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北京四方德瑞科技有限公司
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DR2000系列SF6微水在线检测系统可实现对 GIS 高压开关气室内的 SF6 气体含量作集中的在线监测，整套系统具有良好的兼容性、稳定性及可靠性，方便现场操作人员的整体操控和监视。
使用DR2000SF6微水在线检测系统实现SF6 在线监测系统可使故障检修与预防性相结合，以实现Z大可靠性和Z低成本消耗为目标的*的状态检修模式。
一． 概述
1．近年来，随着经济高速发展，我国电力系统容量急剧扩大，SF6电气设备用量越来越多。SF6电气设备已广泛应用在电力部门、工矿企业，促进了电力行业的快速发展。为了保证SF6电气设备的可靠运行，提高电力系统连续可靠运行能力，对其性能实现在线状态检测、监测与故障预测，成为SF6电气设备应用中重要研究方向。
（SF6）六氟化硫气体是一种无毒、无味、无色、无嗅、非可燃的合成气体，具有一般电介质不可比拟的绝缘和灭弧特性。充装SF6的电气设备占地面积小，运行噪声小，无火灾危险，安全可靠。随着我国电力设备无油化、小型化的发展，在110-500kV高压设备中（断路器，组合电器，SF6变压器等）中采用SF6气体作为绝缘灭弧介质的断路器已占有绝大部分比例。
SF6气体的湿度Td/PPM、密度两项指标是否处于额定范围之内，决定着气体的绝缘和灭弧性能。
2．SF6微水在线检测系统的必要性
SF6高压开关设备中在制造和运行中会带来水分的增加：
（1）充装的SF6新气中含有一定水分。
（2）在设备安装、解体检修和充气、补气时，因工艺过程中的疏漏，在气室和管阀内留有水分。
（3）密封不够，SF6气体向外泄漏，气体密度下降。在SF6气体向外泄漏的同时，因空气中的水分压力大于气室中气体的水分压力，水分反向会向气室渗入。
SF6气体水分超标的危害：
（1） 在一些金属物的参与下， SF6在高温200℃以上温度可与水发生水解反应，生成活泼的HF和SOF2，腐蚀绝缘件和金属件，并产生大量热量，使气室压力升高。
（2） 在温度降低时，过多的水份可能形成凝露水，使绝缘件表面绝缘强度显著降低，甚至闪络，造成严重危害。
（3） 气体密度降低至一定程度将导致绝缘和灭弧性能的丧失。
因此电网运行规程强制规定，在设备投运前和运行中都必须对SF6气体的密度和含水量进行定期检测。126-550kV的新设备投运后，3-6个月测量一次，如无异常，1-2年检测一次；40.5-72.5kV的新设备投运后，每年复检一次，如无异常，2-3年测量一次。
3．DR2000系列SF6微水在线检测系统可实现对 GIS 高压开关气室内的 SF6 气体含量作集中的在线监测，整套系统具有良好的兼容性、稳定性及可靠性，方便现场操作人员的整体操控和监视。
使用DR2000SF6微水在线检测系统实现SF6 在线监测系统可使故障检修与预防性相结合，以实现zui大可靠性和zui低成本消耗为目标的*的状态检修模式。
4．设计原则
1）可扩展性：DR2000系统具有*可扩展性，充分考虑了今后的需求发展，可满足数据日益增长的需求。
2）DR2000系统易于管理和维护，整套系统操作简便和易于管理，可实现良好的人机交互，硬件维护量小甚至不需维护，但一旦出现故障，可通过更换有关部件及时解除故障，软件能够实现及时更新和升级。
二．使用DR2000微水在线检测系统意义
1．安全性
使用便携式SF6气体检测仪检测气室中SF6气体只能检测气室当时的状态，补气后气室中的状态无法检测。使用便携式SF6气体检测仪不能对开关的安全性提供帮助。
国内相关标准：
| 分 类/ 隔 室 | 交接验收值 | 运行允许值 |
