CN211980506U - 一种抗振型数显气体密度继电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力技术。本实用新型一种抗振型数显气体密度继电器，包括：相对连接在一起的信号机构和示值显示机构；所述信号机构内设有若干波纹管、温度补偿元件和作为接点的若干微动开关；通过信号机构的若干波纹管和温度补偿元件监测气体密度，并结合若干微动开关实现对气体密度的监控，当气体密度低于或/和高于设定的气体密度时，通过若干微动开关输出报警或/和闭锁接点信号；而所述示值显示机构的微处理器分别与压力传感器、温度传感器、数显元件相连接并采集压力和温度信号，根据气体压力‑温度特性，经过微处理器处理得到相应的密度值P₂₀，进而通过数显元件显示相应的密度值P₂₀。本实用新型的抗振性能好，可靠性高，现场读数方便，使用灵活。

Description

一种抗振型数显气体密度继电器

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，特别涉及一种气体密度继电器。

背景技术

目前，通常采用接点为微动开关的气体密度继电器监测气体绝缘设备中绝缘气体的密度。图1为现有的六氟化硫气体密度继电器的结构示意图，如图1所示，这种六氟化硫气体密度继电器所采用的微动开关上都带有操作臂1011、1021、1031，操作臂1011、1021、1031可与对应的信号调节机构相接触。这种结构的气体密度继电器虽然具有电气性能好的优点，但是由于其接点操作臂102的长度较长，而且属于悬臂梁，工作环境中存在的极小振动都可能导致接点操作臂102自由端的振动很大，引起六氟化硫气体密度继电器出现误动作，甚至会毁坏微动开关，从而导致六氟化硫气体密度继电器无法正常工作。因此，如何提供一种抗振性能好的气体密度继电器，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。另外，由于许多电气设备的密度继电器的安装位置都非常高，如果采用指针+表盘式读数，运维人员站在不同的角度，观察的视角不一样，其读数也是不同的。另一方面，电气设备发生微小泄漏时，其气体压力值是缓慢下降的，如果读数不准确，就不能准确及时发现电气设备发生泄漏问题，能够及时处理。不能及时发现并处理，就会让过多的SF₆气体泄漏到大气中，造成环境的破坏。抗振性能好、方便准确读数的数显式气体密度继电器，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题，利于电网的安全，利于保护环境。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有气体密度器的缺陷，提供一种抗振型数显气体密度继电器。本实用新型能够提高气体密度继电器的抗振性能，从而提高气体密度继电器的可靠性，同时方便准确读数的数显式气体密度继电器。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：一种抗振型数显气体密度继电器，它包括电源，包括：相对连接在一起的信号机构和示值显示机构；

所述信号机构内设有检测电气设备内气体密度的若干波纹管、温度补偿元件和作为接点的若干微动开关；通过信号机构的若干波纹管和温度补偿元件监测气体密度，并结合若干微动开关实现对气体密度的监控，当气体密度低于或/和高于设定的气体密度时，通过若干微动开关输出报警或/和闭锁接点信号；

所述示值显示机构包括压力传感器、温度传感器、微处理器、数显元件；所述微处理器分别与压力传感器、温度传感器、数显元件相连接。通过压力传感器、温度传感器采集压力和温度信号，根据气体压力-温度特性，经过微处理器处理得到相应的密度值P20，进而通过数显元件显示相应的密度值P20。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述信号机构包括外壳、第一波纹管、第二波纹管、微动开关、信号调节机构，其中，所述第一波纹管的一端开口密封固定在所述外壳的内壁上，另一端的开口用第一密封件密封；所述第一波纹管的内壁、所述第一密封件、所述外壳的壁共同界定形成第一密封腔体；所述第一密封腔体中充有补偿气体，构成温度补偿元件；

所述第二波纹管的一端开口与所述第一密封件密封连接，另一端的开口与第二密封件密封连接，所述第一波纹管的外壁、所述第一密封件、所述第二波纹管的外壁、所述第二密封件及所述外壳的内壁共同界定形成第二密封腔体，第二密封腔与所述气体绝缘设备中的绝缘气体连通；所述信号调节机构与所述第一密封件连接，所述微动开关对应所述信号调节机构设置。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述第一波纹管与所述气体绝缘设备中的绝缘气体连通；所述第一波纹管的内壁、所述第一密封件、所述外壳的壁及所述气体绝缘设备共同界定形成第一密封腔体；

所述第一波纹管的外壁、所述第一密封件、所述第二波纹管的外壁、所述第二密封件及所述外壳的内壁共同界定形成第二密封腔体，所述第二密封腔体中充有补偿气体,构成温度补偿元件。

所述的一种抗振型数显气体密度继电器，所述信号调节机构的延伸部延伸到所述第二波纹管内，所述延伸部为与所述第二波纹管连接的所述信号调节机构的端部；或者，

所述信号调节机构的延伸部延伸到所述第一波纹管内，其中，所述信号调节机构的延伸部为与所述第一波纹管连接的第一密封件的所述信号调节机构的端部。

所述的一种抗振型数显气体密度继电器，所述第二波纹管延伸到所述第一波纹管内。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述信号调节机构以所述延伸部与所述第一密封件连接。

