一种瓦斯继电器气体在线监测方法及装置与流程

1.本发明涉及变压器故障检测设备领域，尤其涉及一种瓦斯继电器气体在线监测方法及装置。


背景技术：

2.变压器内部发生突发性故障产生的可燃气体通常会迅速上浮至变压器油箱上盖，并在高点存留或通过管道进入瓦斯继电器的集气室中，当瓦斯继电器中的气体达到一定量或严重故障产生的气体带动油流冲击瓦斯继电器挡板时，瓦斯继电器会发出报警信号(轻瓦斯报警)或跳闸信号(跳闸信号)，针对变压器内部故障较电量保护具有更高的灵敏度及快速性。但一般而言，瓦斯继电器中集气室中会有可燃气体的集中，也会有因漏气或检修导致的空气进入，虽然变压器气体继电器在集气室内气体达到一定量时会发出报警(轻瓦斯报警)，但报警之后目前常常采用人工取气分析的方式对变压器中气体组成进行分析，使得无法快速分辨由空气等造成的瓦斯继电器误动作，增加检修成本，另一方面，报警表明变压器本体可能已经出现故障，人工取气具有一定的危险性。
3.现有的变压器故障监测装置安装在瓦斯继电器出气口，当变压器中由于故障产生气体后，故障气体通过油循环进入瓦斯继电器中，再进入联通的气体检测装置集气室中，检测装置中包含液位传感器、各类气体传感器，通过液位传感器检测产气速率，使用油气隔离膜分离油气后，由各类气体传感器检测气体成分。但其使用单导管连接瓦斯继电器和气体检测装置集气室，当瓦斯继电器排气口较小时，检测装置中的油样可能由于液体表面张力的作用无法排出至瓦斯继电器中，导致气体无法顺利进入检测装置。其次，其在气体分离时使用油气隔离膜，但一般而言油气膜的寿命较短，制约装置的整体寿命，需要频繁更换油气膜。此外，装置在气体检测腔内安装有排气塞用以泄放检测之后的气体，但其未使用任何电动控制装置，需每次测量之后手动打开排气塞，使其在运行的变压器中测量时造成诸多不便，而且长时间不打开排气塞，也会导致气体检测腔内的气体成分难以更新，无法准确反映最新的产气成分和状态。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种瓦斯继电器气体在线监测方法及装置，以解决现有技术中无法长时间且稳定地对瓦斯继电器内部的产气成分和状态进行准确监测，在线监测装置气体采集可能不顺利、寿命短、手动排气导致气体成分状态难以快速更新等的技术问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种瓦斯继电器气体在线监测方法，包括：
6.响应于瓦斯继电器出现气体时，检测到集气室中的液位下降，并根据液位下降的速度，计算出集气速度；
7.当液位下降至预设下限位置时，生成阀门开启信号控制阀门打开，以使集气室内的气体流向验气室，并对气体进行检测，得到相应气体种类及其含量，从而使集气室内的液
位上升；
8.当液位上升至预设上限位置时，生成阀门关闭信号控制阀门关闭。
9.作为优选方案，在所述对气体进行检测，得到相应气体种类及其含量之后，还包括：
10.根据所得到的气体种类及其含量，判断出瓦斯继电器内部的故障类型。
11.作为优选方案，在所述生成阀门开启信号控制阀门打开之前，还包括：
12.并判断上一次阀门开启与当前阀门开启的时间间隔是否大于24小时或是否检测出瓦斯信号；
13.若是，则生成阀门开启信号；
14.若否，则不生成阀门开启信号。
15.相应地，本发明还提供一种瓦斯继电器气体在线监测装置，用于执行如上任意一项所述的瓦斯继电器气体在线监测方法，并安装于瓦斯继电器的取气口处，包括：集气室、验气室以及设置于所述集气室顶部和所述验气室底部之间的阀门；
16.所述集气室底部固定于所述瓦斯继电器的取气口处，所述取气口处设置有第一排气导管和排油导管；所述集气室侧面还设置有第二排气导管，所述集气室内壁设置有液位传感器；
17.所述验气室内壁中设置有若干个气体传感器，所述验气室顶部设置有排气口。
18.作为优选方案，所述第一排气导管的长度大于所述排油导管的长度，所述排油导管接入至所述瓦斯继电器的末端处存在斜口。
