引言

應用ＳＦ６氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)，具有開(kāi)斷性能好、過(guò)電壓小、電氣壽命長(cháng)、開(kāi)斷部件免維護的特點(diǎn)。氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜斷路器氣室充滿(mǎn)絕緣氣體，以保證斷路器在動(dòng)作時(shí)的絕緣和滅弧性能。氣室狀態(tài)的評價(jià)量包括額定工作壓力、#低工作壓力、安全釋放壓力、壓力釋放后允許運行時(shí)間、年泄漏率、氣體濕度允許含量、密封系統使用壽命，其中氣室壓力參數#為重要。

 

１壓力變送器壓力特點(diǎn)

雖然氣室的密封性要求高，制造過(guò)程嚴格，出廠(chǎng)有氣密性檢驗，但是由于設備老化、人為及環(huán)境因素的存在，在設備投運后，氣室往往會(huì )出現各種程度的漏氣問(wèn)題，導致開(kāi)關(guān)柜的絕緣和滅弧性能下降，影響設備運行安全，因此全面可靠的監測氣室壓力對于設備的安全運行極其重要。目前，絕大多數壓力變送器采用機械式表計來(lái)測量氣

 

室壓力，通過(guò)指針到位接通的方式進(jìn)行開(kāi)關(guān)量反饋，如圖１所示。這種方式#明顯的不足就是不能實(shí)時(shí)監測氣室壓力值，更不能反映和評價(jià)開(kāi)關(guān)柜的絕緣、滅弧性能的優(yōu)劣程度。

２在線(xiàn)監測技術(shù)方案

本文探討一種壓力變送器氣室壓力在線(xiàn)監測技術(shù)，以便實(shí)時(shí)采集氣體絕緣壓力變送器壓力值，并將測量值傳送至后臺，實(shí)時(shí)監測壓力的變化率和變化趨勢；設置報警閾值，一旦超過(guò)就觸發(fā)在線(xiàn)監測系統動(dòng)作，提示維護人員采取措施，同時(shí)能在線(xiàn)評價(jià)開(kāi)關(guān)柜的絕緣和滅弧性能的優(yōu)劣

程度。

 

２．１在線(xiàn)式遠程氣壓表設計

在機械式氣壓的基礎上重新設計一種在線(xiàn)式遠程氣壓表，用于采集氣室的絕緣氣體壓力值，如圖２所示。氣壓表基本技術(shù)指標應滿(mǎn)足以下要求：機械指針誤差精度達到２．５％Ｆ．Ｓ；工作溫度為－４０℃～＋６０℃；壓力值數字化誤差精度滿(mǎn)足１．０％Ｆ．Ｓ；氦質(zhì)譜檢漏低于１×１０－８�。恚猓幔�·ｌ／ｓ；絕緣性能滿(mǎn)足工頻電壓２ｋＶ，１ｍｉｎ，５０Ｈｚ；絕緣電阻大于１００ＭΩ，滿(mǎn)足ＧＢ／Ｔ�。玻玻埃叮�—２００８《壓力式六氟化硫氣體密度控制器》６．５～６．２３規定的要求。壓力表量程為０～０．１ＭＰａ，額定充氣壓力為０．０５ＭＰａ；測量電路ＣＰＵ時(shí)鐘周期為１５ｎｓ，具有模擬量輸入通道，Ａ／Ｄ轉換芯片分辨率為１４位，將內置壓力傳感器０～５Ｖ輸入信號，經(jīng)過(guò)Ａ／Ｄ轉換和ＣＰＵ處理后，以標準的Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議通過(guò)ＲＳ－４８５串口進(jìn)行通信。

 

２．２在線(xiàn)監測系統設計

地鐵供電系統包括１１０ｋＶ�。牵桑�、３３ｋＶ�。茫�ＧＩＳ等壓力變送器，本文將以３３ｋＶ�。茫�ＧＩＳ壓力變送器為例，探討氣室壓力在線(xiàn)監測技術(shù)。設電房中有ｎ臺３３ｋＶ�。茫�ＧＩＳ開(kāi)關(guān)柜，每臺開(kāi)關(guān)柜設有上下兩個(gè)氣室，每個(gè)氣室都安裝在線(xiàn)式遠程氣壓表。所有遠程氣壓表通過(guò)ＲＳ－４８５總線(xiàn)手拉手連接后匯集到專(zhuān)用測控單元，處理后的數據在本地ＨＭＩ上進(jìn)行顯示和報警。測控單元還通過(guò)ＲＳ－４８５總線(xiàn)與串口服務(wù)器通信，再經(jīng)串口服務(wù)器的以太網(wǎng)口連接交換機，#后連接上位機，在線(xiàn)監測系統原理如圖３所示。在上位機運行氣壓監測軟件對壓力變送器氣室壓力值進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和分析，并對歷史數據進(jìn)行存儲，為維護人員提供報警和數據分析結果。

３現場(chǎng)測試

遠程氣壓表采用ＲＳ－４８５串口通信方式，數據傳輸基于開(kāi)放式的標準Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議。Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議定義了一個(gè)與基礎通信層無(wú)關(guān)的簡(jiǎn)單協(xié)議數據單元（ＰＤＵ）。特定總線(xiàn)或網(wǎng)絡(luò )上的Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議映射能在應用數據單元（ＡＤＵ）上引入一些附加域。ＲＴＵ通信默認格式：波特率９６００ｂ／ｓ，無(wú)校驗位，８位數據，１個(gè)停止位；浮點(diǎn)數寄存器順序默認：ｎｏｒｍａｌ（１０３２）。當用戶(hù)對通寫(xiě)入指令或置初值指令對波特率進(jìn)行設置后，新的波特率將立即在下次通信中生效。遠程氣壓表ＲＳ－４８５通信寄存器地址見(jiàn)表１。

 

１個(gè)浮點(diǎn)數占用４個(gè)字節，而Ｍｏｄｂｕｓ�。眰�(gè)寄存器為２個(gè)字節，因此表示１個(gè)浮點(diǎn)變量需要２個(gè)寄存器，壓力、溫壓力和密度３個(gè)浮點(diǎn)數要用６個(gè)寄存器表示，每次需讀�。秱�(gè)寄存器。在實(shí)際應用中，每個(gè)ＲＳ－４８５通信模塊具有２個(gè)ＲＳ－４８５通信口，系統使用了２個(gè)ＲＳ－４８５通信模塊，則有４個(gè)ＲＳ－４８５通信口，即４條ＲＳ－４８５總線(xiàn)。將每條ＲＳ－４８５總線(xiàn)上的氣壓表按照地址順序逐一設置好，經(jīng)過(guò)通信調試后實(shí)現了所有氣壓表監測值的實(shí)時(shí)讀取，如圖４所示。

 

４結語(yǔ)

本文探討了一種可實(shí)時(shí)監測壓力變送器氣室壓力的在線(xiàn)監測技術(shù)，通過(guò)在傳統機械式氣體壓力表內部集成的測控電路，實(shí)現壓力值的測量和處理，將測量值實(shí)時(shí)傳送至后臺進(jìn)行處理及顯示，并能對氣體壓力值進(jìn)行存儲、記錄，分析氣體壓力變化趨勢及變化率，提供狀態(tài)評估分析，生成報表，提供預警功能。