所述抗振型数显气体密度继电器，所述信号机构还包括：弹簧和弹簧固定座；

所述弹簧的一端连接于所述信号调节机构与所述波纹管相连接的位置处，所述弹簧的另一端连接于所述弹簧固定座；所述弹簧固定座固定安装于所述波纹管与所述微动开关之间。

所述的一种抗振型数显气体密度继电器，所述弹簧的另一端通过弹簧调节机构连接于所述弹簧固定座。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述信号调节机构设有调节螺钉。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述密封腔体外部包裹有保温层。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述气体密度继电器还设置有感温包，所述补偿气体通过连接气管与所述感温包连接。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述压力传感器和/或温度传感器设置在所述第二密封腔体中或所述第一密封腔腔体中。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述数显元件、微处理器独立设置，通过电缆连接或无线连接器与气体密度继电器其它器件相连接。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述气体密度继电器还包括通讯模块，所述微处理器和通讯模块相连接；微处理器通过压力传感器采集压力信号、温度传感器采集温度信号，经过微处理器处理得到相应的密度值P20，且通过通讯模块能够远传密度值，或密度值、压力值、温度值，进而实现在线监测电气设备的气体密度值，或密度值、压力值、温度值。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述温度传感器和温度补偿元件设置在一起。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述气体密度继电器还包括隔热件，所述隔热件设置在信号机构和示值显示机构之间、所述隔热件设置在电源处。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述密度继电器还包括电磁屏蔽件，该屏蔽件设置在示值显示机构的内部或外部。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述压力传感器设有屏蔽件。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述微处理器或通讯模块设有屏蔽件；或所述微处理器和通讯模块均设有屏蔽件。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述气体密度继电器还包括若干绝缘件，通过若干绝缘件实现所述压力传感器的与密度继电器的壳体是绝缘的；或者所述压力传感器的外壳和气体密度继电器的壳体是绝缘的。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述微微处理器包括边缘计算单元，边缘计算单元把得到的相应密度值P₂₀进行深度计算处理，得到准确的密度值P20准确。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述的深度计算处理为：所述微处理器的边缘计算单元对所检测的气体密度值采用平均值法计算处理得到气体密度值P₂₀的平均值P_20平均，该平均值P_20平均就是准确的密度值P_20准确。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述平均值法为：采用在设定的时间间隔里、设定采集频率，把全部采集得到的不同时间点的密度值进行平均值计算处理，得到其气体密度值P₂₀的平均值P_20平均，从而得到准确的密度值P_20准确；或者，采用在设定的时间间隔里、设定温度间隔步长，把全部温度范围内采集得到的不同温度值的密度值(N个)进行平均值计算处理，得到其气体密度值P₂₀的平均值P_20平均，从而得到准确的密度值P_20准确；或者，采用在设定的时间间隔里、设定压力间隔步长，把全部压力变化范围内采集得到的不同压力值的密度值(N个)进行平均值计算处理，得到其气体密度值P₂₀的平均值P_20平均，从而得到准确的密度值P_20准确。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述的深度计算处理为：所述的微处理器的边缘计算单元对一定间隔时间的气体密度值P₂₀进行傅里叶变换，转换成对应的频谱，把周期性成份滤掉，然后计算得到准确的密度值P_20准确。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述的深度计算处理为：所述的微处理器的边缘计算单元按照时间序列对成份分解为趋势性、周期性和随机成份，按照趋势性成份判断气体泄漏状况。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述的微处理器的边缘计算单元判断气体发生泄漏了，当检测到趋势性成份值等于或大于所设定的趋势性成份值，根据设定的趋势性成份值，微处理器发出报警信号；所述报警信号上传到目标设备或目标平台。

所述的深度计算处理，所述的准确的密度值P_20准确通过通讯模块上传到目标设备或目标平台，进而实现准确在线监测电气设备的气体密度值；或者，

所述的准确的密度值P_20准确、对应的压力值、对应温度值通过通讯模块上传到目标设备或目标平台，进而全面实现准确在线监测电气设备的气体密度值；

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述的微处理器的边缘计算单元完成对数据的分析、判定及数据存储，依据设定的告警策略给出相应的告警信号。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述的微处理器的边缘计算单元具有：在设定的时间间隔，当所监测的电气设备的气体密度值P₂₀的趋势变化值△P₂₀不等于所设定的趋势变化值△P_20设定时，监视器发出报警信号；或发出报警信号接点；或发出报警信息；或上传告示信息。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述趋势变化值△P₂₀为：采用在设定的时间间隔里、设定采集频率，把全部采集得到的不同时间点的密度值进行平均值计算处理，得到其气体密度值P₂₀的平均值P_20平均，然后设定趋势计算周期T周期，得到趋势变化值△_P20＝P20_{平均(前一个T周期值)}-P_{20平均(T周期)}，即平均值P_20平均前后周期T的差值；或者，

