CN209929222U - 一种远传式六氟化硫气体密度控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种远传式六氟化硫气体密度控制器，包括保护壳、基座、端座、巴登管、U形金属件及若干作为气体密度控制器信号发生器的电子元件。所述巴登管的一端连接在所述基座上，另一端通过所述端座与U形金属件的一端相连，所述微型开关安装在所述基座上并带有触发按钮，所述气体密度控制器还包括一起始端与所述U形金属件的另一端连接，而放大端驱动所述微型开关的触发按钮以使微型开关上的接点接通或断开的位移放大机构，当气体密度值发生变化，巴登管和U形金属件产生位移，该位移通过位移放大机构放大后传递给微型开关，提高了密度控制器的精度,并使微型开关发出相应的信号，完成密度控制器的功能。

Description

一种远传式六氟化硫气体密度控制器

技术领域

本实用新型涉及一种气体密度控制器，尤其涉及一种应用在六氟化硫电气设备上的具有远传功能的远传式六氟化硫气体密度控制器。

背景技术

六氟化硫电气产品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。保证六氟化硫电气产品的可靠安全运行已成为电力部门的重要任务之一。六氟化硫电气产品的灭弧介质和绝缘介质是六氟化硫气体，不能发生漏气，若发生漏气，就不能保证六氟化硫电气产品可靠安全运行。所以监测六氟化硫电气产品的六氟化硫密度值是十分必要的。目前，用来监测六氟化硫气体密度普遍采用一种机械的指针式六氟化硫气体密度控制器（图1）来监测六氟化硫气体密度，即当六氟化硫电气产品发生漏气时该控制器能够报警及闭锁，同时还能显示现场密度值。该密度控制器一般采用刻度盘、指针、单巴登管、单U形金属件、基座、机芯和游丝型磁助式电接点。触点闭合时，其闭合力仅靠触头游丝的微小力，即使加上磁助式的力，也还是很小，因此极其怕振，而且接触闭合也不够牢靠。且最重要的是在受到氧化或污染时，常发生电接点7接触不良的现象，造成严重后果。另外特别强调的是磁助式电接点的分断速度较慢，而且触点容量小，造成使用寿命短。所以该密度控制器就难以保证电气性能和寿命，一旦出现问题，用户只有重新更换，造成经济损失，不能很好满足要求。同时最为重要的是，使用上述的六氟化硫气体密度控制器来监测六氟化硫气体密度还存在着以下问题：1）六氟化硫电气产品发生漏气时，只有当其气体压力下降到报警值时，才发出报警信号，而此时六氟化硫气体已经泄漏了很多。例如额定压力为0.6Mpa的六氟化硫电气设备普遍采用报警压力为0.52Mpa、闭锁压力0.50Mpa的密度控制器。现在很多变电站都是无人值守变电站，这样对于这种六氟化硫电气设备而言，如果发生漏气了，其气体从额定压力0.6Mpa下降到报警压力0.52Mpa时，值班人员才发现，才通知检修人员去现场处理泄漏事故，而此时六氟化硫气体已经泄漏了很多。所以在无人值守变电站，非常需要在线监测六氟化硫电气设备的密度，及时发现六氟化硫电气设备的气体泄漏。2）该密度控制器触点一般采用游丝型磁助式电接点。其触点闭合时，其闭合力很小，接触闭合不够牢靠。且最重要的是在受到氧化或污染时，常发生电接点接触不良的现象，造成失效，产生严重后果。因此需要改进和创新，创新出一种精度高、接点电气性能好、接点接触稳定的远传式六氟化硫气体密度控制器。

为了保证六氟化硫电气设备的可靠运行，提高电力***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，成为六氟化硫电气设备应用中重要研究方向。随着无人值守变电站对遥控、遥测的要求，在线监测六氟化硫电气设备的六氟化硫气体密度值具有非常重要的实际意义。另外随着无人值守变电站向网络化、数字化方向发展以及对遥控、遥测的要求不断加强，所以对六氟化硫电气设备的六氟化硫气体密度的在线监测也具有重要的现实意义。

