引言

應(yīng)用ＳＦ６氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)，具有開斷性能好、過電壓小、電氣壽命長、開斷部件免維護(hù)的特點。氣體絕緣開關(guān)柜斷路器氣室充滿絕緣氣體，以保證斷路器在動作時的絕緣和滅弧性能。氣室狀態(tài)的評價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間、年泄漏率、氣體濕度允許含量、密封系統(tǒng)使用壽命，其中氣室壓力參數(shù)#為重要。

 

１壓力變送器壓力特點

雖然氣室的密封性要求高，制造過程嚴(yán)格，出廠有氣密性檢驗，但是由于設(shè)備老化、人為及環(huán)境因素的存在，在設(shè)備投運后，氣室往往會出現(xiàn)各種程度的漏氣問題，導(dǎo)致開關(guān)柜的絕緣和滅弧性能下降，影響設(shè)備運行安全，因此全面可靠的監(jiān)測氣室壓力對于設(shè)備的安全運行極其重要。目前，絕大多數(shù)壓力變送器采用機(jī)械式表計來測量氣

 

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

２在線監(jiān)測技術(shù)方案

本文探討一種壓力變送器氣室壓力在線監(jiān)測技術(shù)，以便實時采集氣體絕緣壓力變送器壓力值，并將測量值傳送至后臺，實時監(jiān)測壓力的變化率和變化趨勢；設(shè)置報警閾值，一旦超過就觸發(fā)在線監(jiān)測系統(tǒng)動作，提示維護(hù)人員采取措施，同時能在線評價開關(guān)柜的絕緣和滅弧性能的優(yōu)劣

程度。

 

２．１在線式遠(yuǎn)程氣壓表設(shè)計

在機(jī)械式氣壓的基礎(chǔ)上重新設(shè)計一種在線式遠(yuǎn)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(biāo)應(yīng)滿足以下要求：機(jī)械指針誤差精度達(dá)到２．５％Ｆ．Ｓ；工作溫度為－４０℃～＋６０℃；壓力值數(shù)字化誤差精度滿足１．０％Ｆ．Ｓ；氦質(zhì)譜檢漏低于１×１０－８　ｍｂａｒ·ｌ／ｓ；絕緣性能滿足工頻電壓２ｋＶ，１ｍｉｎ，５０Ｈｚ；絕緣電阻大于１００ＭΩ，滿足ＧＢ／Ｔ　２２０６５—２００８《壓力式六氟化硫氣體密度控制器》６．５～６．２３規(guī)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時鐘周期為１５ｎｓ，具有模擬量輸入通道，Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換芯片分辨率為１４位，將內(nèi)置壓力傳感器０～５Ｖ輸入信號，經(jīng)過Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換和ＣＰＵ處理后，以標(biāo)準(zhǔn)的Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議通過ＲＳ－４８５串口進(jìn)行通信。

 

２．２在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

地鐵供電系統(tǒng)包括１１０ｋＶ　ＧＩＳ、３３ｋＶ　Ｃ－ＧＩＳ等壓力變送器，本文將以３３ｋＶ　Ｃ－ＧＩＳ壓力變送器為例，探討氣室壓力在線監(jiān)測技術(shù)。設(shè)電房中有ｎ臺３３ｋＶ　Ｃ－ＧＩＳ開關(guān)柜，每臺開關(guān)柜設(shè)有上下兩個氣室，每個氣室都安裝在線式遠(yuǎn)程氣壓表。所有遠(yuǎn)程氣壓表通過ＲＳ－４８５總線手拉手連接后匯集到專用測控單元，處理后的數(shù)據(jù)在本地ＨＭＩ上進(jìn)行顯示和報警。測控單元還通過ＲＳ－４８５總線與串口服務(wù)器通信，再經(jīng)串口服務(wù)器的以太網(wǎng)口連接交換機(jī)，#后連接上位機(jī)，在線監(jiān)測系統(tǒng)原理如圖３所示。在上位機(jī)運行氣壓監(jiān)測軟件對壓力變送器氣室壓力值進(jìn)行實時顯示和分析，并對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，為維護(hù)人員提供報警和數(shù)據(jù)分析結(jié)果。

３現(xiàn)場測試

遠(yuǎn)程氣壓表采用ＲＳ－４８５串口通信方式，數(shù)據(jù)傳輸基于開放式的標(biāo)準(zhǔn)Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議。Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議定義了一個與基礎(chǔ)通信層無關(guān)的簡單協(xié)議數(shù)據(jù)單元（ＰＤＵ）。特定總線或網(wǎng)絡(luò)上的Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議映射能在應(yīng)用數(shù)據(jù)單元（ＡＤＵ）上引入一些附加域。ＲＴＵ通信默認(rèn)格式：波特率９６００ｂ／ｓ，無校驗位，８位數(shù)據(jù)，１個停止位；浮點數(shù)寄存器順序默認(rèn)：ｎｏｒｍａｌ（１０３２）。當(dāng)用戶對通寫入指令或置初值指令對波特率進(jìn)行設(shè)置后，新的波特率將立即在下次通信中生效。遠(yuǎn)程氣壓表ＲＳ－４８５通信寄存器地址見表１。

 

１個浮點數(shù)占用４個字節(jié)，而Ｍｏｄｂｕｓ　１個寄存器為２個字節(jié)，因此表示１個浮點變量需要２個寄存器，壓力、溫壓力和密度３個浮點數(shù)要用６個寄存器表示，每次需讀取６個寄存器。在實際應(yīng)用中，每個ＲＳ－４８５通信模塊具有２個ＲＳ－４８５通信口，系統(tǒng)使用了２個ＲＳ－４８５通信模塊，則有４個ＲＳ－４８５通信口，即４條ＲＳ－４８５總線。將每條ＲＳ－４８５總線上的氣壓表按照地址順序逐一設(shè)置好，經(jīng)過通信調(diào)試后實現(xiàn)了所有氣壓表監(jiān)測值的實時讀取，如圖４所示。

 

４結(jié)語

本文探討了一種可實時監(jiān)測壓力變送器氣室壓力的在線監(jiān)測技術(shù)，通過在傳統(tǒng)機(jī)械式氣體壓力表內(nèi)部集成的測控電路，實現(xiàn)壓力值的測量和處理，將測量值實時傳送至后臺進(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(yù)警功能。