GIS在线式SF6微水监测系统的运用研究

DRYCAP®传感器由两部分组成：电容型聚合物薄膜测湿传感器及电阻型测温传感器，测湿传感器测量被测气体中的水分子，从而测出相对湿度;测温传感器测量测湿传感器的表面温度;仪器内置的微处理器从这两个参数计算出露点。测湿、测温传感器通过金属膜背靠背紧密靠近，这样一方面使得测温传感器能够准确测得湿度传感器所处温度;另一方面通过金属膜的作用大大减小了外部电场作用产生的感应电容，从而提高了测量精度。在低湿情况下，DRYCAP®的反应时间为40~40秒，取决于湿度变化方向和大小，测量高湿时反应时间较短。DRYCAP®的耐温范围-40~+180℃，承压范围为0~20bar。其本身耐腐蚀性也极为突出，对于碱性和弱酸性气体有较好的适应。通常在低湿的情况下，相对湿度微小的误差都会使露点的计算产生很大的偏差，例如：在室温情况下，-40℃和-50℃的露点相当于此时0.8%RH和0.3%RH的相对湿度采用相对湿度精度为±2%RH的一般薄膜湿敏传感器要得到±2%℃的露点精度所能测得的最低露点为-9℃，应用Vaisala的DRYCAP®传感器及自动校准专利技术，在保证±2%℃露点精度的同时可测得的最低露点为-60℃，在精度稍低的情况下可达到-80℃的露点，这是因为自动校准技术使得准确的相对湿度测量成为可能。

在确定RH0后，即可进行准确的RH计算，从而准确计算出露点，当相对湿度低于10%时系统自动执行自校准功能，此时上次的输出参数被锁定，校准后系统即可输出测量值。自校准功能也可以以时间间隔方式启动(通常为6小时)。如果在校准过程中温度或露点测量值不稳定，即环境影响降温过程或假设的PW为一常数条件不满足，自校准功能将会在设定的时间间隔后，再次执行。依此类推，直至温度和露点温度稳定后才输出真实露点。通过优秀的DRYCAP®硬件设计及自动校准软件使得准确测量低湿露点得以实现。

由于某些化学物质气体分子长期聚集在湿敏元件内部影响测量精度，为保证准确测量，Vaisala公司开发出增益回归软件，其工作过程为在零点自动校准软件执行前执行增益回归功能，将DRYCAP®传感器升温到160℃，使其内部聚集的化学物质分子蒸发，从而保证了准确测量，同时这一方法排除了油污聚集影响反应时间的困扰。

DRYCAP®湿敏元件不怕冷凝水，发生冷凝时，自然风干后可继续正常使用。但风干时需将仪器取出，这会影响其他工作的正常进行。为了防止此类情况的频繁发生，在DMT-242露点仪中还附有一保护功能：即当相对湿度意外升高到80%RH以上时，测温传感器马上对湿敏元件加热，以减小局部相对湿度，从而避免饱和水汽形成。通过使用这一客户友好功能，使得停工率大幅降低，从而提高了生产效率。

2.在线监测的软件设计

编程的重点在于解决气体计算及湿度修 正的算法问题。计算可以适用牛顿迭代法 ,计算出ρ后, 再把ρ和T=293. 2 ( 20 ℃)代入方程 (式 5 ) ,得20 ℃时的压力p1,这在计算体积浓度的修正值时用到。对于微水含量监测，需计算，体积浓度、露点温度以及修正值 ,并与国家标准比较来判断监测结果是否越限 ,是否要做报警处理。其结构程序框图见图

图2　程序框图

四、绵阳铁牛110kV变电站SF6气体微水在线监测装置运用情况

在2011年11月15日通过图一运用新传感器在线微水第一次检测得出结论得出的数据比便携表：高南二铁支线比便携表多出85ppm，母线气室少于55ppm，2个点误差均在符合范围以内。

在2011年12月2日通过图二运用新传感器在线微水第二次检测得出结论得出的数据：高南二铁支线比便携表多出185ppm，母线气室少于107ppm，2个点误差均在符合范围以内。

在2011年12月27日通过图三运用新传感器在线微水第二次检测得出结论得出的数据：高南二铁支线比便携表多出39ppm，母线气室少于58ppm，2个点误差均在符合范围以内。

通过新设备数据显示在线微水状态显示结果成线性变化，与便携表显示结果比对一致无误。并且状态显示稳定。安装工艺良好。项目最终实现在线监测断路器SF6气体的微水、温度及其变化趋势。并为断路器的状态检修提供有效依据。

五、结论

项目最终实现在线监测断路器SF6气体的微水的变化趋势。当SF6气体有关指标出现变化时，给出变化曲线;有关指标达到报警状态时，报警或自动启动报警装置;当有关指标超标达到危险状况时，报警或自动启动闭锁装置，禁止断路器动作，以保障设备和变电站整套系统的安全。配有RS485/CAN通讯接口，可将监测数据实时上传至变电站、城市中心乃至更上级监控中心，真正实现变电站，尤其是无人值班站的设备在线监测。并为断路器的状态检修提供有效依据。但是目前仍有气体流通问题未解决将在以后的更新中逐步完善其难点，使以后的SF6气体微水在线监测装置更好，更完美。

参考文献

[ 1 ] 王晋根 ,黄 　弘. SF6 电器中微水过量的危害及采标建议 [ J ]. 高电压技术 , 2002, 28 ( 5 ) : 49.