一種電氣設備故障檢測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電氣設備領域，涉及電氣設備的故障監測，具體涉及一種基于紅外和紫外兩種信號融合的監測電氣設備故障的系統。
【背景技術】
[0002]目前，隨著電壓等級不斷升高，伴隨經濟快速發展，各種工農業污染物不斷增多，以及因環境破壞造成的極端天氣因素，使得電力線路和設備的絕緣惡化程度越來越嚴重。絕緣事故占到整個電力系統事故的第二位，在強電場，通流狀態下，電氣設備絕緣中一些薄弱的部分就會發生局部放電，由于局部放電，會引起異常發熱，從而引發電力系統事故。現有的電氣設備故障檢測系統功能單一，不能綜合溫升和放電量兩種故障信號，從而無法對設備故障情況進行準確的綜合性分析判斷，不能識別早期發展性缺陷，且溫度測量多采用接觸測溫，實地操作不便。
【實用新型內容】
[0003]為了解決現有技術存在的上述問題，本實用新型提供了一種用于電氣設備故障的監測系統。
[0004]本實用新型所采用的技術方案為:一種電氣設備故障檢測系統，包括電源模塊、單片機、PC機、紅外傳感器和紫外傳感器；所述紅外傳感器、紫外傳感器、單片機分別通過導線與電源模塊的輸出端相連接，所述紅外傳感器、紫外傳感器分別通過導線與單片機輸入端相連，所述單片機輸出端與PC機通過串口線連接。
[0005]所述的單片機采用STC12C5A60S2單片機。
[0006]所述的紅外傳感器為燃太TN907紅外測溫傳感器。
[0007]所述的紫外傳感器為R2868火焰傳感器。
[0008]所述的R2868火焰傳感器與單片機之間連接有一 C3704驅動電路。
[0009]本實用新型的有益效果為:本實用新型的檢測系統具有紅外傳感器和紫外傳感器兩種傳感器，運用紅外傳感技術檢測電力設備被測點的溫度值，運用紫外傳感技術檢測電力設備放電產生的脈沖數，且兩種傳感器通過同一單片機進行數據處理，能有效的將電氣設備同一時間的溫度與放電信息融合，充分發揮不同光源傳感器的特點，盡可能獲取電氣設備較為全面的故障信息，便于后期的數據處理和準確判斷，單片機數據處理后將信號有線或無線傳輸至PC端，實現數據記錄、保存、管理，故障實時監測的功能。本實用新型紅外和紫外光電傳感融合技術的電氣設備故障檢測系統，選用工作波長在太陽盲區范圍內的紫外傳感器，檢測電力設備放電產生的脈沖數，可去除背景環境紫外輻射的干擾。紅外傳感器系統根據紅外熱輻射原理，能實現非接觸、遠距離測溫，具有實時、快速、不易受電磁干擾、安全等優點。該系統相較于常用的紅外成像儀性價比高，成本低，且測溫精度高，能實現電力設備的連續在線監測，從而保證其安全可靠運行；通過紫外信號的采集從中提取異常特征信號，并對異常發熱部件進行精確的溫度監控，將被檢測設備關鍵部位的溫度值與局部放電信號相結合進行故障診斷，從而獲得電氣設備全面的電氣參數和某些故障問題的參數、對設備中潛伏的故障或事故隱患屬性、嚴重程度做出快速診斷，并能進行實時監測，兩種傳感器都是非接觸器式，可在適當的安全距離外遠端監測，該系統對保障供輸電可靠性有重要意義，能夠應用于發電廠、變電站及輸電線路中電氣設備的監測，替代長期以來的人工巡檢觀察。該系統也可對特定工作環境下的電氣設備絕緣狀態進行監測與診斷，比如對易受自然鹽堿、潮濕等環境影響的船用電氣設備進行故障監測和診斷，有助于提高電氣設備在特定環境下的運行可靠性。
【附圖說明】
[0010]圖1.是本實用新型的結構示意圖；
[0011]圖2.是本實用新型單片機處理程序框圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，本實用新型提供了一種用于電氣設備故障的監測系統，包括電源模塊、單片機、PC機、紅外傳感器和紫外傳感器；電源模塊接入市電，所述紅外傳感器、紫外傳感器、單片機分別通過導線與電源模塊輸出端相連，所述紅外傳感器、紫外傳感器分別通過導線與單片機相應管腳相連。所述的單片機采用是STC12C5A60S2單片機，STC12C5A60S2是STC生產的單時鐘/機器周期(IT)的單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，比普通的51單片機多兩個定時器多I個串口，兩傳感器各用一個串口，將信號傳至單片機，在同樣的晶振條件下，該單片機速度是普通51單片機的8-12倍，有IK的內部擴展RAM，便于兩個傳感器同時進行數據處理和傳輸。所述的紫外傳感器為R2868火焰傳感器，所述的紅外傳感器為燃太TN907紅外測溫傳感器，所述的R2868火焰傳感器與單片機之間連接有一 C3704驅動電路。單片機VCC接電源5V，GND接地，管腳P3.1/TXD接燃太TN907紅外測溫傳感器的信號接收端R，管腳P3.0/RXD管腳接燃太TN907紅外測溫傳感器信號發出端S，管腳P3.4/T0接R2868火焰傳感器CATHODE LEAD(陰極)，由于R2868火焰傳感器需要電壓為1V的驅動電路，ANODE LEAD(陽極)接1V電源。所述紅外傳感器采集的溫度信號和紫外傳感器采集的光脈沖信號分別傳輸至單片機，單片機進行數據處理后將溫度值和光脈沖數目傳輸至PC機，所述單片機通過串行通信接口與PC機連接，所述的單片機與PC機雙向通信。所述的單片機進行數據處理后將信號也可選用無線傳輸至PC機。
