全自动六氟化硫气体采样装置的研制

《全自动六氟化硫气体采样装置的研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、全自动六氟化硫气体采样装置的研制（1.广东水利电力职业技术学院广东广州510000；2.广州南方电力技术工程有限公司广东广州510000；3.广州冠电电子科技有限公司广东广州510000）摘要：文章利用了现代先进的计算机控制技术对电力部门的SF6电气设备的自动气体釆样装置进行了研制。该装置可实现全自动气体采样操作，同时也具有手动控制的功能，简单易用，全密封取样，具有良好的经济效益及推广前景。关键词：六氟化硫；气体釆样装置；主要技术六氟化硫（SF6）在常温常压下是一种无色、无味、无毒、不燃、化学性质极稳定的合成气体。SF6的分子为单硫多氟的对称结构，具有极强的电负性，从而具有优良的电绝缘和灭弧

2、性能。目前，SF6作为新一代的绝缘介质,被广泛应用于高压、超高压电气设备中。充装SF6的电气设备占地面积少、运行噪声小，无火灾危险，极大地提高了电气设备运行的安全可靠性。然而，SF6气体在过热、电弧、电火花和电晕放电的作用下，会发生分解，其分解产物可与电气设备中的微量水分、电极和固体绝缘材料发生反应，产物比较复杂，有气体杂质，如四氟化碳（CF4）、氟化硫酰（SO2F2）、氟化亚硫酰（SOF2）、二氧化硫（SO2）、十氟一氧化二硫（S2OF10）等；还有一些固体杂质，如氟化铝（AIF3）、氟化钨（WF6）等。对于运行中的电气设备，要判断其设备内部运行状态相对困难，而通过分析检测SF6气体的分解

3、产物是判断SF6气体绝缘设备内部运行情况的一个强有力手段。因此，则需要将实际运行设备中的气体取样，带回实验室进行分析检测。一般来说，所采样的SF6气体是用来做气谱分析的，所取样品必须能够代表设备木体内大部分气体的特征，而且要保证采样而来的SF6气体不会被外界气体所污染，因此SF6气体的纯度显得十分重要。1.主要技术依据1.1控制系统的方式及结构选择区别于纯人工的气体采样方式，本装置要求排气、清洗、充气等动作能自动完成，因而必须设计一套自动控制系统，控制系统必须具备控制器、执行器、输入装置及压力检测装置等。1.2控制系统的硬件选择依据a）控制器——PLC控制器是控制系统的核心，其主要任务是接收

4、输入及反馈信号，完成处理及运算并发出控制信号，控制执行器发生动作，从而完成0标值的控制。控制器的设计上有两种方案，一种是采用纯电子元件构成的硬件式逻辑电路控制器，另一种是采用微处理器芯片构成的软件式控制器。逻辑电路控制器功能比较单一,不能实现编程控制，其电路比较复杂，体积也比较大，稳定性和可靠性都不高，因而不符合本项0设计要求。由微处理器芯片构成的智能软件式控制器，可以通过软件编程实现丰富的控制功能，当控制策略变生变化时，只需要改变程序即可，不需要改动和变换系统的硬件，而且由于其集成度较高，体积也较为轻便，性能可靠，在各方面都比较符合本项0设计要求，因此本项0采用微处理器芯片构成的智能软件式

5、控制器。随着电子技术及计算机技术高速发展，0前带奋微处理器芯片的工业用控制器技术水平日趋成熟。0前，带有CPU芯片的控制器主要有PLC、单片机、DSP、ARM芯片等，各有优缺点。单片机又称单片微控制器，是一种超大规模的集成电路芯片，内部集成有CPU、存储器、总线等，相当于一个微型计算机，具有体积小、重量轻、价格便宜等优点，但却缺少I/O接口，在使用时一般需要-单独设计外围电路及接1_1，不仅结构复杂，而iL在稳定性和可靠性方面也不如PLC。DSP芯片又称数字信号处理器，其工作原理和单片机类似，运算速度比较快，但主要用于数据量较大的处理。ARM芯片是一种32位的单片机，一般用于嵌入式系统中，可

6、以加载Linux、Wince等复杂的操作系统，但冋样需要设计外围电路和接U,设计要求高。PLC又称为可编程逻辑控制器，.其内部具有CPU芯片，并11其存储器可以存储内部程序，用于执行各种逻辑运算、顺序控制、定时、计数等面向用户的指令，并且其带有数字或模拟式输入/输出模块，可以控制各种类型的机械或生产过程。利用PLC组建控制系统，不需要设计复杂外围电路，ii其稳定性和可靠性也较高，特别适合野外等环境相对恶劣的场合或工业应用场合,另外，PLC的程序设计也相对简单，符合本项0要求，因此，本项0拟采用PLC作为控制器模块。b）传感检测装置一一气压传感器在自动控制系统中，传感检测装置一方面用于采集信号

7、，另一方面也作为反馈元件存在，向控制器输入被测信号的大小。在本项0中，主要需要检测及反馈的信号是气瓶、气路的压力值。要确保压力控制的准确性，则必须选择比需要保证的压力的最小单位高一个数量级的传感器，而且此传感器的输出信号必须与PLC的输入接U相适应。c）执行器一一球阀本自动控制系统中，执行器相当于打开和切断气路的开关，控制着充气及断气的动作，执行器采用电动球阀，有常闭与常幵两种状态，由PLC控制器向电动球阀发