产品介绍

1.1 功能概述

近几十年来SF₆气体作为优良的绝缘介质和灭弧介质在高压电力设备绝缘领域得到越来越广泛的应用。气体绝缘金属封闭电器GIS的应用打破了传统变电站的概念使紧凑型、高电压、大容量新式变电站的发展得以实现成为城网变电站改造的重要途径。

但随着GIS设备的运行，当SF₆气体中的水分含量增大或由于气体泄漏，会造成绝缘性能下降，影响GIS的安全运行。由于绝缘性能下降而引起的GIS故障时有发生，因而如果能够在线监测GIS中SF₆气体中的微水含量和密度就可以防患于未然。

   SF₆气体微水密度在线监测系统主要用于110kV～750kV电压等级的断路器或GIS中SF₆气体状态在线监测，装置能够实现对气体温度、压力、密度、微水、露点的监测功能，并且将温度、压力、密度、微水、露点通过通信远传至综合监测单元。

1.2 监测对象

气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)、断路器

1.3 监测原理

为保证SF₆ 高压设备安全运行，必须对SF₆ 气体密度、微水含量等参数进行严格监测，如果这些设备发生泄漏，SF₆ 气体密度降低，则会产生极其严重的后果，如开关设备耐压强度降低，或断路器开断容量下降。当高压设备的气室充有SF₆ 气体后，判定其是否已满足绝缘或灭弧的要求时，常常用SF₆ 气体密度这个概念来衡量，我们常将20℃时的标准压力值这个值等效为气室内SF₆ 气体密度值；SF₆ 气体中微水含量的浓度以SF₆ 中所含水气的体积与SF₆ 气体的体积之比来表示，即用（ μL/L ）表示，这是一种无量纲单位。

SF₆气体微水密度在线监测系统由传感器、主IED以及后台监控计算机构成。监测器与SF6气体气室连接，主IED为监测器供电和通讯转接，通过RS485或光纤等方式传输至后台计算机的软件

系统。

SF6气体微水与密度在线监测系统属于光机电一体化领域中基于PC机的工业生产过程监控系统，本产品主要应用SF6电气开关设备中SF6气体在线监测系统 ，能够实时在线监测SF6电气开关设备中的SF6气体温度、压力、密度、露点和PPM值，并提供实时数据采集显示、数据远传、故障报警与闭锁信号传输、后台数据显示与分析。

1.6 性能特点

1. 监测GIS设备中SF₆气体的温度、压力、密度、微水、露点；

2. 采用全封闭设计，防水抗尘，抗强电磁干扰，安装使用方便，可用于高频电场环境  和室外环境；

3. 消除了测量过程中温度、压力对微水的影响，数据稳定；

4. 采用温度、微水集成芯片，直接测量气体温度，消除气室内外的温差，密度值计算  准确；

5. 采用水汽分压力的方式测量微水值（与镜面法测量气体微水的计算方式相同），测  量准确。

1.7 监测系统结构

传感器采集高压开关中SF₆气体的温度、压力、湿度等模拟信号，用RS485总线方式传输。传感器之间以RS485“手牵手“的方式级联，最终将该信号输入综合监测单元。

图1 系统结构图

2 技术指标

2.1 工作条件

1 环境温度：-40℃～+65℃

2 工作电源：DC12V

3 环境相对湿度：5％～95％

4 大气压力：70kPa～106kPa

5 温度变化率：30℃/h

6 太阳辐射：≤1120W/m2

7 有凝露、降水（雨、雪、雹等）、结冰和结霜条件，降雨强度≤15mm/min

2.2 参数性能

表1 性能参数表 

2.3 电磁兼容性能

● 静电放电       Ⅳ级  ● 阻尼振荡波抗扰度试验   Ⅲ级

● 电磁场辐射     Ⅲ级  ● 电快速脉冲      Ⅳ级  

● 浪涌抗扰度     Ⅳ级  ● 射频场感应的传导骚扰抗扰度 Ⅲ级

● 工频磁场抗扰度   Ⅴ级  ● 脉冲磁场抗扰度     Ⅴ级

● 阻尼振荡磁场抗扰度  Ⅴ级 

2.4 机械特性

● 振动试验    I级  ● 冲击试验      I级

● 碰撞试验    I级

2.5.软件功能描述

后台软件是SF6气体微水密度在线监测系统的一部分。通过此软件，可采用多种方式，包括光纤、以太网等与在线监测系统进行通讯，并具备短信报警功能。

实现远程控制、诊断、查询、访问等功能，通过站端数据综合处理单元将数据实时传送到远程监测诊断中心进行统一管理及诊断。局域网中远程客户可通过网络方式在任何时间接入系统，查看的监测诊断结果Web应用服务软件通过对SF6气体微水密度在线监测系统上传的数据进行分析，以趋势图、谱图、报表等形式展现。用户可以通过Web应用服务软件很方便的获得设备的实时数据、实时谱图、历史数据和趋势图等。

软件带Google地图，可显示变电站地理位置坐标信息。的数据显示页面，具有实时显示监测数据及历史信息查询等功能，可存储10年以上数据。