CN120222214A 环网柜和gis开关箱智能充气方法及系统

(19)国家知识产权局(72)发明人卢景华潘志杰郑南阳限公司3500365H02J13/00(2006.01)本申请涉及一种环网柜和GIS开关箱智能充启动校准程序以校准环网柜内断路器室的气压21.一种环网柜和GIS开关箱智能充气方法，其特征接收来自检修端的检修信号后启动校准程序以校准所述环网柜/GIS开关箱内断路器室的气压传感器的气压参数，从而获取所述气压传感器的气压参数漂移度；判断所述气压参数漂移度是否超出预设漂移值，若所述气压传感器的气压参数漂移度超出预设漂移值，则启动修正程序以修正气压传感器的气压参数，若所述气压传感器的气压参数漂移度未超出预设漂移值，则不启动修正程序；获取断路器室的气压数据，若所述断路器室的气压低于预设阈值时，计算所需补充的气压差值；根据所述气压差值启动内置的补气装置对断路器室补气。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收来自检修端的检修信号后启动校准程序以校准所述环网柜/GIS开关箱内断路器室的气压传感器包括：将所述断路器室分隔成大气室和小气室并通过阀门隔断/连通，其中，所述大气室和小气室体积之比为9:1,所述气压传感器位于小气室；获取所述小气室的初始气压P₁;向所述小气室补充单位体积气体V₀;计算补气后所述小气室的理论总气压P;补气后获取所述气压传感器的实测值，以此获得所述小气室的实测气压P实测，将实测气压P实对比理论总气压P璐，并计算气压参数漂移度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算补气后所述小气室的理论总气压P的具体计算步骤如下：获取过程管路损耗系数η,根据过程管路损耗系数η及向所述小气室补充的单位体积气体V₀计算实际补气量V际，际=V₀×η;计算小气室原有气体物质的量n₁,n₁=P₁·V₁/RT,式中，R为摩尔气体常数，单位为J/获取补气装置的输出气压P₀,计算进入小气室部分补充气体的物质的量n₀,n₀=P₀·根据理想气体状态方程P·V₁=(n₁+n。)·RT计算补气后小气室的理论总气压P理轮°4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将实测气压P实对比理论总气压P理轮’并计算气压参数漂移度的具体计算步骤如下：若△≥a%,则触发修正程序以修正气压传感器的气压参数，否则不触发，式中，a%为预设阈值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述若△≥a%,则触发传感器参数修正包括：获取气压传感器修正前的传感器参数K;6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算修正后的传感器参数K新后，开启小气室和大气室之间的阀门，令小气室与大气室之间的气压平衡，并计算断路器室的理论平衡压力与实测平衡压力之间的相对误差P,从而验证修正后的传感器参数。3平衡气压之间的相对误差P包括：在小气室与大气室之间的气压平衡后，获取平衡后断路器室的实测平衡气压P据物质的量守恒计算理论平衡气压P理论平衡；9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据物质的量守恒计算理论平衡气压校准模块，用于接收来自检修端的检修信号后启动校准程序以气压参数修正模块，用于判断所述气压参数漂移度是否超出预设漂移值，在所述气压传感器的气压参数漂移度超出预设漂移值时，启动修正程序以修正气压传感器的气压参气压检测模块，用于获取断路器室的气压数据，若所述断4技术领域[0001]本申请涉及环网柜/GIS开关箱的技术领域，尤其是涉及一种环网柜和GIS开关箱背景技术[0002]环网柜和GIS开关箱内断路器室的SF6(六氟化硫)气体(或其他绝缘气体)气压低于要求值时，需要充气以保证气箱内的绝缘水平。传统的充气方式为：由维保人员在气箱旁就近使用绝缘气体气瓶，通过气管连接气箱接口和气瓶接口后，打开气瓶阀门充气，并通过观察气箱上的气压表以确定气箱绝缘气体的气压状态是否已满足要求。