19.作为优选方案，所述阀门连接有阀门控制单元，所述阀门控制单元接收所述液位传感器信号对所述阀门进行控制。
20.作为优选方案，所述阀门为单通常闭式阀门。
21.作为优选方案，所述集气室为圆柱结构，内部容积小于20ml。
22.作为优选方案，所述第二排气导管上设置有取气口阀门。
23.作为优选方案，所述气体传感器包括烃类传感器、一氧化碳传感器、氢气传感器和乙炔传感器。
24.相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
25.本发明的技术方案能够通过对瓦斯继电器内部在出现气体时对集气室内部的液面高度进行检测，并在液位下降至预设下限位置时，生成阀门开启信号控制阀门打开，来对气体进行检测，同时在液面上升至预设上限位置时，生成阀门关闭信号控制阀门关闭，进而能够保证验气室内部能够准确且稳定地对瓦斯继电器所产生的气体进行成分和含量的在线监测，并实现对测量气体进行自动更新。
附图说明
26.图1：为本发明实施例所提供的一种瓦斯继电器气体在线监测方法的步骤流程图；
27.图2：为本发明实施例所提供的一种瓦斯继电器气体在线监测装置的安装示意图；
28.图3：为本发明实施例所提供的一种瓦斯继电器气体在线监测装置的结构示意图。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例一
31.请参照图1，为本发明实施例提供的一种瓦斯继电器气体在线监测方法，包括一下步骤s101－s103：
32.s101：响应于瓦斯继电器出现气体时，检测到集气室中的液位下降，并根据液位下降的速度，计算出集气速度。
33.s102：当液位下降至预设下限位置时，生成阀门开启信号控制阀门打开，以使集气室内的气体流向验气室，并对气体进行检测，得到相应气体种类及其含量，从而使集气室内的液位上升。
34.作为本实施例的优选方案，在所述生成阀门开启信号控制阀门打开之前，还包括：
35.并判断上一次阀门开启与当前阀门开启的时间间隔是否大于24小时或是否检测出瓦斯信号；若是，则生成阀门开启信号；若否，则不生成阀门开启信号。
36.需要说明的是，瓦斯信号由瓦斯继电器生成，当瓦斯继电器中的气体达到一定量或严重故障产生的气体带动油流冲击瓦斯继电器挡板时，瓦斯继电器会发出报警信号(即瓦斯信号，轻瓦斯报警)。
37.作为本实施例的优选方案，在所述对气体进行检测，得到相应气体种类及其含量之后，还包括：
38.根据所得到的气体种类及其含量，判断出瓦斯继电器内部的故障类型。
39.可以理解的是，在本实施例中，正常状态下，集气室中有少量气体，液位处于上限位置，此时阀门处于关闭状态，当集气室中出现气体，会导致液位下降，液位传感器实时监测液位的下降过程，计算集气的速度并发送相应的测量结果。为防止频繁放气对瓦斯信号的干扰，液位传感器的两次开启阀门的触发信号需大于24小时或瓦斯信号触发时自动开启。
40.进一步地，当集气室中的气体进入验气室中时，验气室内的氢气、乙炔、一氧化碳和烃类传感器将分别检测气体，计算出相应气体的量并发出信号，通过分析气体成分，可以判断故障类型。
41.s103：当液位上升至预设上限位置时，生成阀门关闭信号控制阀门关闭。
42.需要说明的是，当液位下降到下限位置时，液位传感器将发出阀门开启信号，阀门此时将自动开启，集气室的气体通过阀门流向验气室，同时集气室液位上升，当液位重新到达上限时，液位传感器将发出关闭信号关闭阀门，液面上限位置需保证绝缘油与阀门不接触，防止绝缘油经阀门进入验气室中。
43.实施以上实施例，具有如下效果：
44.本发明的技术方案能够通过对瓦斯继电器内部在出现气体时对集气室内部的液面高度进行检测，并在液位下降至预设下限位置时，生成阀门开启信号控制阀门打开，来对气体进行检测，同时在液面上升至预设上限位置时，生成阀门关闭信号控制阀门关闭，进而
能够保证验气室内部能够准确且稳定地对瓦斯继电器所产生的气体进行成分和含量的在线监测，并实现对测量气体进行自动更新。
45.实施例二