综上所述，目前的六氟化硫气体密度控制器的电气性能不够好、或接点接触不够稳定、无法实现密度值的远传功能，难以实现对六氟化硫电气设备的六氟化硫气体密度的在线监测，所以需要创新一种精度高、电气性能好、接点接触可靠、同时实现具有密度远传功能的六氟化硫气体密度控制器。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种精度高、信号发生器的电气性能好、接点接触好、同时实现具有密度远传功能的六氟化硫气体密度控制器，用于控制和监视密封容器中六氟化硫气体的密度，并针对六氟化硫电气设备中出现的气体泄漏情况，及时发出报警信号和闭锁信号，同时实现对六氟化硫电气设备的六氟化硫气体密度的在线监测，为保障电力安全起到作用。

实现上述目的一种技术方案是：一种远传式六氟化硫气体密度控制器，包括基座、端座、巴登管、连接装置、位移放大机构及低压告警装置，所述巴登管的一端连接于基座上，巴登管的另一端上设置端座，位移放大机构与低压告警装置相连接，位移放大机构与端座通过连接装置进行连接，当巴登管因为欠压发生形变后，形变量通过端座传输至位移放大机构，由其进行放大操作后带动低压告警装置动作进行告警；

所述位移放大机构包括夹板、扇形曲面齿轮、中心齿轮、连接杆、连接臂、U形金属件，所述夹板设置两块，且两块夹板平行设置，在两块夹板之间的空间内设置扇形曲面齿轮，所述扇形曲面齿轮与两块夹板通过扇形曲面齿轮转轴进行连接，在夹板上还设置转轴，所述转轴设置在夹板的左侧下部且转轴垂直穿过两块夹板，在转轴处于两块夹板内部空间处设置中心齿轮，所述中心齿轮与扇形曲面齿轮转轴相互啮合，所述扇形曲面齿轮上设置一根传动臂，所述传动臂向着扇形曲面齿轮外侧径向延伸，在传动臂上部侧面设置滑动槽，所述连接杆的一端设置在滑动槽上并可在其上自由滑动，连接杆的另一端连接连接臂的一端，连接臂的另一端固定设置在U形金属件的一端，U形金属件的另一端与端座固定设置；

所述低压告警装置包括微型开关，所述微型开关与报警装置电连接，微型开关设置在基座的后侧上方的空间内，微型开关设置至少2组，微型开关的底部设置触发按钮，在转轴的后端设置一根中心轴，所述中心轴与转轴同轴设置，在中心轴的侧壁设置若干偏心轮，所述偏心轮设置在微型开关的下方，当偏心轮转动至与微型开关重合时，偏心轮推动触发按钮令微型开关导通。

在基座的前端设置刻度盘，刻度盘的前侧设置指针，所述指针与转轴的前端固定连接。

所述的基座外侧设置保护壳，保护壳的前侧面设置圆孔，圆孔侧边设置槽，在圆孔上设置刻度盘玻璃，在刻度盘玻璃的前侧设置保护罩，通过保护罩与保护壳将刻度盘玻璃加以固定，在保护罩与保护壳接触面上设置密封圈。

所述巴登管的下端连接导管，导管一端伸入基座中，另一端上伸出保护壳，在导管伸出保护壳的一端的端部设置接头。

还包括电子密度测量传输设备，所述电子密度测量传输设备包括压力变送器、温度变送器及集成电路，所述集成电路包括印制板，在印制板上设置放大电路、MCU、电源模块、A/D转换器、电压电流转换器及电流恒流器，所述气体密度控制器通过压力变送器、温度变送器采集压力和温度信号，经过嵌入式计算机软件处理转换成密度值，经过A/D转换器、电压电流转换器及电流恒流器处理后，将六氟化硫气体密度值转换成电流信号，实现远距离传输，进而实现在线监测六氟化硫气体电气设备的密度。

