CN110488163A - 一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统，包括传感器模块、信号调理电路模块和终端；传感器模块安装于开关柜柜内，用于在开关柜正常运行时采集开关柜内部的温度信息；信号调理电路模块，用于按照终端给出的命令，对高压开关柜内部绝缘情况进行检测与筛选；信号调理电路模块通过通信单元将预筛选后的温度信息传输给终端；终端通过内置的中心处理器检测开关柜故障信息。本发明提供一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统，通过检测开关柜发生绝缘缺陷时产生的高温判断开关柜是否存在绝缘故障，检测时被测开关柜无需停电，无需更改开关柜运行状态，具有响应速度快、探测灵敏度高、检测效率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备绝缘检测技术及其应用领域，具体涉及一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统。
背景技术
高压开关柜在长期运行和装配过程中存在着人为因素、电效应、热效应以及化学效应等因素，会造成高压开关柜的绝缘劣化，导致电气绝缘强度降低，引起局部放电，造成开关柜故障，甚至停运，对电力系统正常运行造成影响。
目前广泛采用的开关柜检测方法有超高频法、超声波法、暂态地电波法等。超高频法虽然具有出色的抗干扰性能，但整个体系不完善；超声波法检测灵敏度较低；暂态地电波法无法避免现场的大量电磁干扰，这三种方法均存在一定的局限性。
发明内容
本发明为了克服现有检测方法不完善，灵敏度低、无法避免现场的大量电磁干扰的问题，提供一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统。
为实现以上发明目的，采用的技术方案是：
一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统，包括开关柜，还包括传感器模块、信号调理电路模块和终端；所述传感器模块设置在所述开关柜中，与所述信号调理电路模块无线通信连接；所述信号调理电路模块与所述终端设置在开关柜外部并通过电信号建立连接。
上述方案中，检测人员在现场检测时将传感器模块安装在开关柜设备的内部，传感器模块将检测得到的结果通过信号调理电路模块处理和过滤，过滤后的信息传输至终端，终端检测开关柜故障信息。当检测到连续三个被测点温度值超过预定温度时，终端进行报警，并显示故障点的温度值。
优选的，所述传感器模块包括第一通信单元与光子传感器；其中：所述光子传感器输出端与所述第一通信单元输入端电性连接；所述第一通信单元输出端与所述信号调理电路模块无线通信连接。
上述方案中，所述传感器模块安装于开关柜柜内，用于在开关柜正常运行时采集开关柜内部的温度信息,内部有光子传感器用来收集信号，第一通信单元用来将收集的信号传输出去。
优选的，所述开关柜中还设置有制冷单元，用于维持所述传感器模块的温度。
上述方案中，制冷单元，用于维持所述传感器模块的温度。
优选的，所述光子传感器是碲镉汞光子型红外传感器。
上述方案中，碲镉汞光子型红外传感器接收红外辐射传输到信号调理电路模块，从而实现对温度的测量。
优选的，所述光子传感器包括锗材料的透镜，且透镜材料表面镀有增透膜。
上述方案中，锗透镜表面镀有增透膜，透过率达到85％以上，能有效抑制太阳光干扰。
优选的，所述制冷单元采用半导体制冷器。
上述方案中，所述制冷单元采用半导体制冷器，能将传感器模块温度保持在-30℃～-32℃，保持光子型红外传感器的灵敏度和探测率在较高水平。
优选的，所述信号调理电路模块包括多路放大电路、滤波电路、电源、微处理器、第二通信单元和第三通信单元；其中：
所述第二通信单元输入端与所述第一通信单元输出端无线通信连接；
所述第二通信单元输出端与所述多路放大电路输入端电性连接；
所述多路放大电路输出端与所述滤波电路输入端电性连接；
所述滤波电路输出端与所述微处理器输入端电性连接；
所述微处理器输出端与所述第三通信单元输入端电性连接；
所述第三通信单元输出端与所述终端电性连接，实现信息交互；
所述电源为所述微处理器供电。
上述方案中，所述信号调理电路模块，用于按照终端给出的命令，对高压开关柜内部绝缘情况进行检测；所述多路放大电路与滤波电路对传感器模块检测到的信号进行放大与滤波，微处理器对传感器模块测得的开关柜内部温度信息进行预筛选；所述信号调理电路模块通过第二通信单元接收温度信息并通过第三通信单元将预筛选后的信息传输给终端。
优选的，所述终端包括第四通信单元、壳体和设置在壳体内的中心处理器、存储电路单元与显示电路单元；其中：所述第四通信单元接收所述第三通信单元的的预处理后的信号，并且发送给所述中心处理器，所述存储电路单元和所述显示电路单元分别与所述中心处理器电性连接；所述外壳采用环氧树脂材质。
上述方案中，预筛选后的温度信息通过第四通信单元传输到中心处理器中进行处理，所述存储电路单元能够将被测点温度数据进行存储，供管理人员随时查看，若柜中温度超过预定报警温度，柜内监测点的温度会实时在显示电路单元中显示。
