基本信息
- 项目名称：
- 高压断路器灭弧气体定位检漏仪
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本项目有以下技术特色： 1、采用特制针-筒结构负电晕技术，有助于提高SF6检测的灵敏度，为定量检测打下基础。同时，该结构利用电晕离子风驱动空气自然流动，无需笨重的抽气泵，保证了仪器具有体积小、重量轻、使用方便的特点。 2、利用硬件电路对SF6浓度的记忆和比较，快速的实现漏点的定位检测。 3、利用单片机的测控技术，实现传感器零点漂移的自动调整。
- 详细介绍：
- 本项目旨在研制一种结构巧妙、功能完善、成本较低的检漏仪器。本小组特制了针-筒结构的负电晕发生器，该结构产生的离子风能起到驱动四周空气自动吸气的功能，省去了笨重的气泵，使检漏仪的成本更低、体积更小。同时，利用灭弧气体SF6对低温等离子体的吸收特性制作了SF6传感器， 研究了传感器在各种情况下的电特性和输出特性，从而寻找到传感器的最佳工作点。本小组设计了具有记忆功能的硬件电路，可快速、方便地实现漏点定位检测，并通过软件程序驱动单片机测量SF6气体浓度为零时的电晕电流，与标定电流比较，从而自动调节电晕电流与标定电流一致，实现传感器灵敏度自动校准，最后成功制作了高压断路器灭弧气体定位检漏仪。本小组对仪器的浓度测量进行了标定，取得了第三方的测试报告和校准报告。该检漏仪具有成本低、灵敏度高、功能强和使用方便等特点，已在各大中企业中证明了其实用性。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：六氟化硫（SF6）气体广泛应用于高压电路的分断灭弧，灭弧气体的泄漏检测是高压断路器生产和维护的重要环节，目前具有漏点定位和泄漏浓度定量测量的检漏仪体积庞大、价格昂贵。因此，特研制一种成本低、体积小的灭弧气体定位定量检漏仪，方便地应用于高压断路器的生产和维护中。 基本思路：灭弧气体六氟化硫（SF6）对等离子体有明显的吸收抑制作用，利用电晕产生低温等离子体，其导电性能受六氟化硫气体浓度的影响，通过测量特制电晕的电特性，计算出六氟化硫气体的浓度。利用六氟化硫泄漏气体浓度的梯度关系，确定漏点的位置。从而实现气体泄漏的定量检测和漏点定位。 创新点： 1.特制针筒结构的负电晕发生装置，利用电特性计算泄漏气体浓度，该结构具有自动吸气功能，省去了笨重的气泵，使检漏仪具有成本低、体积小等特点。 2．通过硬件电路对泄漏气体浓度的记忆和比较，方便地实现漏点的定位检测。 3.利用单片机的测控，自动调节零浓度电晕电流，实现检漏仪的零点漂移调整。 技术关键：1.负电晕产生技术；2.微弱信号的检测及处理技术；3.单片机测控技术；4.SF6的浓度配置及标定技术。 技术指标：SF6气体浓度测量范围(2-800)×10-6mol/mol(体积比2-800ppm)，示值误差<7%，最小检出限：2×10-6mol/mol，响应平均时间2秒。
科学性、先进性
- 目前，国内外针对六氟化硫气体泄漏的检测技术主要有以下几种： 吸收法：利用SF6气体的强吸附作用，可用于漏点浓度定量检测，但体积大、价格昂贵，不适用于大面积检测。 电晕法：利用SF6气体的高度绝缘特性和高压电晕放电技术。目前市场上价格低的产品只能定性而不能定量检测，价格高的可定量检测但不具有漏点定位功能。 紫外线电离式：利用SF6气体的吸附特性，检测精度高，可定量检测，但不适合在线检测，目前尚无漏点定位功能的产品。 本项目采用特制针-筒结构负电晕技术，实现SF6气体泄漏浓度的定量检测和漏点定位，并利用电晕离子风驱动空气流动，省去笨重的吸气泵，体积小、重量轻、使用方便。一般SF6气体泄漏检测的报警浓度为8ppm，本项目通过单片机浓度标定技术将SF6的检出限提高至2ppm，可精确定量，为漏点定位提供基础，并实现了低成本的SF6浓度定量检测，误差小于7%。