引言

應用ＳＦ６氣體作為絕緣和滅弧介質，具有開斷性能好、過電壓小、電氣壽命長、開斷部件免維護的特點。氣體絕緣開關柜斷路器氣室充滿絕緣氣體，以保證斷路器在動作時的絕緣和滅弧性能。氣室狀態的評價量包括額定工作壓力、#低工作壓力、安全釋放壓力、壓力釋放后允許運行時間、年泄漏率、氣體濕度允許含量、密封系統使用壽命，其中氣室壓力參數#為重要。

 

１壓力變送器壓力特點

雖然氣室的密封性要求高，制造過程嚴格，出廠有氣密性檢驗，但是由于設備老化、人為及環境因素的存在，在設備投運后，氣室往往會出現各種程度的漏氣問題，導致開關柜的絕緣和滅弧性能下降，影響設備運行安全，因此全面可靠的監測氣室壓力對于設備的安全運行極其重要。目前，絕大多數壓力變送器采用機械式表計來測量氣

 

室壓力，通過指針到位接通的方式進行開關量反饋，如圖１所示。這種方式#明顯的不足就是不能實時監測氣室壓力值，更不能反映和評價開關柜的絕緣、滅弧性能的優劣程度。

２在線監測技術方案

本文探討一種壓力變送器氣室壓力在線監測技術，以便實時采集氣體絕緣壓力變送器壓力值，并將測量值傳送至后臺，實時監測壓力的變化率和變化趨勢；設置報警閾值，一旦超過就觸發在線監測系統動作，提示維護人員采取措施，同時能在線評價開關柜的絕緣和滅弧性能的優劣

程度。

 

２．１在線式遠程氣壓表設計

在機械式氣壓的基礎上重新設計一種在線式遠程氣壓表，用于采集氣室的絕緣氣體壓力值，如圖２所示。氣壓表基本技術指標應滿足以下要求：機械指針誤差精度達到２．５％Ｆ．Ｓ；工作溫度為－４０℃～＋６０℃；壓力值數字化誤差精度滿足１．０％Ｆ．Ｓ；氦質譜檢漏低于１×１０－８　ｍｂａｒ·ｌ／ｓ；絕緣性能滿足工頻電壓２ｋＶ，１ｍｉｎ，５０Ｈｚ；絕緣電阻大于１００ＭΩ，滿足ＧＢ／Ｔ　２２０６５—２００８《壓力式六氟化硫氣體密度控制器》６．５～６．２３規定的要求。壓力表量程為０～０．１ＭＰａ，額定充氣壓力為０．０５ＭＰａ；測量電路ＣＰＵ時鐘周期為１５ｎｓ，具有模擬量輸入通道，Ａ／Ｄ轉換芯片分辨率為１４位，將內置壓力傳感器０～５Ｖ輸入信號，經過Ａ／Ｄ轉換和ＣＰＵ處理后，以標準的Ｍｏｄｂｕｓ協議通過ＲＳ－４８５串口進行通信。

 

２．２在線監測系統設計

地鐵供電系統包括１１０ｋＶ　ＧＩＳ、３３ｋＶ　Ｃ－ＧＩＳ等壓力變送器，本文將以３３ｋＶ　Ｃ－ＧＩＳ壓力變送器為例，探討氣室壓力在線監測技術。設電房中有ｎ臺３３ｋＶ　Ｃ－ＧＩＳ開關柜，每臺開關柜設有上下兩個氣室，每個氣室都安裝在線式遠程氣壓表。所有遠程氣壓表通過ＲＳ－４８５總線手拉手連接后匯集到專用測控單元，處理后的數據在本地ＨＭＩ上進行顯示和報警。測控單元還通過ＲＳ－４８５總線與串口服務器通信，再經串口服務器的以太網口連接交換機，#后連接上位機，在線監測系統原理如圖３所示。在上位機運行氣壓監測軟件對壓力變送器氣室壓力值進行實時顯示和分析，并對歷史數據進行存儲，為維護人員提供報警和數據分析結果。

３現場測試

遠程氣壓表采用ＲＳ－４８５串口通信方式，數據傳輸基于開放式的標準Ｍｏｄｂｕｓ協議。Ｍｏｄｂｕｓ協議定義了一個與基礎通信層無關的簡單協議數據單元（ＰＤＵ）。特定總線或網絡上的Ｍｏｄｂｕｓ協議映射能在應用數據單元（ＡＤＵ）上引入一些附加域。ＲＴＵ通信默認格式：波特率９６００ｂ／ｓ，無校驗位，８位數據，１個停止位；浮點數寄存器順序默認：ｎｏｒｍａｌ（１０３２）。當用戶對通寫入指令或置初值指令對波特率進行設置后，新的波特率將立即在下次通信中生效。遠程氣壓表ＲＳ－４８５通信寄存器地址見表１。

 

１個浮點數占用４個字節，而Ｍｏｄｂｕｓ　１個寄存器為２個字節，因此表示１個浮點變量需要２個寄存器，壓力、溫壓力和密度３個浮點數要用６個寄存器表示，每次需讀取６個寄存器。在實際應用中，每個ＲＳ－４８５通信模塊具有２個ＲＳ－４８５通信口，系統使用了２個ＲＳ－４８５通信模塊，則有４個ＲＳ－４８５通信口，即４條ＲＳ－４８５總線。將每條ＲＳ－４８５總線上的氣壓表按照地址順序逐一設置好，經過通信調試后實現了所有氣壓表監測值的實時讀取，如圖４所示。

 

４結語

本文探討了一種可實時監測壓力變送器氣室壓力的在線監測技術，通過在傳統機械式氣體壓力表內部集成的測控電路，實現壓力值的測量和處理，將測量值實時傳送至后臺進行處理及顯示，并能對氣體壓力值進行存儲、記錄，分析氣體壓力變化趨勢及變化率，提供狀態評估分析，生成報表，提供預警功能。