接，实时显示当前的校验数据，和/或支持数据输入。 36.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于，还包括：分别与所述气体密度继电器本体和所述智控单元相连接的微水传感器，和/或分别与所述气体密度继电器本体和所述智控单元相连接的分解物传感器。 37.根据权利要求1所述气体密度继电器或权利要求2所述的气体密度监测装置，其特征在于，所述气室还设置有第二压力传感器，所述第二压力传感器与所述智控单元相连接，被配置为监测气室的气体压力值。 38.一种气体密度继电器的校验方法，其特征在于，包括：正常工作状态时，气体密度继电器监控电气设备内的气体密度值；常开阀为开启状态，常闭阀为关闭状态，气室的气体压力为低气压状态；气体密度继电器或气体密度监测装置根据设定的校验时间或/和校验指令，以及气体密度值情况，在允许校验气体密度继电器的状况下：通过智控单元关闭常开阀；通过智控单元开启常闭阀，使气体压力缓慢下降，使得气体密度继电器发生接点信号动作，接点信号动作通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元，智控单元根据接点信号动作时的压力值、温度值得到气体密度值，或直接得到气体密度值，检测出气体密度继电器的接点信号动作值，完成气体密度继电器的接点信号动作值的校验工作；当所有的接点信号校验工作完成后，智控单元开启常开阀；智控单元控制气室的加热元件，通过加热所述加热元件，导致所述气室内的气体的温度升高，进而完成所述气室内气体的密度下降，到设定值后，智控单元关闭常闭阀，使所述气室和常闭阀建立或储存低压力的气体。 39.根据权利要求38所述的一种气体密度继电器的校验方法，其特征在于，包括：正常工作状态时，气体密度继电器或气体密度监测装置监控电气设备内的气体密度值，同时气体密度继电器或气体密度监测装置通过气体密度检测传感器以及智控单元在线监测电气设备内的气体密度值；常开阀为开启状态，常闭阀为关闭状态，气室的气体压力为低气压状态；气体密度继电器或气体密度监测装置根据设定的校验时间或/和校验指令，以及气体密度值情况，在允许校验气体密度继电器的状况下：通过智控单元把在线校验接点信号采样单元调整到校验状态，在校验状态下，在线校验接点信号采样单元切断气体密度继电器的接点信号控制回路，将气体密度继电器本体的接点连接至智控单元；通过智控单元关闭常开阀；通过智控单元开启常闭阀，使气体压力缓慢下降，使得气体密度继电器发生接点信号动作，接点信号动作通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元，智控单元根据接点信号动作时的压力值、温度值得到气体密度值，或直接得到气体密度值，检测出气体密度继电器的接点信号动作值，完成气体密度继电器的接点信号动作值的校验工作；通过智控单元开启常开阀，使气体压力缓慢上升，使得气体密度继电器发生接点信号复位，接点信号复位通过在线校验接点信号采样单元传递到智控单元，智控单元根据接点信号复位时的压力值、温度值得到气体密度值，或直接得到气体密度值，检测出气体密度继电器的接点信号返回值，完成气体密度继电器的接点信号返回值的校验工作；当所有的接点信号校验工作完成后，智控单元控制气室的加热元件，通过加热所述加热元件，导致所述气室内的气体的温度升高，进而完成所述气室内气体的密度下降，到设定值后，智控单元关闭常闭阀，使所述气室和常闭阀建立或储存低压力的气体，智控单元还将在线校验接点信号采样单元调整到工作状态，气体密度继电器的接点信号控制回路恢复到运行正常工作状态。
所属类别：	发明专利