远传气体密度继电器的制作方法

本发明涉及电力技术领域，具体地涉及一种能够应用在高压或中压电气设备上的高性能的薄形远传气体密度继电器。

背景技术：

目前，sf6(六氟化硫)电气设备已广泛应用在电力部门及工矿企业，促进了电力行业的快速发展。近年来，随着经济的高速发展，我国电力系统容量急剧扩大，sf6电气设备的用量和需求量也越来越多。sf6气体在高压电气设备中起到灭弧和绝缘的作用，高压电气设备内sf6气体的密度降低将严重影响sf6高压电气设备的运行安全，当sf6气体密度进一步降低至一定程度时甚至将导致高压电气设备中绝缘和灭弧性能的丧失。

随着无人值守变电站逐渐向网络化、数字化方向的只能变电站发展以及对遥控、遥测的要求不断加强，因此对sf6电气设备的气体密度和微水含量状态的在线监测亦具有重要的现实意义。随着中国智能电网和泛在电力物联网的不断大力发展，智能高压电气设备作为智能变电站的重要组成部分和关键节点，对智能电网的安全起着举足轻重的作用。高压电气设备目前大多为sf6气体绝缘设备，如果气体密度降低(如因泄漏等原因引起)将严重影响设备的电气性能，对安全运行造成严重隐患。目前在线监测sf6高压电气设备中的气体密度值的做法已经非常普遍，特别是在国网提出建设泛在电力物联网后，气体密度监测系统(如气体密度继电器)的应用开始迎来了蓬勃发展。而目前的气体密度监测系统基本上是采用：1)应用远传式sf6气体密度继电器实现密度、压力和温度的采集、上传以及实现气体密度的在线监测。2)应用气体密度变送器实现密度、压力和温度的采集、上传以及实现气体密度的在线监测。而sf6气体密度继电器是气体密度监测系统中的核心和关键部件。目前，在线监测sf6电气设备中的sf6气体密度值的方法已经非常普遍了，为了应用远传式sf6气体密度继电器实现密度、压力和温度的采集，显然远传式sf6气体密度继电器是其中的核心和关键部件。但是，由于高压、中压电气设备的外形愈发要求小型化，这也就同时对远传式sf6气体密度继电器的外形提出了新的要求，远传式sf6气体密度继电器的外形需要很薄，才能够满足电气设备的小型化、智能化需求。

现有远传气体密度继电器的均存在无法满足上述需求的不足。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种远传气体密度继电器。

本发明提供的远传气体密度继电器，

通过上述技术方案，本发明的远传气体密度继电器可应用于高压以及中压电气设备，其外形很薄，能够满足电气设备的小型化、智能化需求。同时还能够对电气设备的气体密度进行准确的监测，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的实施例一的结构示意图；

图2为本发明的实施例一的另一个结构示意图；

图3为本发明的实施例二的结构示意图；

图4为本发明的实施例三的结构示意图；

图5为本发明的实施例四的结构示意图；

图6为本发明的实施例五的结构示意图；

图7为本发明的实施例五的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、前、后、侧、内、外”通常是指参考附图所示的上、前、后、侧、内、外。

实施例一：

请参考图1所示，本发明的实施例一提供一种远传气体密度继电器，所述远传气体密度继电器包括机械部1和与所述机械部1相对独立的电子部2。所述机械部1包括：机械部壳体101、基座102、巴登管103、端座108、温度补偿元件104、机芯105、指针106、刻度盘1012、用以发出接点信号的若干信号发生器109、设备连接件1010；所述电子部2包括电子部壳体2010、以及设于所述电子部2的电子部壳体2010内的智能处理器202、电源模块203、压力传感器201、温度传感器3及通讯模块4。

所述的远传气体密度继电器外形变薄并提高其性能的实现过程如下：所述基座102包括巴登管焊接槽10201、传感器放置孔10202、进气接口10203，并且三者气路相通；所述巴登管103的一端焊接在基座102的巴登管焊接槽10201上，另一端焊接在端座108上；基座102从机械部壳体101的底部10101后面穿出或露出，然后再与机械部壳体101焊接；所述压力传感器201安装在基座102的传感器放置孔10202内，压力传感器201在气路上与巴登管103相连通。