[0013]電力設備放電產生的紫外線波長大多在280?400nm，小部分在230?280nm。由于太陽中<280nm的紫外線在穿過大氣時被臭氧吸收，形成太陽盲區，探測這部分波長的紫外線，可作為判斷設備放電的依據。紫外傳感器為火焰型R2868傳感器其光譜響應范圍為185-260nm,可避開可見光干擾。靈敏度為5000cmp,工作溫度為_20至60攝氏度。紫外傳感器直接測到的是光脈沖數，根據實驗研宄表明紫外傳感器采集的光脈沖數目可以直接反映電脈沖的數目，所以可認為傳至單片機的光脈沖數目與放電脈沖有量值上的關系，且日光中的紫外線不會對其產生影響，測試的極限距離可以超過30米。紅外傳感器為燃太TN907紅外測溫傳感器，其工作原理基于塞貝克效應(溫差電勢效應)，基本元件是熱電堆傳感器，可以實現無接觸測溫，測量距離和被測目標物體的直徑大小比可達到24:1。本實用新型由紅外傳感器、紫外傳感器采集數據，單片機進行數據處理等功能，然后數據信號通過串口或無線傳輸至PC端，PC機控制測量通道及對整個系統進行開、關控制，PC機對某些基本參數進行設定，比如被測物體的紅外發射率；使用時，如圖2所示，根據被測物體距紅外傳感器的距離，在PC機上設定被測物體的紅外發射率和分辨率，PC機發出指令開始接收，處理數據，打開單片機上的按鍵開關，紅外傳感器將測到的溫度值傳至單片機進行數據處理，紫外傳感器將檢測到的光脈沖數傳到同一單片機進行數據處理，單片機將數據通過串口線傳至PC機。PC機后臺系統實現數據顯示、記錄和管理功能，通過紅外通道測得的溫度值和紫外通道記錄的放電脈沖，進行綜合判斷故障類型，PC機后臺系統以組態王軟件為平臺來開發，所述系統包括了主界面，目錄界面，功能界面三大部分，可以記錄實時監測溫度和放電脈沖數據，對監測溫度和放電脈沖數據進行實時動態顯示，并可擬合為動態趨勢曲線，直觀反映出被測對象的溫度和放電脈沖的變化情況，當實時監測到的數值超過已設定的正常值時，系統發出報警聲，綜合兩種量的數據關系，給出相應故障模型判斷。系統的數據查詢功能可以查詢在某時間段內的監測到的所有溫度值和放電脈沖數，以及故障狀態，并能按使用者需求生成試驗報告，試驗報告可保存和打印。
[0014]本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種電氣設備故障檢測系統，其特征在于:包括電源模塊、單片機、PC機、紅外傳感器和紫外傳感器；所述紅外傳感器、紫外傳感器、單片機分別通過導線與電源模塊的輸出端相連接，所述紅外傳感器、紫外傳感器分別通過導線與單片機輸入端相連，所述單片機輸出端與PC機通過串口線連接。
2.根據權利要求1所述的一種電氣設備故障檢測系統，其特征在于:所述的單片機采用 STC12C5A60S2 單片機。
3.根據權利要求1所述的一種電氣設備故障檢測系統，其特征在于:所述的紅外傳感器為燃太TN907紅外測溫傳感器。
4.根據權利要求1所述的一種電氣設備故障檢測系統，其特征在于:所述的紫外傳感器為R2868火焰傳感器。
5.根據權利要求4所述的一種電氣設備故障檢測系統，其特征在于:所述的R2868火焰傳感器與單片機之間連接有一 C3704驅動電路。
【專利摘要】本實用新型涉及一種電氣設備故障檢測系統，包括電源模塊、單片機、PC機、紅外傳感器和紫外傳感器；電源模塊分別通過電源輸出線與紅外、紫外傳感器、及單片機相連，紅外、紫外傳感器分別通過導線與單片機相連，單片機通過串行通信接口與PC機連接。本實用新型通過采集紫外信號從中提取絕緣件放電的異常特征信號，并通過采集紅外信號對異常發熱部件進行精確的溫度監控，對檢測部位的溫度值與局部放電信號相結合進行故障診斷，獲得電氣設備全面的可靠性特征參數,及絕緣和熱故障問題參數，對設備中潛伏故障或隱患做出快速診斷，對保障供輸電可靠性有重要意義，能夠應用于發電廠、變電站及輸電線路中電氣設備的監測，替代長期以來的人工巡檢觀察。
【IPC分類】G01R31-12, G01J5-00, G01R31-00
【公開號】CN204479670
【申請號】CN201520110574
【發明人】馬丹睿, 金立軍
【申請人】馬丹睿, 金立軍
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年2月15日