本发明涉及一种变电站内六氟化硫气体泄漏量计算方法及监测装置，属变电站设备在线监测技术领域。
背景技术：
在变电站里，以六氟化硫气体为介质的断路器、互感器或气体绝缘金属封闭开关(gis)通常在设备上安装监测六氟化硫气体压力的表计，通过巡视抄表、记录压力值，从而判断设备内的气压是否正常，是一种排除设备是否存在泄漏缺陷的有效手段。
目前，电力行业要求定期巡检断路器、互感器或gis)内的六氟化硫气体压力，抄表一般依靠人工进行，有较大的滞后性，当设备发生泄漏时，如遇到抄表间隔时间长的情况，会造成设备内的六氟化硫气体泄漏至报警值，甚至导致设备闭锁，造成非计划停运。电力行业对于变电站里存在六氟化硫气体泄漏的电力设备，主要采用定性检漏的方法，对泄漏点进行定位，很难对设备内泄漏的六氟化硫气体质量进行准确计算，特别是从设备安装投运以来的总泄漏量还没有计算方法。
技术实现要素：
本发明的目的是，针对变电站里充六氟化硫气体的电力设备(包括断路器、互感器或gis)不能及时发现设备泄漏、不能准确计算气体泄漏总量的问题，提出一种变电站内六氟化硫气体泄漏量的计算方法。
本发明的技术方案如下，一种变电站内六氟化硫气体泄漏量监测装置，包括气体取样接头及阀门、六氟化硫气体温度及压力传感器、信号处理器、工控机。以六氟化硫气体为介质的设备的输出端口接气体取样接头及阀门，气体取样接头及阀门的出口接六氟化硫气体温度及压力传感器，六氟化硫气体温度及压力传感器的输出端口通过电缆连接到信号处理器，再将信号处理器连接至工控机进行监测，以实现设备内气体泄漏量的实时计算功能。
所述以六氟化硫气体为介质的设备包括六氟化硫断路器、互感器、gis设备使用六氟化硫气体作为绝缘和灭弧介质的电气设备。
一种变电站内六氟化硫气体泄漏量计算方法，所述方法将电力设备内的六氟化硫气体温度、压力实时传送至监控平台；利用压力降、密度值、气体容积值参数将设备内的六氟化硫泄漏总量准确地按小时计算出来，并可根据需要计算出一天或一个星期，甚至更长时间的泄漏量，从而实现了实时检查设备是否泄漏、泄漏大小的功能。
泄漏的六氟化硫气体总质量m计算公式为：
式中：m为计算期间内气体泄漏的总质量，kg；p1为开始计算前的设备绝对压力，单位为×0.1mpa；p2为开始计算后的设备绝对压力，单位为×0.1mpa；ρ为求解出的在压力为p时的气体密度值，kg/m3；v为设备内六氟化硫气体容积，m3。
本发明的有益效果是，本发明一种变电站内六氟化硫气体泄漏量计算方法及监测装置，可以在变电站内以六氟化硫气体为绝缘介质的断路器、互感器、gis设备上开展六氟化硫气体温度、压力值的监测，对气体压力进行准确补偿，利用压力降、密度值、气体容积值等参数将设备内的六氟化硫泄漏总量准确地按小时计算出来，并可根据需要计算出一天或一个星期，甚至更长时间的泄漏量，从而实现了实时检查设备是否泄漏、泄漏大小的功能。
本发明适用于以六氟化硫为绝缘和灭弧介质的断路器、互感器或gis电气设备，尤其适用于容易发生泄漏的老旧设备，可实现设备内气体泄漏总量的准确计算。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图；
图中，1是以六氟化硫气体为介质的设备；2是气体取样接头及阀门；3是六氟化硫气体温度及压力传感器；4是信号处理器；5是工控机。
具体实施方式
本发明的具体实施方式如图1所示。
本实施例一种变电站内六氟化硫气体泄漏量监测装置，包括气体取样接头及阀门2、六氟化硫气体温度及压力传感器3、信号处理器4、工控机5。以六氟化硫气体为介质的设备1的输出端口接气体取样接头及阀门2，气体取样接头及阀门2的出口接六氟化硫气体温度及压力传感器3，六氟化硫气体温度及压力传感器3的输出端口通过电缆连接到信号处理器4，再将信号处理器4连接至工控机5进行监测，以实现设备内气体泄漏量的实时计算功能。
本实施例一种变电站内六氟化硫气体泄漏量计算方法步骤如下：
开始计算前，将变电站内需要监测的断路器、互感器或gis设备内的六氟化硫气体，通过温度、压力传感器，利用计算软件将当前温度下的六氟化硫压力补偿到20℃下的换算值。
按照以下步骤计算出设备的小时泄漏总量：
(1)关于气体压力降δp的计算：
设定在开始计算前的设备压力为p1，开始计算后的设备压力为p2，则压力降δp＝p1-p2………………………………………………………(1)
式(1)中：p1、p2均为气体绝对压力，且均为已折算到20℃的压力值，单位为×0.1mpa；δp为压力降，单位为×0.1mpa；
(2)关于泄漏期间气体密度的计算：
六氟化硫气体的状态方程，即贝蒂—布里奇曼方程：
式(2)中：p为气体绝对压力，且已折算到20℃的压力值，单位为×0.1mpa；ρ为密度，kg/m3；t为温度，k；
若设备发生泄漏，一般情况下是匀速漏气，所以取式(2)中的气体压力p为p1、p2之间的平均值，即p＝0.5(p1+p2)……………………(3)
因为p1、p2、p均已折算到20℃的压力值，所以温度t为20℃的开尔文温度，即t＝273.15+20＝293.15(k)……………………………………(4)
将式(3)、(4)代入式(2)后，可以得到在压力为p时的气体密度唯一值ρ。
(3)关于计算期间内气体泄漏总量的计算：
求解出气体密度值ρ之后，设备泄漏的六氟化硫气体质量m计算公式为：
式(5)中：m为计算期间内气体泄漏的总质量，kg；p1为开始计算前的设备绝对压力，单位为×0.1mpa；p2为开始计算后的设备绝对压力，单位为×0.1mpa；ρ为求解出的在压力为p时的气体密度值，kg/m3；v为设备内六氟化硫气体容积，m3。