| 有电弧分解物的气室 | ＜150ppm | ＜300ppm |
| 无电弧分解物的气室 | ＜250ppm | ＜500ppm |
2．环保性
使用便携式SF6气体检测仪检测气室中SF6气体为了达到平衡必须排放大量SF6气体，而SF6气体是一种温室气体，规定也不能直接排入大气，直接排放加剧了环境污染。
3．经济性
使用便携式SF6气体检测仪检测气室中SF6气体为了达到平衡必须排放大量SF6气体，每分钟排量为5升，需要5-10分钟才能够达到平衡，每升SF6气体价格约为160元，因此每次检测需要4000-8000元，这还不包括人工和设备费用，每年至少需要检测两次。使用在线检测系统只需要两年就可以收回成本。
三．目前使用的SF6微水在线检测方法
目前测量露点普遍采用的方法有三种：冷镜法、金属氧化法和聚合物法。
1．冷镜法可以在很宽的测量范围内取得较高的精度，但由于它的光学测量原理的局限性使其极易受镜面污染物和灰尘的影响，从而影响精度；并且不易区分霜点和露点。为克服上述缺点，测量系统往往附加许多额外设备以提供镜面清洗、防护等功能，造成整套设备比较昂贵。冷镜法测量方法往往用于精度要求*且具有良好的操作、维护的条件（如实验室），而对于大多数在线测量，则维护成本较高。
2．金属氧化物传感器（包括AL203传感器），用于工业过程控制中的低露点测量。此种测量法在正确使用时可以测得很低的露点，其缺点是*稳定性差。由于测湿敏元件本身造成的漂移，使得频繁的标定工作*，而且传感器不能在线标定，大多数情况下要送到原厂标定，且标定成本较高。这将会影响日后的准确测量、正常生产，增大了维护工作量。金属氧化物传感器在高湿或冷凝的情况下一旦受损，其功能将无法恢复。
3．聚合物法，芬兰维萨拉公司是聚合物薄膜测量传感器的*者，在湿度测量领域有60年的实践经验，其利用聚合物薄膜开发的专门用于测量低露点的传感器DRYCAP®i性能稳定，不受凝结水和大多数化学物质的影响，并且由于使用DRYCAP®i的露点仪采用了零点自动校准、增益回归两项技术，使得露点仪的露点测量范围宽、精度高、*稳定性好、性
价比。
DR2000SF6微水在线检测系统采用芬兰维萨拉公司传感器
芬兰维萨拉公司传感器特点：芬兰维萨拉公司的传感器由于使用DRYCAP®i湿度传感器及零点自动校准、增益回归三项技术，使得在低湿或/及存在腐蚀性化学物质气体分子的情况下准确测量相对湿度，从而计算出相应的露点成为现实，在测量高于-60°C的露点时其
精度保证在±2°C以内，精度稍低时，可达到-80°C露点。
芬兰维萨拉公司是聚合物薄膜测量传感器的*者，在湿度测量领域有60年的实践经验，其利用聚合物薄膜开发的专门用于测量低露点的传感器DRYCAP®i性能稳定，不受凝结水和大多数化学物质的影响，并且由于使用DRYCAP®i的露点仪采用了零点自动校准、增益回归两项技术，使得露点仪的露点测量范围宽、精度高、*稳定性好、性价比。
DRYCAP®i传感器由两部分组成：电容型聚合物薄膜测湿传感器及电阻型测温传感器，测湿传感器测量被测气体中的水分子，从而测出相对湿度；测温传感器测量测湿传感器的表面温度；仪器内置的微处理器从这两个参数计算出露点。测湿、测温传感器通过金属膜背靠背紧密靠近，这样一方面使得测温传感器能够准确测得测湿传感器所处温度，另一方面通过金属膜的作用大大减小了外部电场作用产生的感应电容，从而提高了测量精度。在低湿情况下，DRYCAP®i的反应时间为40…….240秒，取决于湿度变化方向和大小，测量高湿时反应时间较短。DRYCAP®i的耐温范围：-40…….+180°C，承压范围为0……20bar。其本身耐腐蚀性也极为突出，对于碱性和弱酸性气体有较好的适应。通常在低湿的情况下，相对湿度微小的误差都会使露点的计算产生很大的偏差，例如：在室温情况下，-40°C和-50°C的露点相当于此时0.8%RH和0.3%RH的相对湿度，采用相对湿度精度为±2%RH的一般薄膜湿敏传感器要得到±2%°C的露点精度所能测得的zui低露点为-9°C，应用维萨拉公司的DRYCAP®i传感器及自动校准技术，在保证±2%°C的露点精度的同时可测得的zui低露点为-60°C，在精度稍低的情况下可达到-80°C露点，这是因为自动校准技术使得准确的相对湿度测量成