这种充气方式因气箱处于低气压状态且充气时开关处于带电状态，故可能存在潜在的电气绝缘事故风险。[0003]为了保证充气操作的人身安全和充气状态是否正常处于可控状态，需要开发一款可远程操作的充气方案，减少人工干预，提升安发明内容[0004]本申请的目的一是提供一种环网柜和GIS开关箱智能充气方法，以提高一款可远程操作的充气方案，从而减少人工干预，提升安[0005]本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种环网柜和GIS开关箱智能充气方法，所述方法包括：接收来自检修端的检修信号后启动校准程序以校准所述环网柜/GIS开关箱内断路器室的气压传感器的气压参数，从而获取所述气压传感器的气压参数漂移度；判断所述气压参数漂移度是否超出预设漂移值，若所述气压传感器的气压参数漂移度超出预设漂移值，则启动修正程序以修正气压传感器的气压参数，若所述气压传感器的气压参数漂移度未超出预设漂移值，则不启动修正程序；获取断路器室的气压数据，若所述断路器室的气压低于预设阈值时，计算所需补充的气压差值；根据所述气压差值启动内置的补气装置对断路器室补气。[0006]优选的，所述接收来自检修端的检修信号后启动校准程序以校准所述环网柜/GIS开关箱内断路器室的气压传感器包括：将所述断路器室分隔成大气室和小气室并通过阀门隔断/连通，其中，所述大气室和小气室体积之比为9:1,所述气压传感器位于小气室；获取所述小气室的初始气压P₁;向所述小气室补充单位体积气体V₀;计算补气后所述小气室的理论总气压；补气后获取所述气压传感器的实测值，以此获得所述小气室的实测气压P实测，将实测气压P对比理论总气压P,并计算气压参数漂移度。[0007]优选的，所述计算补气后所述小气室的理论总气压P的具体计算步骤如下：获取过程管路损耗系数η,根据过程管路损耗系数η及向所述小气室补充的单位体积气体V₀计算实际补气量V际，际=V₀×η;5获取补气装置的输出气压P₀,计算进入小气室部分补充气体的物质的量n,n₀=根据理想气体状态方程P·V₁=(n₁+n)·RT计算补气后小气室的理论总气压[0008]优选的，所述将实测气压P实对比理论总气压P,并计算气压参数漂移度的具体[0011]优选的，所述计算断路器室的理论平衡气压与实测平衡气压之间的相对误差P误差在小气室与大气室之间的气压平衡后，获取平衡后断路器室的实测平衡气压’,根据物质的量守恒计算理论平衡气压P理仑平衡；[0012]优选的，所述计算断路器室的理论平衡气压与实测平衡气压之间的相对误差P误差后二次计算气压参数漂移度，计算步骤如下：b%为预设阈值。[0014]本申请的目的二是提供一种环网柜和GIS开关箱智能充气系统，用于执行本发明校准模块，用于接收来自检修端的检修信号后启动校准程序以校准所述环网柜/GIS开关箱内断路器室的气压传感器的气压参数，从而获取所述气压传感器的气压参数漂6气压传感器的气压参数漂移度超出预设漂移值时，启动修正程序以修正气压传感器的气压参数，若所述气压传感器的气压参数漂移度未超出预设漂移值，则不启动修正程序；气压检测模块，用于获取断路器室的气压数据，若所述断路器室的气压低于预设补气执行模块，用于根据所述气压差值启动内置的补气装置对断路器室补气。1.通过校准和修正气压传感器的气压参数，提高了气压检测的准确性，能更精确地掌握断路器室的气压情况，保障设备的绝缘性能，避免因绝缘气体气压不足影响设备正常运行；2.根据气压差值自动启动补气装置对断路器室补气，减少了人工干预，降低了操作人员面临的潜在电气绝缘事故风险，保障了人员安全；3.采用可远程操作的智能充气方法，提升了充气操作的安全性和效率，解决了传统充气方式操作繁琐、劳动强度大的问题。附图说明[0017]图1是本申请实施例中供电方法的整体控制流程图；图2是本申请实施例一中气压传感器自动校准气压参数的流程框图；图3是本申请实施例一中供电方法的的整体流程图；图4是图3中步骤S1的具体流程图；图5是图4中步骤S14的具体流程图；图6是图3中步骤S2的具体流程图；图7是图6中步骤S22的具体流程图。具体实施方式[0018]下面将结合附图1-7,对本发明实施例中的技术方案进一步详细描述。