在设定的时间间隔T，当所监测的电气设备的气体密度值P20的趋势变化值△P₂₀＝P_{20(前一个T间隔)}-P_20(T间隔)，即密度值P₂₀前后时间间隔T的差值；或者，

在设定的时间间隔T，设定的时间长度T长度。采用在设定的时间间隔T、设定采集频率，把全部采集得到的不同时间点的密度值P20进行累计计算得到累计值∑P₂₀，得到趋势变化值△P₂₀＝∑P_{20(前一个T长度)}-∑P_{20(当下T长度)}，即前后时间长度T长度累计值∑P₂₀之间的差值。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述的微处理器的边缘计算单元具有计算所监测电气设备的漏气率L，所述漏气率L＝△P_20t/t＝(P20_准确t前-P20_准确t。)/t，式中：t为设定的时间间隔，△P_20t为时间间隔t内的密度值变化量，P_20准确t前为时间间隔t前一时刻的密度值，P20_准确t为过了时间间隔t时刻的密度值；监视器及时更新发出漏气率L告示信息；或及时更新上传漏气率L告示信息。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述的微处理器的边缘计算单元具有对所监测的电气设备的气体补气管控功能，根据设定需要补气的密度值P_20补气，当所监测的密度值P_20准确等于或小于密度值P_20补气时，监视器发出补气报警信号；或发出补气报警信号接点；或发出补气告示信息；或上传补气告示信息。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述的微处理器的边缘计算单元具有对所监测的电气设备的气体补气时间告示信息；根据设定需要补气的密度值P_20补气，补气时间T_补气时间＝(P_20准确-P_20补气)/L，监视器及时更新发出补气时间告示信息；或及时更新上传补气时间信息。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述的微处理器的边缘计算单元具有对所监测的电气设备的气体补气质量告示信息；根据设定需要补气的密度值P_20补气，电气设备的气室体积V，边缘计算单元经过计算得到气体补气质量Q_补气，监视器发出气体补气质量Q_补气信息；或上传气体补气质量Q_补气信息。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述的微处理器的边缘计算单元对气体补气质量Q_补气的计算方法为：根据需要补气的密度值P_20需要，根据补气的密度值P_20需要及其气体特性得到质量密度ρ_需要，可以知道电气设备气室总需要气体质量Q_总＝ρ_需要*V；以及目前检测的密度值P₂₀，根据目前检测的密度值P₂₀及其气体特性得到质量密度ρ_目前，可以知道电气设备气室目前的气体质量Q_目前＝ρ_目前*V；得到Q_补气＝Q_总-Q_目前；监视器及时更新发出气体补气质量Q_补气告示信息；或及时更新上传气体补气质量Q_补气信息。

所述的抗振型数显气体密度继电器，，所述的微处理器的边缘计算单元具有对所监测的电气设备的漏气告示信息；根据设定的漏气报警密度值P_20漏气报警，当所监测的密度值P_20准确等于或小于漏气报警密度值P_{20漏气报警}时，监视器发出漏气报警信号；或发出漏气报警信号接点；或发出漏气告示信息；或上传漏气告示信息；或者，

根据设定的趋势性成份值，当所监测的趋势性成份值等于或大于所设定的趋势性成份值时，监视器发出漏气报警信号；或发出漏气报警信号接点；或发出漏气告示信息；或上传漏气告示信息；或者，

根据在设定的时间间隔T，当所监测的电气设备的气体密度值P₂₀的趋势变化值△P₂₀等于或大于所设定的气体密度值P₂₀的趋势变化值△_P20设定时，监视器发出漏气报警信号；或发出漏气报警信号接点；或发出漏气告示信息；或上传漏气告示信息；或者，

根据所设定的漏气率L设定，当所监测到的漏气率L等于或大于所设定的漏气率L_设定时，监视器发出漏气报警信号；或发出漏气报警信号接点；或发出漏气告示信息；或上传漏气告示信息。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述的微处理器的边缘计算单元具有修正漏气率L所设定的时间间隔值t。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述气体密度继电器还包括补气口，所述补气口与所述气体绝缘设备中的绝缘气体连通，通过该补气口对电气设备进行补气或/和微水测试；或者，

所述气体密度继电器还包括自封阀，所述自封阀与所述气体绝缘设备中的绝缘气体连通，通过该自封阀对电气设备进行补气或/和微水测试。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述气体密度继电器还包括校验接口和阀门，通过该校验接口和阀门对气体密度继电器进行不拆卸校验；或者，