最后通过硬件电路对泄漏气体浓度的记忆和比较，实现漏点定位，同时利用单片机测控，自动调节零浓度时电晕电流，实现检漏仪灵敏度自动校准。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年4月，在温州计量技术研究院进行作品的测试和标定，获得该院的测试报告和校准报告； 2011年4月，在浙江正泰电器股份有限公司进行试用，获试用情况说明； 2011年3月，在浙江华仪电器科技股份有限公司应用测试，获试用结果反馈； 2011年3月，在浙江昌泰电力开关有限公司进行应用测试，获用户应用证明； 2010年12月-2011年3月，在浙江立德产品科技有限公司初步使用，获使用证明。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 一次性技术转让
作品可展示的形式
- 实物、产品 现场演示 图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用：打开开关，将探头伸到漏点附近。当检测气体浓度超过预置值时，仪器发出报警声，此时，按下记忆按钮，更新当前浓度为预置值。移动探头，重复上述操作，直至找到漏点。 特色：本项目采用特制针-筒结构负电晕技术，可提高SF6检测灵敏度，同时利用电晕离子风驱动空气流动，无需笨重的抽气泵，体积小、重量轻、使用方便。再利用硬件电路对SF6浓度记忆和比较，实现漏点快捷定位。最后利用单片机测控技术，实现传感器灵敏度的自动校准。 适用范围：本项目可用于各高压等级SF6断路器的生产、检修和维护，相关检测技术也可应用于SF6断路器工作时的检测。 近8年，SF6 高压断路器产量年增长率达到13.9%。国家规定，SF6断路器生产企业必须配备检漏设备，其配电室必须保证SF6 气体浓度小于1000ppm。本项目性价比高，在温州这个全国闻名的工业电器生产基地进行推广，前景很好。断路器市场有效需求量为2万只，预期每台仪器价格按2000元计算，税收300元、利润750元，可实现年利润1500万元，税收600万元。
同类课题研究水平概述
- 目前，国内外针对六氟化硫气体泄漏的检测技术主要有以下几种： 红外吸收法：利用SF6气体对红外线的强烈吸附作用，可用于漏点检测和浓度定量测量，但体积大、价格昂贵，不适用于大面积检测。如TG60 红外激光成像SF6气体定位系统，具有漏点定位、泄漏气体成像功能，但不能定量测量泄漏气体的浓度，而且结构复杂，价格十分昂贵（进口100万，国产60万）。另一种采用普通红外激光的GAS IR-LEAK SF6气体红外检漏仪，可以定量测量泄漏气体的浓度，但不能进行漏点定位，价格昂贵(7.8万)。这些仪器一般不适于整体及大面积环境监控。 电晕绝缘法：利用SF6气体的高度绝缘特性，采用高压电晕放电技术制成的气体检漏仪，体积小，携带方便。目前市场上价格低的产品只能定性而不能定量检测，价格高的可定量检测但不具有漏点定位功能。如美国TIF公司TIF5650A/TIF5750A SF6气体定性检漏仪和德国DILO公司的3-033-R00型SF6气体报警仪，能定性地检测出环境中SF6气体泄漏，但不能定量检测，也不具备漏点定位功能。 紫外线电离式：利用SF6吸附特性来工作的检测方法，检测精度较高，可定量检测，但体积较大，使用寿命只有200小时左右，不适合在线检测SF6泄露。另外量程非常窄，只有几十个ppm。目前尚无具有漏点定位功能的产品。如WAXP-1A型SF6气体定量检漏仪配备了笨重的真空泵，可以吸取气流，同时增加仪器功耗，产生噪声干扰，成本较高，无漏点定位功能。 总之，国内外的SF6气体检漏仪，具有泄漏气体浓度定量检测或漏点定位功能的检漏仪价格昂贵，尺寸重量大，不能同时兼有定量测量和漏点定位功能，应用受到一定的限制。