所描述的实施例仅为本发明的可能的技术实现，但不限于此，本领域技术人员完全可以结合本发明的实施例，在没有进行创造性劳动情况下得到的其他实施例也在本发明的保护范围之内。[0019]本申请主要采用接收检修信号校准气压传感器并按需补气的方案，达到了降低充气操作风险、保障人员安全和设备稳定运行的效果，以下对本申请进一步的详细描述。[0020]实施例一：参照图1,本申请实施例提供的环网柜和GIS开关箱智能充气方法，通过校准和修正气压传感器准确获取气压数据，再依据气压差值控制补气装置补气，达到了提高充气操作安全性和准确性的效果，这是因为先对气压传感器进行校准和修正，能确保获取的气压数据真实可靠，进而使补气操作更精准，减少人工操作降低风险。参照图2-4,具体步骤如下：S1:接收来自检修端的检修信号后启动校准程序以校准环网柜/GIS开关箱内断路器室的气压传感器的气压参数，从而获取气压传感器的气压参数漂移度。S11:将断路器室分隔成大气室和小气室并通过阀门隔断/连通，其中，大气室和小气室体积之比为9:1,气压传感器位于小气室。这里的分隔可以采用隔板等部件进行物理分隔，隔板要具有良好的密封性，防止气体泄漏。可替换的分隔方式还可以是采用柔性的密封膜进行分隔。阀门可以选用电动球阀，它具有开关迅速、密封性能好的特点，当然也可以选用气动阀门等其他类型7的阀门。[0021]S12:获取小气室的初始气压P₁。可以采用BME280气压传感器来获取气压数据，它能将气压信号转换为电信号便于后续参数校准和修改处理。[0022]S13:向小气室补充单位体积气体V₀。其中，单位体积气体V₀为气压传感器自检校验时固定充入的气体体积。补气装置内置于环网柜/GIS开关箱内，可以是小型的高压气罐，气罐内储存有绝缘气体，如六氟化硫，通过管道和阀门与小气室相连，也可以是采用气泵来进行补气。[0023]S14:计算补气后小气室的理论总气压P理[0024]参照图5,具体计算步骤如下：S141:获取过程管路损耗系数η,根据过程管路损耗系数η及向小气室补充的单位气体V₀=0.2L,则V际=0.196L,即，当向小气室补充单位体积气体时，实际到达小气室的气体体积为0.196L。[0025]过程管路损耗系数η可以通过实验测量得出，也可以参考相关的管路损耗标准数据，并在出厂时测定并存储在环网柜/GIS开关箱的控制系统。实验测量该系数可以使用专门的流量测量设备和压力测量设备，在模拟实际补气过程中进行多次测量和计算得到，此处不做过多赘述。[0026]S142:计算小气室原有气体物质的量n₁,n₁=P₁·V₁/RT,式中，R为摩尔气体常数，单位为J/(mol·K),T为温度，单位为K,V₁为小气室的体积。例如：设小气室的初始气压P₁=0.05MPa=50kPa,小气室的体积V₁=2L,则小气室原有气体物质的量n₁=100/RT(kPa·[0027]本实施例中，由于校正过程中，补气量较小，补充的气体与原气体为同种物质，且温度变化不大，因此摩尔气体常数和温度对本方案最终结果的影响可以忽略不计。[0028]S143:获取补气装置的输出气压P₀,计算进入小气室部分补充气体的物质的量n₀,n₀=P₀·/RT。例如：输出气压P₀=0.1MPa,则进入小气室部分补充气体的物质的量n₀=[0029]S144:根据理想气体状态方程P·V₁=(n₁+n。)·RT计算补气后小气室的理论L),n₁=100/RT(kPa·L),假设温度为22℃,以六氟化硫气体的摩尔气体常数R=压P测对比理论总气压P,并计算气压参数漂移度。具体计算步骤如下：P理)·100%。假设实测气压P测=59.2kPa,则△=(IP实测PI/P理·100%≈1.003%。[0031]S2:判断气压参数漂移度是否超出预设漂移值，若气压传感器的气压参数漂移度超出预设漂移值，则启动修正程序以修正气压传感器的气压参数，若气压传感器的气压参数漂移度未超出预设漂移值，则不启动修正程序。[0032]参照图6,具体触发传感器参数修正步骤如下：[0033]具体的，若△≥a%,则触发修正程序以修正气压传感器的气压参数，否则不触8发，这个预设阈值a%可以根据实际情况进行调整，例如可以通过实验数据统计分析得到一个合适的值。本实施例中，a%的预设阈值设定为1%,因为气压传感器的实测值对比涉及到传感器的实时数据，可能存在更多的噪声或短期波动，因此允许稍大的误差阈值1%,避免频繁触发修正，影响系统稳定性。