46.相应地，请参阅图2，其为本发明还提供一种瓦斯继电器气体在线监测装置，用于执行如实施例一所述的瓦斯继电器气体在线监测方法，并安装于瓦斯继电器的取气口处，包括：集气室、验气室以及设置于所述集气室顶部和所述验气室底部之间的阀门。
47.所述集气室底部固定于所述瓦斯继电器的取气口处，所述取气口处设置有第一排气导管和排油导管；所述集气室侧面还设置有第二排气导管，所述集气室内壁设置有液位传感器。
48.作为本实施例的优选方案，所述第一排气导管的长度大于所述排油导管的长度，所述排油导管接入至所述瓦斯继电器的末端处存在斜口。
49.作为本实施例的优选方案，所述集气室为圆柱结构，内部容积小于20ml。
50.作为本实施例的优选方案，所述第二排气导管上设置有取气口阀门。
51.需要说明的是，集气室有刚性导管(第一排气导管)与瓦斯继电器放气口相连，同时为避免对人工取气的干扰，第一排气导管除与集气室相连外，还开有另一人工取气口(第二排气导管)，通过第二排气导管可以和传统的集气盒相连。为避免表面张力导致气泡无法顺利进入集气室，采用双导管形式，其中排油导管与瓦斯继电器口相接处采用斜口型以破坏油样的表面张力，使集气室中的绝缘油能顺利进入瓦斯继电器中，第一排气导管与瓦斯继电器相连一端尽量短，与集气室相连一段需至集气室顶端，使瓦斯继电器和集气室中尽快达成气体联通状态。集气室采用圆柱结构，整体容积小于20ml，为避免集气室中气体对瓦斯信号的干扰，安装装置后应对瓦斯信号进行校正。
52.作为本实施例的优选方案，所述阀门连接有阀门控制单元，所述阀门控制单元接收所述液位传感器信号对所述阀门进行控制。
53.作为本实施例的优选方案，所述阀门为单通常闭式阀门。
54.需要说明的是，集气室侧面安装有液位传感器，可监测集气室中的液位高度，其输出信号与上部的阀门相连，用以控制阀门的开断，优选地，阀门为微型电磁阀或微电动阀。集气室顶部和阀门相连，阀门控制单元由液位传感器信号控制，当集气室中液位到达到一定位置时，液位传感器发出开关信号，触发阀门的开启和关闭。
55.进一步地，在本实施例中，阀门采用单通常闭模式，气体仅能从集气室中流向验气室中。
56.所述验气室内壁中设置有若干个气体传感器，所述验气室顶部设置有排气口。
57.作为本实施例的优选方案，所述气体传感器包括烃类传感器、一氧化碳传感器、氢气传感器和乙炔传感器。
58.需要说明的是，验气室内包含氢气传感器、一氧化碳传感器、乙炔传感器和烃类传感器，通过微型阀到达验气室内的气体分别通过上述传感器检验，验气室顶部开有小孔，用以泄放气体。
59.可以理解的是，整体装置的供电系统可采用有线供电和电池供电两种模式，信号传输也可采用有线和无线两种模式，其中，有线模式的走线示例如图3所示，阀门采用微电动阀，第一排气导管设置于瓦斯继电器取气口中，第二排气导管为手动取气口，设置于集气
室上侧，第二排气导管中设置有取气口阀门。
60.所属领域的技术人员可以清楚的了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
61.实施本发明实施例，具有如下效果：
62.本实施例与现有装置相比，采用双导管结构采气，利用液位信号或轻重瓦斯信号控制的微电磁阀分离气体，克服了现有技术采气不流畅、寿命短、手动排气导致气体成分状态难以快速更新的缺点，实现了瓦斯继电器中气体产气速率和成分的在线监测，对变压器中故障的提早预警具有重要的意义。
63.进一步地，本发明实施例采用双导管结构联通瓦斯继电器和气体检测装置集气室，其中与集气室绝缘油相连的导管在瓦斯继电器中采用斜口，整体结构可克服绝缘油的表面张力，使气体能够顺利收集，并且采用液位信号或轻重瓦斯信号控制微电磁阀从而达到气体的分离的目的。一方面，微电磁阀在液位下降到一定程度打开，可以防止油样进入验气室中，引起传感器的失效；另一方面，通过液位或轻重瓦斯信号控制电磁阀，可以实现测量气体的自动更新，使得装置具备产气速率和气体成分的在线监测功能。
64.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。