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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 高壓斷路器滅弧氣體定位檢漏儀
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)目有以下技術(shù)特色： 1、采用特制針-筒結(jié)構(gòu)負(fù)電暈技術(shù)，有助于提高SF6檢測(cè)的靈敏度，為定量檢測(cè)打下基礎(chǔ)。同時(shí)，該結(jié)構(gòu)利用電暈離子風(fēng)驅(qū)動(dòng)空氣自然流動(dòng)，無(wú)需笨重的抽氣泵，保證了儀器具有體積小、重量輕、使用方便的特點(diǎn)。 2、利用硬件電路對(duì)SF6濃度的記憶和比較，快速的實(shí)現(xiàn)漏點(diǎn)的定位檢測(cè)。 3、利用單片機(jī)的測(cè)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)傳感器零點(diǎn)漂移的自動(dòng)調(diào)整。
- 詳細(xì)介紹：
- 本項(xiàng)目旨在研制一種結(jié)構(gòu)巧妙、功能完善、成本較低的檢漏儀器。本小組特制了針-筒結(jié)構(gòu)的負(fù)電暈發(fā)生器，該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的離子風(fēng)能起到驅(qū)動(dòng)四周空氣自動(dòng)吸氣的功能，省去了笨重的氣泵，使檢漏儀的成本更低、體積更小。同時(shí)，利用滅弧氣體SF6對(duì)低溫等離子體的吸收特性制作了SF6傳感器， 研究了傳感器在各種情況下的電特性和輸出特性，從而尋找到傳感器的最佳工作點(diǎn)。本小組設(shè)計(jì)了具有記憶功能的硬件電路，可快速、方便地實(shí)現(xiàn)漏點(diǎn)定位檢測(cè)，并通過軟件程序驅(qū)動(dòng)單片機(jī)測(cè)量SF6氣體濃度為零時(shí)的電暈電流，與標(biāo)定電流比較，從而自動(dòng)調(diào)節(jié)電暈電流與標(biāo)定電流一致，實(shí)現(xiàn)傳感器靈敏度自動(dòng)校準(zhǔn)，最后成功制作了高壓斷路器滅弧氣體定位檢漏儀。本小組對(duì)儀器的濃度測(cè)量進(jìn)行了標(biāo)定，取得了第三方的測(cè)試報(bào)告和校準(zhǔn)報(bào)告。該檢漏儀具有成本低、靈敏度高、功能強(qiáng)和使用方便等特點(diǎn)，已在各大中企業(yè)中證明了其實(shí)用性。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：六氟化硫（SF6）氣體廣泛應(yīng)用于高壓電路的分?jǐn)鄿缁?，滅弧氣體的泄漏檢測(cè)是高壓斷路器生產(chǎn)和維護(hù)的重要環(huán)節(jié)，目前具有漏點(diǎn)定位和泄漏濃度定量測(cè)量的檢漏儀體積龐大、價(jià)格昂貴。因此，特研制一種成本低、體積小的滅弧氣體定位定量檢漏儀，方便地應(yīng)用于高壓斷路器的生產(chǎn)和維護(hù)中。 基本思路：滅弧氣體六氟化硫（SF6）對(duì)等離子體有明顯的吸收抑制作用，利用電暈產(chǎn)生低溫等離子體，其導(dǎo)電性能受六氟化硫氣體濃度的影響，通過測(cè)量特制電暈的電特性，計(jì)算出六氟化硫氣體的濃度。利用六氟化硫泄漏氣體濃度的梯度關(guān)系，確定漏點(diǎn)的位置。從而實(shí)現(xiàn)氣體泄漏的定量檢測(cè)和漏點(diǎn)定位。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1.特制針筒結(jié)構(gòu)的負(fù)電暈發(fā)生裝置，利用電特性計(jì)算泄漏氣體濃度，該結(jié)構(gòu)具有自動(dòng)吸氣功能，省去了笨重的氣泵，使檢漏儀具有成本低、體積小等特點(diǎn)。 2．