发修正程序以修正气压传感器的气压参数。具体包括获取气压传感器修正前的传感器参数K,计算修正后的传感器参数K新，。这样的计算方式能根据气压参数漂移度对传感器参数进行合理修正。具体的，引用上述实施例的P59.8kPa与P测59.2kPa的结果代入可求得修正后的传感器参数新=1.0101K旧，即气压传感器修正后的参数为1.0101K。[0035]上述中，K定义为：气压传感器的灵敏度，即单位压力变化对应的输出变化(如电1MPa压力变化对应5V电压变化。当传感器因老化、温漂等因素导致灵敏度变化时，通过修正K值，可校准输出信号与实际压力的对应关系。[0036]S22:计算修正后的传感器参数K新后，开启小气室和大气室之间的阀门，令小气室与大气室之间的气压平衡，并计算断路器室的理论平衡压力与实测平衡压力之间的相对误差P,从而验证修正后的传感器参数。本实施例中，开启阀门可以通过电动控制装置来实现，能精确控制阀门的开启时间和速度。[0037]具体的，参照图7,计算断路器室的理论平衡气压与实测平衡气压之间的相对误差P避具体包括：P₁。在小气室与大气室之间的气压平衡前，即小气室充气校验修正气压传感器前，小气室的气压与大气室的气压均等于断路器室的气压。[0038]S222:在小气室与大气室之间的气压平衡后，获取平衡后断路器室的实测平衡气压P实测平衡’,根据物质的量守恒计算理论平衡气压P平衡°。根据物质的量守恒计算理论平衡气积，V₂为大气室的体积，V总为断路器室的体积。这些体积数据可以在设计断路器室时准确获[0039]根据上述步骤可知，P理=59.8kPa,P₂初始=P₁=50KPa,V₁=2L,V₂=9V₁=[0040]S223:计算相对误差P避=|P实测衡P理平衡|。获取气压数据同样可以使用高精度的气压计或压力变送器。假设平衡后断路器室的实测平衡气压P实测平衡=50.92kPa,则相对[0041]S23:计算断路器室的理论平衡气压与实测平衡气压之间的相对误差P避后二次计算气压参数漂移度，计算步骤如下：△=(P/P理平衡)·100%;若△≥b%,则触发修正程序以修正气压传感器的气压参数，否则不触发，式中，b%为预设阈值。预设阈值b%也可以根据实际情况进行调整优化，例如可以通过实验数据统计分析得到一个合适的值。本实施例中，b%的预设阈值设定为0.5%,因为理论平衡气压对比可能用于验证系统的损耗系数，这部分可能属于系统内部的理论计算，需要更高的精度来确保数据的准确性，所以设定了更严9格的0.5%阈值。100%可得，△≈0.12%<0.5%,误差在0.5%以内，因此损耗系数无需更新。若△≥0.5%,则启动修正程序再次进行参数修正，修正方式与上述步骤S21的计算方式及修正逻辑相同，且修正后的气压参数即为本次校准气压传感器的最终气压参数。[0043]S3:获取断路器室的气压数据，若断路器室的气压低于预设阈值时，计算所需补充的气压差值。气压数据的获取还是依靠校准和修正后的气压传感器，预设阈值可以根据环网柜/GIS开关箱的实际运行要求进行设定。计算气压差值可以通过减法运算来实现，例如用预设阈值减去当前实测气压值。[0044]S4:根据气压差值启动内置的补气装置对断路器室补气。补气装置启动可以通过环网柜/GIS开关箱内的控制系统来实现，控制系统接收到计算得到的气压差值后，根据差值大小控制补气装置的补气速度和补气时间。补气完成后，关闭补气装置及断路器室的补气入口阀门，对断路器室进行保压5分钟，保压结束后重新测试断路器室的气压，若气压正常，则结束补气，若气压未达到要求，则重新计算气压差值并启动补气装置补气。本实施例的实施原理为：该智能充气方法通过校准、修正和计算步骤，能够准确获取断路器室的气压数据，有效解决了传统充气方式中气压传感器参数漂移导致的测量不准确问题。同时，依据准确的气压数据按需补气，避免了人工操作带来的潜在电气绝缘事故风险，大大提高了充气操作的安全性和效率，保障了环网柜和GIS开关箱的稳定运行，减少了因气压不足导致的电气事故发生概率，降低了经济损失。[0045]实施例二：一种环网柜和GIS开关箱智能充气系统，用于执行上述充气方法，系统包括：校准模块，用于接收来自检修端的检修信号后启动校准程序以校准环网