所述气体密度继电器还包括校验接口和阀门，通过该校验接口和阀门对气体密度继电器进行不拆卸校验，或/和通过该校验接口对电气设备进行补气及微水测试。

所述的任一项抗振型数显气体密度继电器，所述气体密度继电器还设置有包裹所述第一密封腔体或/和所述第二密封腔体的保温层

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的气体密度继电器，是相对连接在一起的信号机构和示值显示机构组成的。控制信号机构采用波纹管+气体补偿来实现，其稳定性好，因此可以大大提高气体密度继电器的抗振性能。同时创新性的提出采用与信号机构相对独立的示值显示机构，其示值显示机构包括压力传感器、温度传感器、微处理器、数显元件。通过数显元件显示相应的密度值P₂₀(即20℃的的压力值P₂₀)，方便准确读数，能够及时发现电气设备发生泄漏问题，能够及时处理。不会让过多的SF₆气体泄漏到大气中，保护环境。本实用新型提供的气体密度继电器具有生产方便，制作成本低，监测精度高，电气性能良好，工作寿命长，能够在无油情况下工作等优点。

附图说明

图1为现有技术的六氟化硫气体密度继电器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的局部剖面示意图；

图3为本实用新型实施例二的局部剖面示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种抗振型数显气体密度继电器，能够提高气体密度继电器的抗振性能，从而提高气体密度继电器的可靠性，同时方便准确读数。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实施例以六氟化硫气体密度继电器为例，介绍本实用新型提供的高抗振数显气体密度继电器的结构。

图2为本实用新型实施例一提供的高抗振数显气体密度继电器的局部剖面示意图。如图2所示，一种抗振型数显气体密度继电器，所述气体密度继电器与气体绝缘设备连接，所述高抗振数显气体密度继电器包括：相对连接在一起的信号机构和示值显示机构。所述信号机构内设有检测电气设备内气体密度的若干波纹管：第一波纹管2、第二波纹管3，密封气室构成的温度补偿元件，以及作为接点的若干微动开关4；信号机构的第一波纹管2、第二波纹管3和密封气室构成的温度补偿元件监测气体密度，并结合若干微动开关4实现对气体密度的监控，当气体密度低于或/和高于设定的气体密度时，通过若干微动开关4输出报警或/和闭锁接点信号。而所述示值显示机构11包括压力传感器1101、温度传感器1102、微处理器1103、数显元件1104。所述微处理器1103分别与压力传感器1101、温度传感器1102、数显元件1104相连接。通过压力传感器1101、温度传感器1102采集压力P和温度信号T，根据气体压力-温度特性，经过微处理器1103处理得到相应的密度值P₂₀(即20℃的的压力值P₂₀)，进而通过数显元件1104显示相应的密度值P₂₀(即20℃的的压力值P₂₀)。

具体来说，信号机构主要包括：外壳1、第一波纹管2、第二波纹管3、微动开关4、信号调节机构5和弹簧6，其中，所述外壳1开设有开口，所述第一波纹管2的第一开口端通过焊接固定在所述外壳1的内壁上，且所述第一波纹管2通过所述开口与所述气体绝缘设备7中的绝缘气体连通，所述第一波纹管2的第二开口端与第一密封件8密封连接；所述第一波纹管2的内壁、所述第一密封件8、所述外壳1的内壁及所述气体绝缘设备7共同界定形成第一密封腔体A1；

所述第二波纹管3的第一开口端与所述第一密封件8密封连接，所述第二波纹管3的第二开口端与第二密封件密封9连接，所述第一波纹管2的外壁、所述第一密封件8、所述第二波纹管3的外壁、所述第二密封件9及所述外壳1的内壁共同界定形成第二密封腔体A2，所述第二密封腔体A2中充有补偿气体；

所述信号调节机构5与所述第一密封件8连接，所述微动开关4对应所述信号调节机构5设置，所述弹簧6的第一端连接于所述信号调节机构5与所述第一密封件8以及第二波纹管3的连接部，所述弹簧6的第二端通过弹簧调节件连接于所述弹簧固定座10上，其中，所述弹簧固定座10设置在所述第二波纹管3与所述微动开关4之间。本实施例中，所述信号调节机构5包括调节螺钉501、调节杆502和圆盘503，其中，调节螺钉501设置在圆盘503上。

本实施例中，所述信号调节机构5的延伸部延伸到所述第二波纹管内3且与所述第一密封件8连接，其中，所述信号调节机构5的延伸部为与所述第二波纹管3连接的所述信号调节机构5的端部。所述弹簧固定座10设置在所述第二波纹管3与所述微动开关4之间。

进一步地，本实施例提供的气体继电器的外壳1上还设置有用于显示所述气体绝缘设备中的绝缘气体密度的显示机构11。

如图2所示，显示机构11具体包括：压力传感器1101、温度传感器1102、微处理器1103和数显元件1104；其中，

所述压力传感器1101在气路上与所述气体绝缘设备7中的绝缘气体连通，在电路上，所述温度传感器1102、所述压力传感器1101与所述微处理器1103相连接，所述数显元件1104安装于显示机构11的壳体内。通过压力传感器1101、温度传感器1102采集压力P和温度信号T，根据气体压力-温度特性，经过微处理器1103处理得到相应的密度值P₂₀(即20℃的的压力值P₂₀)，进而通过数显元件1104显示相应的密度值P₂₀(即20℃的的压力值P₂₀)。所述气体密度继电器还包括通讯模块1105，所述微处理器1103和通讯模块1105相连接。微处理器1103通过压力传感器1101采集压力信号P、温度传感器1102采集温度信号T，经过微处理器1103处理得到相应的密度值P₂₀(即20℃的的压力值P₂₀)，且通过通讯模块1105能够远传密度值，或密度值、压力值、温度值，进而实现在线监测电气设备的气体密度值，或密度值、压力值、温度值。