通過硬件電路對(duì)泄漏氣體濃度的記憶和比較，方便地實(shí)現(xiàn)漏點(diǎn)的定位檢測(cè)。 3.利用單片機(jī)的測(cè)控，自動(dòng)調(diào)節(jié)零濃度電暈電流，實(shí)現(xiàn)檢漏儀的零點(diǎn)漂移調(diào)整。 技術(shù)關(guān)鍵：1.負(fù)電暈產(chǎn)生技術(shù)；2.微弱信號(hào)的檢測(cè)及處理技術(shù)；3.單片機(jī)測(cè)控技術(shù)；4.SF6的濃度配置及標(biāo)定技術(shù)。 技術(shù)指標(biāo)：SF6氣體濃度測(cè)量范圍(2-800)×10-6mol/mol(體積比2-800ppm)，示值誤差<7%，最小檢出限：2×10-6mol/mol，響應(yīng)平均時(shí)間2秒。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)六氟化硫氣體泄漏的檢測(cè)技術(shù)主要有以下幾種： 吸收法：利用SF6氣體的強(qiáng)吸附作用，可用于漏點(diǎn)濃度定量檢測(cè)，但體積大、價(jià)格昂貴，不適用于大面積檢測(cè)。 電暈法：利用SF6氣體的高度絕緣特性和高壓電暈放電技術(shù)。目前市場(chǎng)上價(jià)格低的產(chǎn)品只能定性而不能定量檢測(cè)，價(jià)格高的可定量檢測(cè)但不具有漏點(diǎn)定位功能。 紫外線電離式：利用SF6氣體的吸附特性，檢測(cè)精度高，可定量檢測(cè)，但不適合在線檢測(cè)，目前尚無(wú)漏點(diǎn)定位功能的產(chǎn)品。 本項(xiàng)目采用特制針-筒結(jié)構(gòu)負(fù)電暈技術(shù)，實(shí)現(xiàn)SF6氣體泄漏濃度的定量檢測(cè)和漏點(diǎn)定位，并利用電暈離子風(fēng)驅(qū)動(dòng)空氣流動(dòng)，省去笨重的吸氣泵，體積小、重量輕、使用方便。一般SF6氣體泄漏檢測(cè)的報(bào)警濃度為8ppm，本項(xiàng)目通過單片機(jī)濃度標(biāo)定技術(shù)將SF6的檢出限提高至2ppm，可精確定量，為漏點(diǎn)定位提供基礎(chǔ)，并實(shí)現(xiàn)了低成本的SF6濃度定量檢測(cè)，誤差小于7%。最后通過硬件電路對(duì)泄漏氣體濃度的記憶和比較，實(shí)現(xiàn)漏點(diǎn)定位，同時(shí)利用單片機(jī)測(cè)控，自動(dòng)調(diào)節(jié)零濃度時(shí)電暈電流，實(shí)現(xiàn)檢漏儀靈敏度自動(dòng)校準(zhǔn)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011年4月，在溫州計(jì)量技術(shù)研究院進(jìn)行作品的測(cè)試和標(biāo)定，獲得該院的測(cè)試報(bào)告和校準(zhǔn)報(bào)告； 2011年4月，在浙江正泰電器股份有限公司進(jìn)行試用，獲試用情況說(shuō)明； 2011年3月，在浙江華儀電器科技股份有限公司應(yīng)用測(cè)試，獲試用結(jié)果反饋； 2011年3月，在浙江昌泰電力開關(guān)有限公司進(jìn)行應(yīng)用測(cè)試，獲用戶應(yīng)用證明； 2010年12月-2011年3月，在浙江立德產(chǎn)品科技有限公司初步使用，獲使用證明。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 一次性技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品 現(xiàn)場(chǎng)演示 圖片
