CN102221653A - 一种基于紫外光功率法的电力设备放电检测仪 - Google Patents

一种基于紫外光功率法的电力设备放电检测仪 Download PDF

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周军
范康林
范炯
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Abstract

一种基于紫外光功率法的电力设备放电检测仪，由电源电路、传感器单元、信号处理单元、中央处理器、液晶显示单元、无线通讯单元以及PC机组成，其中，信号处理单元又由信号放大电路、滤波电路和AD转换电路顺次级联组成。利用传感器采集设备放电产生的紫外线，通过计算这部分光强的即时功率，从而获得放电的平均放电能量，达到对电力设备放电进行检测的目的。通过对采集信息进行处理，将电力设备的放电情况以柱状图的形式显示在液晶显示器，并通过GPRS无线通讯设备传送到计算机上进一步分析处理，并向相关管理人员显示电力设备的放电状况，实现对电力设备放电的检测。本装置具有功率损耗低，灵敏度高，结构简单的特点。

Description

一种基于紫外光功率法的电力设备放电检测仪
技术领域
本发明涉及电力设备放电检测领域，特别涉及到一种利用紫外光功率法的电力设备放电检测装置。
背景技术
随着我国电力工业的发展和电网负荷需求的提高,要求电力系统在运行过程中保证发供电的安全性和稳定性，为用户提供可靠的电力资源。电力设备放电现象的长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿，影响电力系统运行的安全稳定的运行。传统的对电力设备的预防维护有人力花费较多且要安排停电作业等缺点，因此，研究电力设备的放电现象，找出相应的检测手段已引起国内外科技工作者的普遍重视。
目前，现有紫外成像技术主要针对的是较为明显放电现象，测量的结果精度不高、灵敏度低，易受到地理位置限制，导致实际检测效果不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、灵敏度高的一种基于紫外光功率法的电力设备放电监测仪。
本发明的目的是这样实现的：一种基于紫外光功率法的电力设备放电检测仪，由电源电路、传感器单元、信号处理单元、中央处理器、液晶显示单元、无线通讯单元及PC机构成；
电源电路采用三端可调式集成稳压器LM317构成稳压电源电路，并分别向传感器单元、信号处理单元、中央处理器、液晶显示单元、无线通讯单元供电；
传感器单元采用德国IFW公司的紫外探测器JEC 0.1 C，用作采集电力设备放电的紫外线，其输出端与信号处理单元相连；
信号处理单元由信号放大电路、滤波电路以及AD转换电路顺次级联组成，信号放大电路采用MOTOROLA公司的MHW1224芯片组成，滤波电路采用过零比较器LM339组成，AD转换电路采用TLC1543芯片组成，AD转换电路输出端与中央处理器连接；
中央处理器采用美国silicon公司的高性能微处理器C805IF330，其输出端分别与液晶显示单元和无线通讯单元连接；
无线通讯单元采用西门子公司的mc37i GPRS芯片，其输出端与PC机连接；
上述中央处理器还设有以紫外光平均功率表述的平均放电能量计算装置：根据下式计算在0～T监测周期内的紫外光平均功率：
Figure 2011100778762100002DEST_PATH_IMAGE002
式中，为所测的紫外光平均功率；
Figure 2011100778762100002DEST_PATH_IMAGE006
为探测器的吸收系数；
Figure 2011100778762100002DEST_PATH_IMAGE008
为监测的计算周期；为紫外辐照度；
Figure 2011100778762100002DEST_PATH_IMAGE012
到
Figure 2011100778762100002DEST_PATH_IMAGE014
为不同波长的紫外光；为波长为
Figure 2011100778762100002DEST_PATH_IMAGE018
时，据光源法线向量出
Figure 2011100778762100002DEST_PATH_IMAGE020
处的光谱辐照度（假设传感器距光源处距离为
Figure 822792DEST_PATH_IMAGE020
）；
Figure 2011100778762100002DEST_PATH_IMAGE022
为传感器的光谱灵敏度。
本发明主要是通过传感器采集设备放电产生的紫外线，通过计算这部分光强的即时功率，从而获得放电的平均放电能量，达到对电力设备放电进行检测的目的。通过对采集信息进行处理，将电力设备的放电情况以柱状图的形式显示在液晶显示器，并通过GPRS无线通讯设备传送到计算机上进一步分析处理，向相关管理人员显示电力设备的放电状况，实现对电力设备放电的检测。
本发明的有益效果是：本发明提供的电力设备放电检测仪，结构简单，价格便宜，可靠性高，功率损耗低，灵敏度高等特点。
本装置适合于电力设备放电的检测，从而可以减少因电力设备放电引起电力设备绝缘劣化甚至击穿，提高电力设备运行的可靠性及稳定性。
附图说明
图1是本发明硬件结构框图。
图2是本发明信号处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图对发明作进一步说明。
参见图1，本发明由电源电路1、传感器单元2、信号处理单元3、中央处理器4、液晶显示单元5、无线通讯单元6及PC机7构成；
电源电路1采用三端可调式集成稳压器LM317构成稳压电源电路，并分别向传感器单元2、信号处理单元3、中央处理器4、液晶显示单元5、无线通讯单元6供电；
传感器单元2采用的是德国IFW公司的紫外探测器JEC 0.1 C，用作采集电力设备放电的紫外线，其输出端与信号处理单元3相连；
信号处理单元3由信号放大电路、滤波电路以及AD转换电路顺次级联组成，信号放大电路采用MOTOROLA公司的MHW1224芯片组成，滤波电路采用过零比较器LM339组成，AD转换电路采用TLC1543芯片组成，AD转换电路输出端与中央处理器4连接；
中央处理器4采用的是美国silicon公司的高性能微处理器C805IF330，其输出端分别与液晶显示单元5和无线通讯单元6连接；
无线通讯单元6采用西门子公司的mc37i GPRS芯片，其输出端与PC机7连接；
上述中央处理器4还设有以紫外光平均功率表述的平均放电能量计算装置：根据下式计算在0～T监测周期内的紫外光平均功率：
Figure 727163DEST_PATH_IMAGE002
式中，
Figure 745541DEST_PATH_IMAGE004
为所测的紫外光平均功率；
Figure 622230DEST_PATH_IMAGE006
为探测器的吸收系数；
Figure 507009DEST_PATH_IMAGE008
为监测的计算周期；
Figure 836360DEST_PATH_IMAGE010
为紫外辐照度；
Figure 599041DEST_PATH_IMAGE012
到
Figure 392554DEST_PATH_IMAGE014
为不同波长的紫外光；
Figure 448235DEST_PATH_IMAGE016
为波长为
Figure 825733DEST_PATH_IMAGE018
时，据光源法线向量出
Figure 625062DEST_PATH_IMAGE020
处的光谱辐照度（假设传感器距光源处距离为
Figure 210764DEST_PATH_IMAGE020
）；
Figure 204390DEST_PATH_IMAGE022
为传感器的光谱灵敏度。
PC机对传输到来的采集信号进行分析管理；传感器单元采用的是德国IFW公司的紫外探测器JEC 0.1 C，感光波长为220 – 275nm，感光面积为0.25 x 0.25mm。该探测器含UVC滤光透镜，该透镜透过的中心波长为265nm ，保证采集紫外信号不受日光和其他因素的干扰。
信号处理单元3由信号放大电路、滤波电路及AD转换电路顺次级联构成。信号放大单元采用MOTOROLA公司的MHW1224，可设置信号放大倍数；滤波电路采用过零比较器LM339，依据带宽对紫外信号进行甄别；AD转换电路采用TLC1543芯片对采集的放电信号进行AD转换。紫外信号经信号处理单元3处理后送入中央处理器4。
中央处理器4采用美国silicon公司C8051F系列高性能微处理器C8051F330，对信号处理模块传入信号的数字量进行单位时间的积分，得到平均放电能量，实现对电力设备放电的检测。数据的测量精度可以通过调节积分时间提高，并将计算的数据处理后以柱状图的形式在液晶屏上显示，也可通过无线通讯单元6传输到PC机7上分析处理，向相关管理人员显示电力设备的放电状况。
电源电路1采用三端可调式集成稳压器LM317构成稳压电源电路。集成稳压器LM317的输出电压范围是1.2V至37V，负载电流最大为1.5A。