优选地，所述气体密度继电器还设置有感温包，所述补偿气体通过连接气管与所述感温包连接，以便使气体密度继电器能够用于密度继电器和设备温差较大的场合。所述气体密度继电器还设置有包裹所述第一密封腔体A1和所述第二密封腔体A2的保温层12。

进一步地，本实施例提供的气体密度继电器还设置有信号动作后的保持机构及复位机构。

可选的，所述第一密封件8为一体化零件或由分体式零件组成。

本实用新型提供的高抗振数显气体密度继电器的工作原理为：调节好调节螺钉501后，密封密封腔体A2，一般通过焊接实现。然后对密封腔体A2抽真空处理，接着根据高抗振数显气体密度继电器的额定压力、报警压力、闭锁压力等参数在密封腔体A2内充入相应压力的补偿气体。密封腔体A2和密封腔体A1在同样环境温度下密度越大压力就越大。如果SF6(六氟化硫)电气设备没有漏气，高抗振数显气体密度继电器就不发出报警闭锁信号；如果SF6电气设备漏气了，当SF6电气设备内的SF6气体密度接近或低于密封腔体A2内的补偿气体的密度时，高抗振数显气体密度继电器就发出报警闭锁信号，确保电网安全。

具体过程为：当电气设备正常时，密封气室A1的密度ρ₁大于密封气室A2的密度ρ₂，即ρ₁>ρ₂。当密封气室A1的气体压力P1大于密封气室A2的压力P2，即P1与P2的差值△P大于某一设定值时，由图2可以知，调节螺钉501和微动开关4之间存在相应的距离L，此时信号调节机构5的调节螺钉501没有接触微动开关4，即没有触发微动开关4，这样微动开关4没有动作，其接点信号没有输出。反之，如果气体绝缘设备漏气了，密封气室A1的气体密度值下降，密封气室A1的气体压力值也下降，当其密度值下降到接近或低于密封气室A2的气体密度值的一定程度(达到报警或闭锁值)，即当△P小于某一设定值时，图2中的L会减小，当L小于相应的值，此时信号调节机构5的调节螺钉501接触到了微动开关4，即触发微动开关4，这样相应的微动开关4接点就接通，发出相应的信号(报警或闭锁)，从而监视和控制高压开关等设备中的气体密度，使电气设备安全工作。而气室A1和气室A2之间的压力差变化，就使得调节杆502上下运动，而调节杆502通过压力传感器1101与温度传感器1102连接。当压力变化时，就有压力差，通过调节杆502和压力传感器1101传递到温度传感器1102，通过温度传感器1102和指针1103把压力在微处理器1103上显示出来。

图3为本实用新型实施例二提供的高抗振数显气体密度继电器的局部剖面示意图。如图3所示，为了更加方便准确的读数，本实施例中的所述显示机构11和信号机构分体设计，所述显示机构11和信号机构分体，安装在不同合适的位置。所述气体密度继电器还包括电缆连接线，所述数显元件1104或数显元件1104和微处理器1103独立设置，通过电缆连接线与气体密度继电器其它器件相连接；或者，所述气体密度继电器还包括无线连接器，所述数显元件1104或数显元件1104和微处理器1103独立设置，通过无线连接器与气体密度继电器其它器件相连接。

如图3所示，本实施例二采用如下方式形成所述第一密封腔体A1和所述第二密封腔体A2：所述第一波纹管2的两端均密封形成第一密封腔体A1，第一密封腔体A1充有补偿气体。所述第二波纹管3的两端均密封形成第二密封腔体A2，第一波纹管2的外壁和第二波纹管3的外壁以及壳体1的内壁共同界定形成所述第二密封腔体A2，所述第二密封腔体A2与六氟化硫电气设备相连通。所述压力传感器1101和/或温度传感器1102设置在所述第二密封腔体A2中。所述温度传感器1101和温度补偿元件1102设置在一起。

显示机构11具体包括：压力传感器1101、温度传感器1102、微处理器1103、数显元件1104。其中，

所述压力传感器1101和/或温度传感器1102设置在所述第二密封腔体A2中，压力传感器1101在气路上与气体绝缘设备7相互连通。通过电缆线，所述压力传感器1101和温度传感器1102与所述微处理器1103相连。

如图3所示的高抗振数显气体密度继电器，本实施例中的所述显示机构11和信号机构分体设计，所述显示机构11和信号机构分体，可以分别安装在不同合适的位置，可以非常容易地读数。与实施例一相同的部分不再一一赘述。