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用：打開開關(guān)，將探頭伸到漏點(diǎn)附近。當(dāng)檢測(cè)氣體濃度超過預(yù)置值時(shí)，儀器發(fā)出報(bào)警聲，此時(shí)，按下記憶按鈕，更新當(dāng)前濃度為預(yù)置值。移動(dòng)探頭，重復(fù)上述操作，直至找到漏點(diǎn)。 特色：本項(xiàng)目采用特制針-筒結(jié)構(gòu)負(fù)電暈技術(shù)，可提高SF6檢測(cè)靈敏度，同時(shí)利用電暈離子風(fēng)驅(qū)動(dòng)空氣流動(dòng)，無(wú)需笨重的抽氣泵，體積小、重量輕、使用方便。再利用硬件電路對(duì)SF6濃度記憶和比較，實(shí)現(xiàn)漏點(diǎn)快捷定位。最后利用單片機(jī)測(cè)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)傳感器靈敏度的自動(dòng)校準(zhǔn)。 適用范圍：本項(xiàng)目可用于各高壓等級(jí)SF6斷路器的生產(chǎn)、檢修和維護(hù)，相關(guān)檢測(cè)技術(shù)也可應(yīng)用于SF6斷路器工作時(shí)的檢測(cè)。 近8年，SF6 高壓斷路器產(chǎn)量年增長(zhǎng)率達(dá)到13.9%。國(guó)家規(guī)定，SF6斷路器生產(chǎn)企業(yè)必須配備檢漏設(shè)備，其配電室必須保證SF6 氣體濃度小于1000ppm。本項(xiàng)目性價(jià)比高，在溫州這個(gè)全國(guó)聞名的工業(yè)電器生產(chǎn)基地進(jìn)行推廣，前景很好。斷路器市場(chǎng)有效需求量為2萬(wàn)只，預(yù)期每臺(tái)儀器價(jià)格按2000元計(jì)算，稅收300元、利潤(rùn)750元，可實(shí)現(xiàn)年利潤(rùn)1500萬(wàn)元，稅收600萬(wàn)元。
同類課題研究水平概述
- 目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)六氟化硫氣體泄漏的檢測(cè)技術(shù)主要有以下幾種： 紅外吸收法：利用SF6氣體對(duì)紅外線的強(qiáng)烈吸附作用，可用于漏點(diǎn)檢測(cè)和濃度定量測(cè)量，但體積大、價(jià)格昂貴，不適用于大面積檢測(cè)。如TG60 紅外激光成像SF6氣體定位系統(tǒng)，具有漏點(diǎn)定位、泄漏氣體成像功能，但不能定量測(cè)量泄漏氣體的濃度，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格十分昂貴（進(jìn)口100萬(wàn)，國(guó)產(chǎn)60萬(wàn)）。另一種采用普通紅外激光的GAS IR-LEAK SF6氣體紅外檢漏儀，可以定量測(cè)量泄漏氣體的濃度，但不能進(jìn)行漏點(diǎn)定位，價(jià)格昂貴(7.8萬(wàn))。這些儀器一般不適于整體及大面積環(huán)境監(jiān)控。 電暈絕緣法：利用SF6氣體的高度絕緣特性，采用高壓電暈放電技術(shù)制成的氣體檢漏儀，體積小，攜帶方便。目前市場(chǎng)上價(jià)格低的產(chǎn)品只能定性而不能定量檢測(cè)，價(jià)格高的可定量檢測(cè)但不具有漏點(diǎn)定位功能。如美國(guó)TIF公司TIF5650A/TIF5750A SF6氣體定性檢漏儀和德國(guó)DILO公司的3-033-R00型SF6氣體報(bào)警儀，能定性地檢測(cè)出環(huán)境中SF6氣體泄漏，但不能定量檢測(cè)，也不具備漏點(diǎn)定位功能。 紫外線電離式：利用SF6吸附特性來(lái)工作的檢測(cè)方法，檢測(cè)精度較高，可定量檢測(cè)，但體積較大，使用壽命只有200小時(shí)左右，不適合在線檢測(cè)SF6泄露。另外量程非常窄，只有幾十個(gè)ppm。目前尚無(wú)具有漏點(diǎn)定位功能的產(chǎn)品。如WAXP-1A型SF6氣體定量檢漏儀配備了笨重的真空泵，可以吸取氣流，同時(shí)增加儀器功耗，產(chǎn)生噪聲干擾，成本較高，無(wú)漏點(diǎn)定位功能。 總之，國(guó)內(nèi)外的SF6氣體檢漏儀，具有泄漏氣體濃度定量檢測(cè)或漏點(diǎn)定位功能的檢漏儀價(jià)格昂貴，尺寸重量大，不能同時(shí)兼有定量測(cè)量和漏點(diǎn)定位功能，應(yīng)用受到一定的限制。