所述机械部壳体101和电子部壳体2010是相互独立或隔开的，所述智能处理器202分别与温度传感器3、压力传感器201、通讯模块4相连接。压力传感器201的输出信号线20101与绝缘密封过渡件209的绝缘密封过渡件引线脚20901连接，然后通过绝缘件204、205、206将传感器201安装在基座102的传感器放置孔10202内。所述绝缘密封过渡件209通过密封圈2012或密封垫与基座102的传感器放置孔10202相密封，或者，通过焊接在基座102的传感器放置孔10202上，与基座的传感器放置孔10202密封，或者，通过密封圈2012或密封垫与基座的传感器放置孔10202相密封，以及所述绝缘密封过渡件209焊接在基座102的传感器放置孔10202上，与基座102的传感器放置孔10202形成双密封。所述绝缘密封过渡件209包括绝缘密封过渡件壳体20902、若干绝缘密封过渡件引线脚20901、密封元件20903。所述若干绝缘密封过渡件引线脚20901、密封元件20903与绝缘密封过渡件壳体20902间的密封可以采用包括但不限于玻璃烧结工艺密封、陶瓷烧结工艺密封、密封胶工艺密封、密封圈密封中的一种。另外，所述绝缘密封过渡件209与基座的传感器放置孔10202固定方式可以采用焊接或/和螺纹连接固定。所述温度传感器3还可以设置在紧靠温度补偿元件104的位置上，使得温度传感器3测量的温度更加准确。

所述设备连接件1010与基座102的进气口10203密封连接，所述设备连接件1010可以是一体化零件或分体式零件组成；本实施例中，所述设备连接件1010的一端穿过电子部壳体2010，另一端连接有电气设备接头5。所述通讯模块4设置在电子部壳体2010处或机械部壳体101处或者和智能处理器一体化设计在一起。所述智能处理器202基于微处理器的嵌入式系统内嵌算法及控制程序，自动控制整个监测过程，包含所有外设、逻辑及输入输出。它具有自诊断模块，对包括但不限于断线、短路报警、传感器损坏的异常进行告示。所述温度补偿元件104为双金属片或密封有补偿气体的密封气室；所述若干信号发生器109为微动开关或磁助式电接点。所述智能处理器202、压力传感器201、温度传感器3、通讯模块4一体化设计；或者，所述智能处理器202、通讯模块4一体化设计；或者，所述压力传感器201、温度传感器3、通讯模块4一体化设计。另外所述基座102可以是一体化设计，也可以是分体设计。其中非常重要的是，绝缘密封过渡件209将传感器201密封固定在传感器放置孔10202内，同时又起到很好的屏蔽件用，提高远传密度继电器的抗干扰能力。另外在基座102内部设置有屏蔽件208，同时再在壳体2010的内侧(或外部)设置有屏蔽件2011，进一步提高远传密度继电器的抗干扰能力。由于所述压力传感器201四周增加了固体绝缘件204、205、206，所述若干绝缘件204、205、206包括但不限于绝缘垫、绝缘桶、绝缘片、绝缘纸、热收缩管中的一种。同时又增加了屏蔽件208，2011以及通过绝缘密封过渡件209的密封，就可以使压力传感器201能够承受很高的系统过电压或雷击过电压，使压力传感器不会损坏，同时更不会出现漏气问题。这样一来，就可以实现大幅提高其抗过电压能力、密封性能，并同时使其外形变薄。