所述的抗振型数显气体密度继电器，所述压力传感器1101和/或温度传感器1102设置在所述第二密封腔体A2中。具体可以根据设计而定。

所述温度传感器直接设置在温度补偿元件上；或所述温度传感器设置在温度补偿元件附件。所述气体密度继电器还包括隔热件，所述隔热件设置在信号机构和示值显示机构之间；或所述隔热件设置在电源(电源模块)处，保证发热对气体密度监测不受影响。所述密度继电器还包括屏蔽件，所述屏蔽件能够对电场，或磁场，或电场和磁场，起到屏蔽作用。所述屏蔽件设置在示值显示机构的内部或外部。所述压力传感器设有屏蔽件。所述微处理器或通讯模块设有屏蔽件；或所述微处理器和通讯模块均设有屏蔽件。经过这样设计，可以提高密度继电器的抗干扰能力。

所述气体密度继电器还包括若干绝缘件，通过若干绝缘件实现所述压力传感器的与密度继电器的壳体是绝缘的；或者所述压力传感器的外壳和气体密度继电器的壳体是绝缘的。这样提高密度继电器的抗过电压能力。

进一步，所述微微处理器包括边缘计算单元，边缘计算单元把得到的相应密度值P₂₀进行深度计算处理，得到准确的密度值P_20准确。所述的深度计算处理为：所述微处理器的边缘计算单元对所检测的气体密度值采用平均值法(均值法)计算处理得到气体密度值P₂₀的平均值P_20平均，该平均值P_20平均就是准确的密度值P_20准确。所述平均值法为：采用在设定的时间间隔里、设定采集频率，把全部采集得到的不同时间点的密度值(N个)进行平均值计算处理，得到其气体密度值P₂₀的平均值P_20平均，从而得到准确的密度值P_20准确。所述的深度计算处理为：所述的微处理器的边缘计算单元对一定间隔时间的气体密度值P₂₀进行傅里叶变换，转换成对应的频谱，把周期性成份滤掉，然后计算得到准确的密度值P_20准确。所述的深度计算处理为：所述的微处理器的边缘计算单元按照时间序列对成份分解为趋势性、周期性和随机成份，按照趋势性成份判断气体泄漏状况。所述的微处理器的边缘计算单元判断气体发生泄漏了，微处理器发出报警信号或报警信息。所述报警信号可以通过信号线上传到目标设备；所述报警信息通过通讯模块上传到目标设备或目标平台。(根据设定的趋势性成份值，当检测到趋势性成份值等于或大于所设定的趋势性成份值)。所述的准确的密度值P_20准确通过通讯模块上传到目标设备或目标平台，进而实现准确在线监测电气设备的气体密度值；或者，所述的准确的密度值P_20准确、对应的压力值、对应温度值通过通讯模块上传到目标设备或目标平台，进而全面实现准确在线监测电气设备的气体密度值；所述的微处理器的边缘计算单元完成对数据的分析、判定及数据存储，依据设定的告警策略给出相应的告警信号。所述的微处理器的边缘计算单元具有：在设定的时间间隔，当所监测的电气设备的气体密度值P₂₀的趋势变化值△P₂₀低于或高于所设定的趋势变化值△P_20设定时，监视器发出报警信号；或发出报警信号接点；或发出报警信息；或上传告示信息。所述趋势变化值△P₂₀为：采用在设定的时间间隔里、设定采集频率，把全部采集得到的不同时间点的密度值(N个)进行平均值计算处理，得到其气体密度值P₂₀的平均值P_20平均，然后设定趋势计算周期T_周期，得到趋势变化值△P₂₀＝P_{20平均(前一个T周期值)}-P_{20平均(T周期)}，即平均值P_20平均前后周期T_周期的差值；或者，在设定的时间间隔T，当所监测的电气设备的气体密度值P₂₀的趋势变化值△P₂₀＝P_{20(前一个T间隔)}-P_20(T间隔)，即密度值P₂₀前后时间间隔T的差值；或者，

在设定的时间间隔T，设定的时间长度T_长度。采用在设定的时间间隔T、设定采集频率，把全部采集得到的不同时间点的密度值P₂₀(N个)进行累计计算得到累计值∑_P20，得到趋势变化值△P₂₀＝∑_{P20(前一个T长度)}-∑_{P20(当下T长度)}，即前后时间长度T_长度累计值∑_P20之间的差值。

所述的微处理器的边缘计算单元具有计算所监测电气设备的漏气率L，所述漏气率L＝△P_20t/t＝(P_20准确t前-P_20准确t。)/t，式中：t为设定的时间间隔，△P_20t为时间间隔t内的压力变化量，P_20准确t前为时间间隔t前一时刻的密度值，P_20准确t为过了时间间隔t时刻的密度值。监视器及时更新发出漏气率L告示信息；或及时更新上传漏气率L告示信息。

所述的微处理器的边缘计算单元具有对所监测的电气设备的气体补气管控功能，根据设定需要补气的密度值P_20补气，当所监测的密度值P_20准确等于或小于密度值P_20补气时，监视器发出补气报警信号；或发出补气报警信号接点；或发出补气告示信息；或上传补气告示信息。