上述方案中，一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统，包括传感器模块、信号调理电路模块和终端；所述传感器模块安装于开关柜柜内，用于在开关柜正常运行时采集开关柜内部的温度信息,内部有光子传感器、制冷单元和第一通信单元；所述光子传感器是碲镉汞光子型红外传感器；所述光子传感器中的透镜材料为锗，且透镜表面镀有增透膜，透过率达到85％以上，能有效抑制太阳光干扰；所述制冷单元采用半导体制冷器，能将传感器模块温度保持在-30℃～-32℃，保持光子型红外传感器的灵敏度和探测率在较高水平；所述信号调理电路模块包括第二通信单元、多路放大电路、滤波电路、电源、微处理器和第三通信单元，用于按照终端给出的命令，对高压开关柜内部绝缘情况进行检测；所述多路放大电路与滤波电路将传感器输出的信号进行放大、滤波，之后转化为与红外辐射成比例的电压信号，从而实现对温度的测量，所述微处理器用于将光子传感器测得的数据在传输前预筛选，如果被测点的温度值低于预定筛选温度，则认为此点没有发生绝缘缺陷，丢弃此点数据，所述信号调理电路模块通过第三通信单元将预筛选后的温度信息传输给终端；所述终端包括第四通信单元、外壳、中心处理器、存储电路单元、显示电路单元，中心处理器、存储电路单元和显示电路单元设置在外壳内；所述终端通过第四通信单元得到被测点的温度信息后，中心处理器对数据进行二次处理；若连续三个被测点的温度超过预定报警温度，则终端将通过声、光方式进行报警，并实时显示该点的温度值；所述存储电路单元能够将被测点温度数据进行存储，供管理人员随时查看。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过检测开关柜发生绝缘缺陷时产生的高温判断开关柜是否存在绝缘故障，检测时被测开关柜无需停电，无需更改开关柜运行状态，具有响应速度快、探测灵敏度高、检测效率高的优点。
附图说明
图1为本发明的模块连接示意图；
附图标记说明：1、传感器模块；2、信号调理电路模块；3、终端；11、第一通信单元；12、光子传感器；20、多路放大电路；21、滤波电路；22、电源；23、微处理器；24、第二通信单元；25、第三通信单元；30、第四通信单元；31、外壳；32、中心处理器；33、存储电路单元；34、显示电路单元。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
实施例1
如图1所示，一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统，包括开关柜，还包括传感器模块1、信号调理电路模块2和终端3；所述传感器模块1设置在所述开关柜中，与所述信号调理电路模块2无线通信连接；所述信号调理电路模块2与所述终端3设置在开关柜外部并通过电信号建立连接。
在实施过程中，检测人员在现场检测时将传感器模块1安装在开关柜设备的内部，传感器模块1将检测得到的结果通过信号调理电路模块2处理和过滤，过滤后的信息传输至终端3，终端3检测开关柜故障信息。当检测到连续三个被测点温度值超过预定温度时，终端3进行报警，并显示故障点的温度值。
优选的，所述传感器模块1包括第一通信单元11与光子传感器12；其中：所述光子传感器12输出端与所述第一通信单元11输入端电性连接；所述第一通信单元11输出端与所述信号调理电路模块2无线通信连接。
在实施过程中，所述传感器模块1安装于开关柜柜内，用于在开关柜正常运行时采集开关柜内部的温度信息,内部有光子传感器12用来收集信号，第一通信单元11用来将收集的信号传输出去。
优选的，所述开关柜中还设置有所述制冷单元13，用于维持所述传感器模块1的温度。
在实施过程中，所述制冷单元13，用于维持所述传感器模块1的温度。
优选的，所述光子传感器12是碲镉汞光子型红外传感器。
在实施过程中，碲镉汞光子型红外传感器接收红外辐射传输到信号调理电路模块，从而实现对温度的测量。
优选的，所述光子传感器12包括锗材料的透镜，且透镜材料表面镀有增透膜。
在实施过程中，锗透镜表面镀有增透膜，透过率达到85％以上，能有效抑制太阳光干扰。
优选的，所述制冷单元13采用半导体制冷器。
在实施过程中，所述制冷单元13采用半导体制冷器，能将传感器模块1温度保持在-30℃～-32℃，保持光子型红外传感器的灵敏度和探测率在较高水平。
优选的，所述信号调理电路模块2包括多路放大电路20、滤波电路21、电源22、微处理器23、第二通信单元24和第三通信单元25；其中：
所述第二通信单元24输入端与所述第一通信单元输出端11无线通信连接；
所述第二通信单元24输出端与所述多路放大电路20输入端电性连接；
所述多路放大电路20输出端与所述滤波电路21输入端电性连接；
所述滤波电路21输出端与所述微处理器23输入端电性连接；
所述微处理器23输出端与所述第三通信单元25输入端电性连接；
所述第三通信单元25输出端与所述终端3电性连接，实现信息交互；
所述电源22为所述微处理器23供电。
在实施过程中，所述信号调理电路模块2用于按照终端给出的命令，对高压开关柜内部绝缘情况进行检测；所述多路放大电路20与滤波电路21对传感器模块1检测到的信号进行放大与滤波，微处理器23对传感器模块1测得的开关柜内部温度信息进行预筛选；所述信号调理电路模块2通过第二通信单元24接收温度信息并通过第三通信单元25将预筛选后的信息传输给终端3。
优选的，所述终端3包括第四通信单元30、壳体31和设置在壳体31内的中心处理器32、存储电路单元33与显示电路单元34；其中：所述第四通信单元30接收所述第三通信单元25的的预处理后的信号，并且发送给所述中心处理器32，所述存储电路单元33和所述显示电路单元34分别与所述中心处理器32电性连接；所述外壳31采用环氧树脂材质。