在本发明实施例一的远传气体密度继电器，其工作原理是基于巴登管103并利用温度补偿元件104对变化的压力和温度进行修正，以反映(六氟化硫)气体密度的变化。即在被测介质(六氟化硫)气体的压力作用下，由于有了温度补偿元件104的作用，(六氟化硫)气体密度值变化时，(六氟化硫)气体的压力值也相应的变化，迫使巴登管103的末端产生相应的弹性变形位移，借助于温度补偿元件104，传递给机芯105，机芯105又传递给指针106，遂将被测的(六氟化硫)气体密度值在刻度盘1012上指示出来。信号发生器109作为输出报警闭锁接点信号。这样气体密度继电器就能把(六氟化硫)气体密度值显示出来了。如果漏气了，(六氟化硫)气体密度值下降了，巴登管103产生相应的反向位移，通过温度补偿元件104，传递给机芯105，机芯105又传递给指针106，指针106就往示值小的方向走，在刻度盘1012上具体显示漏气程度，并且通过信号发生器109输出(报警闭锁)接点信号，通过机械原理监视和控制电气开关等设备中的(六氟化硫)气体密度，使电气设备安全工作。

再请参考图2所示，为本发明实施例一的结构示意图，智能处理器202(可以是现有的：通用计算机、工控机、cpu、单片机、arm芯片、ai芯片、量子芯片、光子芯片、mcu、fpga、plc等、工控主板、嵌入式主控板等)，电源模块203可以是：开关电源、交流220v、直流电源、ldo、可编程电源、太阳能、蓄电池、充电电池、电池等。智能处理器202通过压力传感器201采集压力信号p、温度传感器3采集温度信号t，利用气体压力和温度之间关系的数学模型，采用软测量的方法，经过智能处理器202处理得到相应的密度值p20(即20℃的压力值p20)，且通过通讯模块4能够远传密度值p20，或密度值p20、压力值p、温度值t，或压力值p、温度值t，进而实现在线监测电气设备的气体密度值p20，或密度值p20、压力值p、温度值t，或压力值p、温度值t。例如远传密度继电器通过rs-485等数据通讯方式接入到变电站综合自动化在线监测系统中，并远传至无人值班站中心监控站，在变电站当地和远方的中心监控站进行实时监测，实现了sf6电气设备中sf6气体密度的在线监测。本发明技术产品，由于所述温度传感器3和温度补偿元件104设置在一起；或所述温度传感器3直接设置在温度补偿元件104上；或所述温度传感器3设置在温度补偿元件104附件。经过这样新的设计处理，其性能大大提高。总之智能处理器202通过压力传感器201采集压力信号、温度传感器3采集温度信号，根据对应的气体压力-温度特性，经过智能处理器202处理得到相应的密度值p20，且通过通讯模块4远传包括但不限于密度值p20、压力值、温度值中的一种，进而实现在线监测电气设备的这些参数值。

在本发明实施例一的远传气体密度继电器内，所述电子部壳体2010设置在机械部壳体101的底部后面，基座102焊接在机械部壳体101的底部10101，基座101的传感器放置孔10202与基座进气口10203从机械部壳体101的底部10101后面穿出(或露出)，同时存在在机械部壳体101和电子部壳体201内，这样大大减小电子部壳体的厚度。所述设备连接件1010的一端密封连接在所述基座进气口10203上；如图1所示，一体化结构设备连接件1010与电子部壳体2010偏心穿出再与电气设备接头5连接。

另外，所述基座可以是一体化设计，也可以是分体设计。

实施例二：

再请参考如图3所示，本发明实施例二提供一种远传气体密度继电器，主要由机械部1和与机械部相对独立的电子部2组成。所述机械部1包括：机械部壳体101、基座102、巴登管103、端座108、温度补偿元件104、机芯105、指针106、刻度盘1012、用以发出接点信号的若干信号发生器109、设备连接件1010；所述电子部包括电子部壳体2010、以及设于所述电子部2壳体内的智能处理器202、电源模块203、压力传感器201、温度传感器3、通讯模块4。所述电子部壳体2010设置在机械部壳体101的底部后面，基座102焊接在机械部壳体101的底部10101，基座101的传感器放置孔10202与基座进气口10203从机械部壳体101的底部10101后面穿出(或露出)，同时存在在机械部壳体101和电子部壳体201内。与实施例一区别的是，本实施例的所述设备连接件1010采用分体设计,由接头1010a和连接接头1010b焊接和/或螺纹连接组成。如图3所示，一端密封连接在所述基座进气口10203上，另一端通过电子部壳体2010再与电气设备接头5连接。