所述温度变送器与基座的左侧面或者右侧面相接触，所述压力变送器基座的后侧面相接触，集成电路位于保护壳的内部或后侧。

所述保护壳中充有防震油，保护壳上设置有避振垫，所述保护壳的外表面包裹有保温层。

在保护壳下侧设置接线座，所述微型开关的接点通过电线连接接线座。

本实用新型的六氟化硫气体密度控制器由于采用了以上技术方案，使其与现有技术相比，具有以下明显的优点和特点：

由于采用了位移放大机构，放大了位移，大大提高了密度控制器的精度。同时还采用压力变送器、温度变送器，通过压力变送器、温度变送器采集压力和温度信号，经过嵌入式计算机处理转换成密度值，经过A/D转换器、电压电流转换器及电流恒流器处理后，能够将六氟化硫气体密度值转换成电流信号，实现远距离传输，进而实现在线监测六氟化硫气体电气设备的密度。并且巴登管和U形金属件的位移经位移放大机构把该位移放大，再去控制信号发生器（若干微型开关），达到提高精度的目的。该位移放大机构根据气体密度值的大小控制微型开关，使微型开关发出相应的信号，完成密度控制器的功能，从而克服了现有技术的精度不高的问题，确保了密度控制器的精度高、电气性能好、接点接触好、工作寿命长等优点，保证了***可靠工作，是一种名副其实的性能卓越的精度高、性能好的六氟化硫气体密度控制器，可以很好地应用在六氟化硫电气设备上。

附图说明

图1为现有技术的一种结构示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型的俯视视图。

图4为本实用新型位移放大机构示意图。

具体实施方式

为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型进行详细地说明：

参阅图2-图3，本实用新型涉及的一种远传式六氟化硫气体密度控制器，包括巴登管3、U形金属件4、基座5、连接杆6、位移放大机构7、保护壳19、接头23、微型开关101、偏心轮111、连接臂9、端座8、接线座24、表玻璃22、罩壳21、温度变送器20、压力变送器18、放大电路17、嵌入式计算机16、电源模块15、A/D转换器14、电压电流转换器13、电流恒流器12、印制板11、电线10及开关加强机构，本实施例以三个微型开关101作为气体密度控制器信号发生器，该气体密度控制器还带有用于显示示值的刻度盘1和指针2。其中，温度变送器20密封固定在基座5的右侧面，并且温度变送器20与六氟化硫气体相互接触，可以精确测量到六氟化硫气体的温度值。压力变送器18密封固定在基座5的后面，而放大电路17、嵌入式计算机16、电源模块15、A/D转换器14、电压电流转换器13、电流恒流器12固定在印制板11上，而印制板11位于基座5的后面，并且在保护壳的后面。

远传式六氟化硫气体密度控制器的工作原理或步骤如下：通过压力变送器18、温度变送器20对压力和温度的测量，经过放大电路17对测量到的压力和温度的信号放大，该放大的压力和温度的信号经过嵌入式计算机16的采集，经过嵌入式计算机16内部计算得到六氟化硫气体密度P₂₀，该六氟化硫气体密度P₂₀经过A/D转换器14的转换使之转换成电压信号的P_20U，而后又经过电压电流转换器13的转换，使电压信号的P_20U转换成电流信号的P_20I，再经过电流恒流器12的作用，使电流信号的六氟化硫气体密度P_20I能够远距离传输，进而实现在线监测六氟化硫气体电气设备的密度。

而密度控制器的巴登管3的一端焊接在基座5上，另一端焊接在端座8上，端座8与U形金属件4的一端固定在一起，U形金属件4的另一端与连接臂9固定在一起；连接臂9又与连接杆6的一端相固定，连接杆6的另一端与位移放大机构7的起始端连接；位移放大机构7为扇形曲面传动机构。微型开关101固定在基座5上，微型开关101底部设置触发按钮1011。偏心轮111与微型开关101相应成对设置并分别安装在中心轴72上，中心轴72为轴70的延伸段而与轴70构成一体。刻度盘1固定在基座5上，指针2固定在机芯轴70的前端。偏心轮111根据气体密度值和压力值驱动触发按钮1011，使微型开关101、上的接点接通或断开；微型开关的接点通过电线10连接到接线座24上，接线座24固定在保护壳19上；接头23固定在保护壳19上，表玻璃22、罩壳21及其密封圈分别固定在保护壳19上，能保护保护壳19内部机构免受机械损伤和污物、雨水侵入。导管的一端与基座5相连接，且可靠密封；导管的另一端与接头23相连接，且可靠密封；开关加强机构固定在微型开关上，在开关进行分合闸操作产生强烈振动时，可避免微型开关外壳断裂，并避免微型开关触发按钮脱落，因而可大大提高控制器的抗振性能，保证***可靠工作。