在实施过程中，预筛选后的温度信息通过第四通信单元30传输到中心处理器32中进行处理，所述存储电路单元33能够将被测点温度数据进行存储，供管理人员随时查看，若柜中温度超过预定报警温度，柜内监测点的温度会实时在显示电路单元34中显示。
实施例2
如图1所示，一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统，包括传感器模块1、信号调理电路模块2和终端3；所述传感器模块1安装于开关柜柜内，用于在开关柜正常运行时采集开关柜内部的温度信息,内部有光子传感器12、制冷单元13和第一通信单元11；所述光子传感器12是碲镉汞光子型红外传感器；所述光子传感器12中的透镜材料为锗，且透镜表面镀有增透膜，透过率达到85％以上，能有效抑制太阳光干扰；所述制冷单元13采用半导体制冷器，能将传感器模块1温度保持在-30℃～-32℃，保持光子型红外传感器的灵敏度和探测率在较高水平；所述信号调理电路模块2包括第二通信单元24、多路放大电路20、滤波电路21、电源22、微处理器23和第三通信单元25，用于按照终端3给出的命令，对高压开关柜内部绝缘情况进行检测；所述多路放大电路20与滤波电路21将传感器输出的信号进行放大、滤波，之后转化为与红外辐射成比例的电压信号，从而实现对温度的测量，所述微处理器23用于将光子传感器12测得的数据在传输前预筛选，如果被测点的温度值低于预定筛选温度，则认为此点没有发生绝缘缺陷，丢弃此点数据，所述信号调理电路模块2通过第三通信单元25将预筛选后的温度信息传输给终端3；所述终端3包括第四通信单元30、外壳31、中心处理器32、存储电路单元33、显示电路单元34，中心处理器32、存储电路单元33和显示电路单元34设置在外壳31内；所述终端3通过第四通信单元30得到被测点的温度信息后，中心处理器32对数据进行二次处理；若连续三个被测点的温度超过预定报警温度，则终端3将通过声、光方式进行报警，并实时显示该点的温度值；所述存储电路单元33能够将被测点温度数据进行存储，供管理人员随时查看。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统，包括开关柜，其特征在于：还包括传感器模块(1)、信号调理电路模块(2)和终端(3)；所述传感器模块(1)设置在所述开关柜内，所述传感器模块(1)与所述信号调理电路模块(2)无线通信连接；所述信号调理电路模块(2)与所述终端(3)设置在开关柜外部，通过电信号建立连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统，其特征在于：所述传感器模块(1)包括第一通信单元(11)与光子传感器(12)；其中：
所述光子传感器(12)输出端与所述第一通信单元(11)输入端电性连接；所述第一通信单元(11)输出端与所述信号调理电路模块(2)无线通信连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统，其特征在于：所述开关柜中还设置有制冷单元，用于维持所述传感器模块(1)的温度。
4.根据权利要求2所述的一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统，其特征在于：所述光子传感器(12)是碲镉汞光子型红外传感器。
5.根据权利要求4所述的一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统，其特征在于：所述光子传感器(12)包括锗材料的透镜，且透镜材料表面镀有增透膜。
6.根据权利要求3所述的一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统，其特征在于：所述制冷单元采用半导体制冷器。
7.根据权利要求2所述的一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统，其特征在于：所述信号调理电路模块(2)包括多路放大电路(20)、滤波电路(21)、电源(22)、微处理器(23)、第二通信单元(24)和第三通信单元(25)；其中：
所述第二通信单元(24)输入端与所述第一通信单元(11)输出端无线通信连接；
所述第二通信单元(24)输出端与所述多路放大电路(20)输入端电性连接；
所述多路放大电路(20)输出端与所述滤波电路(21)输入端电性连接；
所述滤波电路(21)输出端与所述微处理器(23)输入端电性连接；
所述微处理器(23)输出端与所述第三通信单元(25)输入端电性连接；
所述第三通信单元(25)输出端与所述终端(3)电性连接，实现信息交互；
所述电源(22)为所述微处理器(23)供电。
8.根据权利要求7所述的一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统，其特征在于：所述终端(3)包括第四通信单元(30)、壳体(31)和设置在壳体(31)内的中心处理器(32)、存储电路单元(33)与显示电路单元(34)；其中：所述第四通信单元(30)接收所述第三通信单元(25)的的预处理后的信号，并且发送给所述中心处理器(32)，所述存储电路单元(33)和所述显示电路单元(34)分别与所述中心处理器(32)电性连接。
9.根据权利要求7所述的一种基于光子传感器的开关柜绝缘缺陷检测系统，其特征在于：所述壳体(31)采用环氧树脂材质。
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