所述的微处理器的边缘计算单元具有对所监测的电气设备的气体补气时间告示信息。根据设定需要补气的密度值P_20补气，补气时间T_补气时间＝(P_20准确-P_20补气)/L，监视器及时更新发出补气时间告示信息；或及时更新上传补气时间信息。

所述的微处理器的边缘计算单元具有对所监测的电气设备的气体补气质量告示信息。根据设定需要补气的密度值P_20补气，电气设备的气室体积V，边缘计算单元经过计算得到气体补气质量Q_补气，监视器发出气体补气质量Q_补气信息；或上传气体补气质量Q_补气信息。

所述的微处理器的边缘计算单元对气体补气质量Q_补气的计算方法为：根据需要补气的密度值P_20需要，根据补气的密度值P_20需要及其气体特性得到质量密度ρ_需要，可以知道电气设备气室总需要气体质量Q_总＝ρ_需要*V；以及目前检测的密度值P₂₀，根据目前检测的密度值P₂₀及其气体特性得到质量密度ρ_目前，可以知道电气设备气室目前的气体质量Q_目前＝ρ_目前*V；这样就可以得到Q_补气＝Q_总-Q_目前。监视器及时更新发出气体补气质量Q_补气告示信息；或及时更新上传气体补气质量Q_补气信息。所述的微处理器的边缘计算单元具有对所监测的电气设备的漏气告示信息。根据设定的漏气报警密度值P_{20漏气报警}，当所监测的密度值P_20准确等于或小于漏气报警密度值P_{20漏气报警}时，监视器发出漏气报警信号；或发出漏气报警信号接点；或发出漏气告示信息；或上传漏气告示信息；或者，

根据设定的趋势性成份值，当所监测的趋势性成份值等于或大于所设定的趋势性成份值时，监视器发出漏气报警信号；或发出漏气报警信号接点；或发出漏气告示信息；或上传漏气告示信息；或者，

根据在设定的时间间隔T，当所监测的电气设备的气体密度值P₂₀的趋势变化值△P₂₀等于或大于所设定的气体密度值P₂₀的趋势变化值△P_20设定时，监视器发出漏气报警信号；或发出漏气报警信号接点；或发出漏气告示信息；或上传漏气告示信息；或者，

根据所设定的漏气率L_设定，当所监测到的漏气率L等于或大于所设定的漏气率L_设定时，监视器发出漏气报警信号；或发出漏气报警信号接点；或发出漏气告示信息；或上传漏气告示信息。所述的微处理器的边缘计算单元具有修正漏气率L所设定的时间间隔值t。

所述气体密度继电器还包括补气口，所述补气口与所述气体绝缘设备中的绝缘气体连通，通过该补气口可以对电气设备进行补气或/和微水测试；或者，所述气体密度继电器还包括自封阀，所述自封阀与所述气体绝缘设备中的绝缘气体连通，通过该自封阀可以对电气设备进行补气或/和微水测试。

所述气体密度继电器还包括校验接口和阀门，通过该校验接口和阀门可以对气体密度继电器进行不拆卸校验；或者，

所述气体密度继电器还包括校验接口和阀门，通过该校验接口和阀门可以对气体密度继电器进行不拆卸校验，或/和通过该校验接口可以对电气设备进行补气或/和微水测试。

所述气体密度继电器还设置有包裹所述第一密封腔体和所述第二密封腔体的保温层。所述第一密封件为一体化零件或由分体式零件组成。所述数显元件为独立设置，可以通过有线或无线方式与气体密度继电器连接。所述通讯模块为有线或无线方式。经过这样边缘计算，能够进一步提高密度继电器的智能化程度，利于保障电网安全。

本实施例提供的气体密度继电器，除了适用六氟化硫气体外，还能够适用于六氟化硫混合气体、氮气、干燥空气、压缩空气等所有绝缘气体，能够对六氟化硫气体、六氟化硫混合气体、氮气、干燥空气、压缩空气等所有绝缘气体的密度进行监测。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (23)

1.一种抗振型数显气体密度继电器，它包括电源，其特征在于，包括：相对连接在一起的信号机构和示值显示机构；

所述信号机构内设有检测电气设备内气体密度的若干波纹管、温度补偿元件和作为接点的若干微动开关；通过信号机构的若干波纹管和温度补偿元件监测气体密度，并结合若干微动开关实现对气体密度的监控，当气体密度低于或/和高于设定的气体密度时，通过若干微动开关输出报警或/和闭锁接点信号；

所述示值显示机构包括压力传感器、温度传感器、微处理器、数显元件；所述微处理器分别与压力传感器、温度传感器、数显元件相连接；通过压力传感器、温度传感器采集压力和温度信号，根据气体压力-温度特性，经过微处理器处理得到相应的密度值P₂₀，进而通过数显元件显示相应的密度值P₂₀。