参见图4，连接臂9又与连接杆6的一端相连接，连接杆6的另一端与位移放大机构7的起始端连接；位移放大机构7为扇形曲面传动机构，它包括轴70、扇形曲面齿轮71、中心齿轮73、夹板75；夹板75设置两块，两块夹板75间隔并平行地固定在机座5上，夹板75之间连接一扇形曲面齿轮转轴710，扇形曲面齿轮71的圆心还径向地一体延伸一传动臂711，扇形曲面齿轮71安装在扇形曲面齿轮转轴710上，传动臂711的一端作为位移放大机构7的起始端与连接杆6的另一端连接；中心齿轮73作为位移放大机构7的放大端固定安装在轴70上并且与扇形曲面齿轮71啮合连接；由于扇形曲面齿轮71的半径比中心齿轮73的半径小3倍，所以能够起到放大作用。本实用新型的六氟化硫气体密度控制器由于信号发生器采用微型开关，并且微型开关接点的控制全部由位移放大机构通过放大后来控制的，利用该位移放大机构7把位移放大，目的使精度提高，达到高精度的效果。

当气体密度值发生变化，巴登管3和U形金属件4产生位移，该位移通过连接杆6传递到位移放大机构7的起始端，位移放大机构7的放大端通过偏心轮111与微型开关101的触发按钮1011连接，根据气体密度值和压力值驱动触发按钮1011，使微型开关101上的接点接通或断开，使微型开关发出相应的信号，完成密度控制器的功能。

本实用新型的六氟化硫气体密度控制器是基于弹性元件巴登管3，利用U形金属件4对变化的压力和温度进行修正，反应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U形金属件4的作用，其密度值的变化，压力值也相应的变化，迫使巴登管3之末端产生相应的弹性变形—位移，借助于U形金属件4和连接杆6，传递给位移放大机构7的轴70，轴70又传递给指针2，遂将被测的六氟化硫气体密度值在刻度盘1上指示出来。如果漏气了，其密度值下降到一定程度（达到报警或闭锁值），巴登管3产生相应的向下位移，通过U形金属件4，使连接臂9向下位移，传递给连接杆6，连接杆6传递给位移放大机构7，扇形轴71传递给中心轴并进行放大，中心轴72带动偏心轮111转动，到一定程度时，偏心轮111就触发微型开关101的触发按钮1011，微型开关101接点就接通，发出信号（报警或闭锁），达到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。如果其密度值升高了，压力值也相应的升高，升高到一定程度，巴登管3也产生相应的向上位移，通过U形金属件4，使连接臂9向上位移，传递给连接杆6，连接杆6传递给位移放大机构7，扇形轴71传递给中心轴72，中心轴72带动偏心轮111，到一定程度时，偏心轮1113就不触发微型开关101，微型开关101接点就断开，信号（报警或闭锁）就解除。

本实用新型中，所述的微型开关101至少设置两组，优选设置三组，对应的偏心轮也设置三组，设置三组微型开关可以保证警报被稳妥的送出。

本实用新型中，所述保护壳19中还可以设置防震油与避振垫，保护壳19的外表面包裹有保温层，这样令保护壳的保护效果更加良好。

综上所述，本实用新型能够将六氟化硫气体密度值转换成电流信号(4~20mA)，实现远距离传输，进而实现在线监测六氟化硫气体电气设备的密度。另外该密度控制器由于信号发生器采用微型开关，并且微型开关接点的控制全部由位移放大机构通过放大后来控制的，目的使精度提高，达到高精度的效果，所以精度高、接点电气性能好、寿命长、温度补偿性能更准确，是一种名副其实的高性能的远传式六氟化硫气体密度控制器。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变形都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (7)