为可能。
在自校准过程中，测温电阻将DRYCAP®i探头加温到高于环境温度10°C后自然冷却，在冷却过程中仪器测量DRYCAP®i实时温度和相对湿度，从公式RH=RHO+PW/PWS中（其中RH为仪器测量值，RHO为直线在Y轴上截距，PW为此刻待测气体中水气分压，假设是一定值，PWS为饱和水气压值，1/PWS为温度的函数）可见由几组不同温度时的RH、1/PWS值可推出一拟合直线，并推出该拟合直线在Y轴上的截距RHO。即温度无穷高时，传感器所测相对湿度偏
移开零点的值。
在确定RHO后，即可进行准确的RH计算，从而准确计算出露点，当相对湿度低于10%时系统自动执行自校准功能，此时上次的输出参数被锁定，校准后系统即可输出测量值。自校准功能也可以以时间间隔方式启动（通常为6小时）。如果在校准过程中温度或露点测量值不稳定，即环境影响降温过程或假设的PW为一常数条件不满足，自校准功能将会在设定的时间间
隔后，再次执行，依此类推，直至温度和露点温度稳定后才输出真实露点。通过优秀的DRYCAP®i硬件设计及自动校准软件使得准确测量低湿露点得以实现。
由于某些化学物质气体分子*聚集在湿敏元件内部影响测量精度，为保证准确测量，
维萨拉公司开发出增益回归软件，其工作过程为在零点自动校准软件执行前执行增益回归功能，将DRYCAP®i传感器升温到160°C，使其内部聚集的化学物质分子蒸发，从而保证了
准确测量，同时这一方法排除了油污聚集影响反应时间的困扰。
DRYCAP®i湿敏元件不怕冷凝水，发生冷凝时，自然风干后继续正常使用，但风干时需将仪器取出，这会影响其他工作的正常进行。为了防止此类情况的频繁发生，在DMT242露点仪中还附有一保护功能：即当相对湿度意外升高到80%RH以上时，测温传感器马上对湿敏元件加热，以减小局部相对湿度，从而避免饱和水汽形成。通过使用这一客户友好功能，使得停
工率大幅降低，从而提高了生产效率。
维萨拉公司露点仪出厂设置为-80…..+20°C露点对应4…..20MA输出，但客户可通过软件修
改。所有露点仪使用一段时间后都会发生漂移，大多数露点仪是无法由客户自己作漂移校正的，只能频繁地送到厂家，花费一定的财力及时间作校正。为了方便客户使用，所有维萨拉露点仪都能由客户在自己能找到标准湿度源的情况下，通过Microsoft Windows中的内置公用软件作漂移校正。大大节约了费用及时间，保证了正常测量。
四．系统构成
1、DR2000系统配置包含1台数据处理服务器（型号：DR2000）、XX台SF6气体检测变送器（型号：DR2200）、组态软件以及电源电缆和通讯电缆。系统可实现GIS 高压开关气室内 SF6 气体湿度、露点、密度、压力、温度在线监测。提供完整的集中在线监测 SF6 气体微水的系统解决方案，数据处理服务器对 GIS 气室内的湿度、露点、压力、温度进行*、实时的在线监测，并在检测到气室内气体数据异常时发出报警信号。
2．传感器选择进口芬兰维萨拉传感器，安装位置包括两个出线间隔XX个点，XX条母线XX个点，XX台断路器XX个点，每个点对应的一个单独气室。
注：我公司针对用户不同的开关结构和各种不同的情况可以为用户定制生产。
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