实施例三：

再请参考图4所示，本发明实施例三提供一种远传气体密度继电器，所述薄形远传气体密度继电器主要由机械部1和与机械部相对独立的电子部2组成。所述机械部1包括：机械部壳体101、基座102、巴登管103、端座108、温度补偿元件104、机芯105、指针106、刻度盘1012、用以发出接点信号的若干信号发生器109、设备连接件1010；所述电子部包括电子部壳体2010、以及设于所述电子部2壳体内的智能处理器202、电源模块203、压力传感器201、温度传感器3、通讯模块4。所述电子部壳体2010设置在机械部壳体101的底部后面，基座102焊接在机械部壳体101的底部10101，基座101的传感器放置孔10202与基座进气口10203从机械部壳体101的底部10101后面穿出(或露出)，同时存在在机械部壳体101和电子部壳体201内。所述设备连接件1010的一端密封连接在所述基座进气口10203上；如图4所示，与实施例一区别的是，本实施例的设备连接件1010与电子部壳体2010中心穿出再与电气设备接头5连接。

实施例四：

再请参考图5所示，本发明实施例四提供一种远传气体密度继电器，所述薄形远传气体密度继电器主要由机械部1和与机械部相对独立的电子部2组成。所述机械部1包括：机械部壳体101、基座102、巴登管103、端座108、温度补偿元件104、机芯105、指针106、刻度盘1012、用以发出接点信号的若干信号发生器109、设备连接件1010；所述电子部包括电子部壳体2010、以及设于所述电子部2壳体内的智能处理器202、电源模块203、压力传感器201、温度传感器3、通讯模块4。所述电子部壳体2010设置在机械部壳体101的底部后面，基座102焊接在机械部壳体101的底部10101，基座101的传感器放置孔10202从机械部壳体101的底部10101后面穿出(或露出)，同时存在在机械部壳体101和电子部壳体201内。与实施例一区别的是，本实施例的基座进气口10203从机械部壳体101圆周侧面10102穿出。如图5所示，所述设备连接件1010一端通过机械部壳体101的圆周侧面10102位置密封连接基座进气口10203上，另一端再与电气设备接头5连接。

实施例五：

再请参考图6所示，本发明实施例五提供一种高性能的薄形远传气体密度继电器，所述薄形远传气体密度继电器主要由机械部1和与机械部相对独立的电子部2组成。所述机械部1包括：机械部壳体101、基座102、巴登管103、端座108、温度补偿元件104、机芯105、指针106、刻度盘1012、用以发出接点信号的若干信号发生器109、设备连接件1010；所述电子部包括电子部壳体2010、以及设于所述电子部2壳体内的智能处理器202、电源模块203、压力传感器201、温度传感器3、通讯模块4。所述电子部壳体2010设置在机械部壳体101的底部后面，基座102焊接在机械部壳体101的底部10101，基座101的传感器放置孔10202与基座进气口10203从机械部壳体101的底部10101后面穿出(或露出)。与实施例一区别的是，本实施例的所述电子部壳体2010直接遮住从机械壳体底部10101穿出(或露出)的部件以及电子部2内所有的部件。如图6所示。设备连接件1010一端密封连接在基座进气口10203上，另一端再与电气设备接头5连接。

由于传感器201安装在机械部壳体101内或同时穿过(或露出)电子部壳体2010，所以这五种实施例电子部2的厚度大大的减小。

实施例六：

再请参考图7所示，本发明实施例六提供一种远传气体密度继电器，所述远传气体密度继电器由机械部1和与机械部1相对独立的电子部2组成。其中，机械部1通过电缆10输出报警或/和闭锁接点信号，电子部2通过电缆11输出监测到的气体密度等信息。本实施例的远传气体密度继电器还包括校验或补气口6，所述校验或补气口6通过一个多通接头7分别与基座102、设备连接件1010在气路上相通。具体来说，校验或补气口6设置在多通接头7上，多通接头7与设备连接件1010相连接，机械部1的基座102通过固定件(螺母)8与多通接头7相连接。校验或补气口6上还设有保护帽9，可以通过校验或补气口6实现对气体密度继电器的校验，以及对电气设备进行补气。校验或补气口6可以设置在机械部1的上方或下方，或左侧、右侧。

