基于聲表面波的gis開關柜在線檢測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基于聲表面波的GIS開關柜在線檢測系統。
【背景技術】
[0002]GIS開關柜全稱為SF6氣體絕緣金屬封閉開關柜，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，具有優良的絕緣性能，且不會老化變質。GIS開關柜對氣密性有很高的要求，維護檢修都比較復雜，同時，由于GIS開關柜內的絕緣氣體一般采用SF6，當SF6氣體中含有一定的微水時，內部的斷路器分合時產生的電弧能量可以讓氣體中生成劇毒的氣體，該劇毒氣體在發生泄漏時，人體吸入少量氣體就可以讓人致命。GIS開關柜由于特殊的結構及全金屬密封要求導致其內部母排及斷路器觸點異常發熱的狀態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設備的人工巡檢方面能做的工作較少。這些開關柜因為缺少必要的監測手段，從而導致SF6氣體絕緣金屬封閉開關設備在運行過程中存在很大的隱患，且具有不可預知性，一旦故障將會給重要負荷，如鐵路、醫院等帶來不可估量的損失。
[0003]另外GIS開關柜屬于高壓設備，且柜子比較緊湊，導致通過普通的傳感技術無法獲得SF6氣體絕緣金屬封閉開關柜內的設備實時狀態信息；基于電池的在線監測傳感器，由于運行一段時間后需要更換電池，且電池長期運行具有不穩定性，提高了 SF6氣體絕緣金屬封閉開關設備的維護頻率，導致整個柜子的使用壽命和使用風險增加。另外，全封閉的金屬柜子也讓內部的無線信號無法傳出來，給傳感器的運行提出了很大的挑戰。理論上來說，我們可以通過監測SF6氣體絕緣金屬封閉開關柜內的一些物理量如SF6微水含量，SF6氣體壓力，隔離開關、斷路器觸頭電接點溫度等來反應整個開關柜的運行狀態。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設備的在線狀態監測，導致此種類型的開關柜在線監測比較難以實現。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種基于聲表面波的GIS開關柜在線檢測系統，解決GIS開關柜在線監測的問題，能夠降低開關設備的維護頻率，減少人工巡檢，預防開關柜故障的發生。
[0005]實現本實用新型目的的技術方案是基于聲表面波的GIS開關柜在線檢測系統，包括多個SAW傳感器、射頻信號發射接收裝置、SAff傳感器采集器、后臺監控系統和傳感器固定機構；所述多個SAW傳感器通過傳感器固定機構固定于GIS開關柜內；SAW傳感器采集器通過射頻信號發射接收裝置給各SAW傳感器發送對應的頻率信號，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監控系統通訊；所述SAW傳感器包括多個SAW溫度傳感器。GIS開關柜的內外射頻信號的傳輸采用射頻信號發射接收裝置中的氣密性射頻連接器進行連接。SAW傳感器采集器通過射頻信號發射接收裝置給各SAW傳感器發送特定的頻率信號，各SAW傳感器會根據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SAW傳感器的測量數據。
[0006]所述多個SAW溫度傳感器通過傳感器固定機構固定在GIS開關柜的斷路器觸點上。
[0007]所述多個SAW溫度傳感器還通過傳感器固定機構固定在GIS開關柜的母排上；所述母排包括連線母排61和出線母排62。
[0008]所述多個SAW溫度傳感器還通過傳感器固定機構固定在GIS開關柜的刀閘觸頭上。
[0009]所述SAW傳感器還包括至少一個SAW微水傳感器。
[0010]所述SAW傳感器還包括至少一個通過傳感器固定機構固定在GIS開關柜的充氣閥門處的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一塊延遲線型芯片；同種類的各個SAW傳感器加設的延遲線型芯片延遲時間相同，不同種類的各個SAW傳感器加設的延遲線型芯片延遲時間不同；同種類的各個SAW傳感器采用不同頻率段的SAW傳感器。
[0012]所述射頻信號發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]所述傳感器固定機構包括金屬綁帶和/或螺栓和/或螺絲孔。
[0014]所述后臺監控系統包括本地顯示屏和/或本地SCADA系統和/或遠程調度中心。
[0015]采用了上述技術方案后，本實用新型具有以下的積極的效果:(I)本實用新型利用SAW傳感器測量GIS開關柜內的各種物理量(如溫度、壓力、微水)，通過這些物理量的變化也能夠反映整個設備的運行狀態，并通過SAW傳感器采集器統一采集后，將數據統一通過擴展通訊的方式傳送給監控系統和后臺，從而實現在線監控。
[0016](2)本實用新型可以根據監控需求組合SAW傳感器的種類和數量，從而達到既靈活又全面準確監控的目的。
[0017](3)由于開關柜內空間比較緊湊，采用普通天線容易引起內部電場的變化，誘發尖端放電，增大絕緣的風險，本實用新型采用PIFA天線可以最大可能避免風險。
[0018](4)本實用新型對多種類的SAW傳感器采用加延遲芯片的方式來區分，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行區分，因此可以高效、準確的進行檢測數據的識別。
[0019](5)由于GIS開關柜內處于完全封閉狀態，無線信號也無法傳送出來，對于發射天線而言，無法解決天線需和傳感器在統一密閉空間的問題，因此本實用新型采用氣密型射頻連接器，從而達到氣密性的要求。
【附圖說明】
[0020]為了使本實用新型的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0021]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0022]圖2為不同類型SAW傳感器采用延遲時間的編碼識別示意圖。
[0023]圖3為同一類型的SAW傳感器通過頻率范圍進行區分的示意圖。
[0024]附圖中標號為:
[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、后臺監控系統4、本地顯示屏41、本地SCADA系統42、遠程調度中心43、傳感器固定機構5、金屬綁帶51、螺絲孔52、GIS開關柜6、斷路器觸點61、連線母排61、出線母排62。
【具體實施方式】
[0026](實施例1)
[0027]見圖1，本實用新型的系統用于GIS開關柜6，它是完全密封的結構，其中除了幾個充氣的閥門外，內部不允許進行額外開孔，內部采用全金屬封閉，無線信號也無法傳遞到外部來，導致內部的情況很難通過常規手段進行監測。本實用新型的基于聲表面波的GIS開關柜在線檢測系統，包括多個SAW傳感器1、射頻信號發射接收裝置2、SAW傳感器采集器3、后臺監控系統4和傳感器固定機構5 ;多個SAW傳感器通過傳感器固定機構5固定于GIS開關柜6內；SAW傳感器采集器3通過射頻信號發射接收裝置2給各SAW傳感器I發送對應的頻率信號，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