1.一种远传式六氟化硫气体密度控制器，其特征在于：包括基座、端座、巴登管、连接装置、位移放大机构及低压告警装置，所述巴登管的一端连接于基座上，巴登管的另一端上设置端座，位移放大机构与低压告警装置相连接，位移放大机构与端座通过连接装置进行连接，当巴登管因为欠压发生形变后，形变量通过端座传输至位移放大机构，由其进行放大操作后带动低压告警装置动作进行告警；所述位移放大机构包括夹板、扇形曲面齿轮、中心齿轮、连接杆、连接臂、U形金属件，所述夹板设置两块，且两块夹板平行设置，在两块夹板之间的空间内设置扇形曲面齿轮，所述扇形曲面齿轮与两块夹板通过扇形曲面齿轮转轴进行连接，在夹板上还设置转轴，所述转轴设置在夹板的左侧下部且转轴垂直穿过两块夹板，在转轴处于两块夹板内部空间处设置中心齿轮，所述中心齿轮与扇形曲面齿轮转轴相互啮合，所述扇形曲面齿轮上设置一根传动臂，所述传动臂向着扇形曲面齿轮外侧径向延伸，在传动臂上部侧面设置滑动槽，所述连接杆的一端设置在滑动槽上并可在其上自由滑动，连接杆的另一端连接连接臂的一端，连接臂的另一端固定设置在U形金属件的一端，U形金属件的另一端与端座固定设置；所述低压告警装置包括微型开关，所述微型开关与报警装置电连接，微型开关设置在基座的后侧上方的空间内，微型开关设置至少2组，微型开关的底部设置触发按钮，在转轴的后端设置一根中心轴，所述中心轴与转轴同轴设置，在中心轴的侧壁设置若干偏心轮，所述偏心轮设置在微型开关的下方，当偏心轮转动至与微型开关重合时，偏心轮推动触发按钮令微型开关导通；

还包括电子密度测量传输设备，所述电子密度测量传输设备包括压力变送器、温度变送器及集成电路，所述温度变送器与基座的左侧面或者右侧面相接触，所述压力变送器与基座的后侧面相接触，集成电路位于保护壳的内部或后侧。

2.根据权利要求1所述的远传式六氟化硫气体密度控制器，其特征在于：在基座的前端设置刻度盘，刻度盘的前侧设置指针，所述指针与转轴的前端固定连接。

3.根据权利要求1所述的远传式六氟化硫气体密度控制器，其特征在于：所述的基座外侧设置保护壳，保护壳的前侧面设置圆孔，圆孔侧边设置槽，在圆孔上设置刻度盘玻璃，在刻度盘玻璃的前侧设置保护罩，通过保护罩与保护壳将刻度盘玻璃加以固定，在保护罩与保护壳接触面上设置密封圈。

4.根据权利要求1所述的远传式六氟化硫气体密度控制器，其特征在于：所述巴登管的下端连接导管，导管一端伸入基座中，另一端上伸出保护壳，在导管伸出保护壳的一端的端部设置接头。

5.根据权利要求1所述的远传式六氟化硫气体密度控制器，其特征在于：所述集成电路包括印制板，在印制板上设置放大电路、MCU、电源模块、A/D转换器、电压电流转换器及电流恒流器，所述气体密度控制器通过压力变送器、温度变送器采集压力和温度信号，经过嵌入式计算机软件处理转换成密度值，经过A/D转换器、电压电流转换器及电流恒流器处理后，将六氟化硫气体密度值转换成电流信号，实现远距离传输，进而实现在线监测六氟化硫气体电气设备的密度。

6.根据权利要求1所述的远传式六氟化硫气体密度控制器，其特征在于：所述保护壳中充有防震油，保护壳上设置有避振垫，所述保护壳的外表面包裹有保温层。

7.根据权利要求1所述的远传式六氟化硫气体密度控制器，其特征在于：在保护壳下侧设置接线座，所述微型开关的接点通过电线连接接线座。

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