本发明的气体密度继电器还可以包括：充油型密度继电器、无油型密度继电器、气体密度表、气体密度开关或者气体压力表。

从表1可以知道，本发明的继电器的外形厚度更薄，精度、抗干扰能力和稳定性非常好，达到高精度要求，可以提高密度继电器环境适应能力。同时，它的抗干扰能力强、稳定性非常好，大大提高智能电网的可靠性、准确性。更好的满足各种电气设备小型化、智能化的要求。

表1本专利技术的远传密度继电器和现有技术的远传密度继电器的接点性能对比表

同时本发明的漏气点比现有的继电器少了一个，这样提高了其密封性能；以及由于本发明的结构简单，制造成本比现有继电器低约10％。

本发明中，所述绝缘密封过渡件与基座的传感器放置孔固定方式可以采用焊接或/和螺纹连接固定；所述若干绝缘件可以采用包括但不限于绝缘垫、绝缘桶、绝缘片、绝缘纸、热收缩管中的一种。所述的远传气体密度继电器，还可以包括电场屏蔽件，该电场屏蔽件设置在压力传感器外表面和/或电子壳体内部和/或电子部外表面；或者，它还可以包括磁场屏蔽件，所述磁场屏蔽件设置在压力传感器外表面和/或电子壳体内部和/或电子部外表面。它还包括隔热件，所述隔热件设置在机械部壳体和电子部壳体之间；或设置在电子部的电源处。所述的远传气体密度继电器的所述机械部壳体是密封的，其机械部壳体内密封有气体，或者充有防振油。所述通讯模块设置在电子部壳体处或机械部壳体处或者和智能处理器一体化设计在一起；所述智能处理器基于微处理器的嵌入式系统内嵌算法及控制程序，自动控制整个监测过程，包含所有外设、逻辑及输入输出；所述压力传感器带有屏蔽件；或者，所述智能处理器和/或通讯模块设有屏蔽件。它具有自诊断模块，对包括但不限于断线、短路报警、传感器损坏的异常进行告示。所述温度补偿元件为双金属片或密封有补偿气体的密封气室；所述若干信号发生器为微动开关或磁助式电接点；所述智能处理器、压力传感器、温度传感器、通讯模块一体化设计；或者，所述智能处理器、通讯模块一体化设计；或者，所述压力传感器、温度传感器、通讯模块一体化设计。

所述压力传感器可以采用包括但不限于相对压力传感器，和/或绝对压力传感器；可以是扩散硅压力传感器、mems压力传感器、芯片式压力传感器、线圈感应压力传感器(如巴登管附带感应线圈的压力传感器)、电阻压力传感器(如巴登管附带滑线电阻的压力传感器)；可以是模拟量压力传感器，也可以是数字量压力传感器；所述温度传感器可以是热电偶、热敏电阻、半导体式；可以接触式和非接触式；可以为热电阻和热电偶。

本发明的远传气体密度继电器，还包括绝缘密封过渡件，所述压力温度传感器或密度传感器通过若干绝缘件设置在基座的传感器放置孔里，所述绝缘密封过渡件密封固定在基座的传感器放置孔上，压力温度传感器或密度传感器的信号电源线与绝缘密封过渡件相连接，压力温度传感器或密度传感器的信号电源线通过绝缘密封过渡件与智能处理器相连接。所述气体密度继电器它还包括隔热件，所述隔热件设置在机械部壳体和电子部壳体之间；或设置在电子部的电源处。所述机械部壳体是密封的，其机械壳体内密封有气体，或者充有防振油。综上所述，本发明的远传气体密度继电器1、外形更薄，适应能力更强；2、漏气更少，密封性能更好；3、制造成本更低。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施例，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。