2.根据权利要求1所述的抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述信号机构包括外壳、第一波纹管、第二波纹管、微动开关、信号调节机构，其中，所述第一波纹管的一端开口密封固定在所述外壳的内壁上，另一端的开口用第一密封件密封；所述第一波纹管的内壁、所述第一密封件、所述外壳的壁共同界定形成第一密封腔体；所述第一密封腔体中充有补偿气体，构成温度补偿元件；

所述第二波纹管的一端开口与所述第一密封件密封连接，另一端的开口与第二密封件密封连接，所述第一波纹管的外壁、所述第一密封件、所述第二波纹管的外壁、所述第二密封件及所述外壳的内壁共同界定形成第二密封腔体，第二密封腔与气体绝缘设备中的绝缘气体连通；所述信号调节机构与所述第一密封件连接，所述微动开关对应所述信号调节机构设置。

3.根据权利要求2所述的抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述第一波纹管与所述气体绝缘设备中的绝缘气体连通；所述第一波纹管的内壁、所述第一密封件、所述外壳的壁及所述气体绝缘设备共同界定形成第一密封腔体；

所述第一波纹管的外壁、所述第一密封件、所述第二波纹管的外壁、所述第二密封件及所述外壳的内壁共同界定形成第二密封腔体，所述第二密封腔体中充有补偿气体,构成温度补偿元件。

4.根据权利要求2、或3所述的一种抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述信号调节机构的延伸部延伸到所述第二波纹管内，所述延伸部为与所述第二波纹管连接的所述信号调节机构的端部；或者，

所述信号调节机构的延伸部延伸到所述第一波纹管内，其中，所述信号调节机构的延伸部为与所述第一波纹管连接的第一密封件的所述信号调节机构的端部。

5.根据权利要求2或3所述的一种抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述第二波纹管延伸到所述第一波纹管内。

6.根据权利要求4所述的抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述信号调节机构以所述延伸部与所述第一密封件连接。

7.根据权利要求2所述抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述信号机构还包括：弹簧和弹簧固定座；

所述弹簧的一端连接于所述信号调节机构与所述波纹管相连接的位置处，所述弹簧的另一端连接于所述弹簧固定座；所述弹簧固定座固定安装于所述波纹管与所述微动开关之间。

8.根据权利要求7所述的一种抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述弹簧的另一端通过弹簧调节机构连接于所述弹簧固定座。

9.根据权利要求2所述的抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述信号调节机构设有调节螺钉。

10.根据权利要求2或3所述的抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述密封腔体外部包裹有保温层。

11.根据权利要求1所述的抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述气体密度继电器还设置有感温包，补偿气体通过连接气管与所述感温包连接。

12.根据权利要求2或3所述的抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述压力传感器和/或温度传感器设置在所述第二密封腔体中或所述第一密封腔体中。

13.根据权利要求1所述的抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述数显元件、微处理器独立设置，通过电缆连接或无线连接器与气体密度继电器其它器件相连接。

14.根据权利要求1所述的抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述气体密度继电器还包括通讯模块，所述微处理器和通讯模块相连接；微处理器通过压力传感器采集压力信号、温度传感器采集温度信号，经过微处理器处理得到相应的密度值P₂₀，且通过通讯模块能够远传密度值，或密度值、压力值、温度值，进而实现在线监测电气设备气体的密度值，或密度值、压力值、温度值三者。

15.根据权利要求1所述的抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述温度传感器和温度补偿元件设置在一起。

16.根据权利要求1所述的抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述气体密度继电器还包括隔热件，所述隔热件设置在信号机构和示值显示机构之间、所述隔热件设置在电源处。

17.根据权利要求1所述的抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述密度继电器还包括电磁屏蔽件，该屏蔽件设置在示值显示机构的内部或外部。

18.根据权利要求1所述的抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述压力传感器设有屏蔽件。

19.根据权利要求1所述的抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述微处理器或通讯模块设有屏蔽件；或所述微处理器和通讯模块均设有屏蔽件。

20.根据权利要求1所述的抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述气体密度继电器还包括若干绝缘件，通过若干绝缘件实现所述压力传感器与密度继电器的壳体是绝缘的；或者所述压力传感器的外壳和气体密度继电器的壳体是绝缘的。

21.根据权利要求2或3所述的抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述气体密度继电器还包括补气口，所述补气口与所述气体绝缘设备中的绝缘气体连通，通过该补气口对电气设备进行补气或/和微水测试；或者，

所述气体密度继电器还包括自封阀，所述自封阀与所述气体绝缘设备中的绝缘气体连通，通过该自封阀对电气设备进行补气或/和微水测试。

22.根据权利要求1、或2、或3所述的抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述气体密度继电器还包括校验接口和阀门，通过该校验接口和阀门对气体密度继电器进行不拆卸校验；或者，

所述气体密度继电器还包括校验接口和阀门，通过该校验接口和阀门对气体密度继电器进行不拆卸校验，或/和通过该校验接口对电气设备进行补气及微水测试。

23.根据权利要求2-3所述的任一项抗振型数显气体密度继电器，其特征在于，所述气体密度继电器还设置有包裹所述第一密封腔体或/和所述第二密封腔体的保温层。

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