Claims (2)

1.一种基于紫外光功率法的电力设备放电检测仪，其特征在于：由电源电路（1）、传感器单元（2）、信号处理单元（3）、中央处理器（4）、液晶显示单元（5）、无线通讯单元（6）及PC机（7）构成；
电源电路（1）采用三端可调式集成稳压器LM317构成稳压电源电路，并分别向传感器单元（2）、信号处理单元（3）、中央处理器（4）、液晶显示单元（5）、无线通讯单元（6）供电；
传感器单元（2）采用德国IFW公司的紫外探测器JEC 0.1 C，用作采集电力设备放电的紫外线，其输出端与信号处理单元（3）相连；
信号处理单元（3）由信号放大电路、滤波电路以及AD转换电路顺次级联组成，信号放大电路采用MOTOROLA公司的MHW1224芯片组成，滤波电路采用过零比较器LM339组成，AD转换电路采用TLC1543芯片组成，AD转换电路输出端与中央处理器（4）连接；
中央处理器（4）采用美国silicon公司的高性能微处理器C805IF330，其输出端分别与液晶显示单元（5）和无线通讯单元（6）连接；
无线通讯单元（6）采用西门子公司的mc37i GPRS芯片，其输出端与PC机（7）连接；
上述中央处理器（4）还设有以紫外光平均功率表述的平均放电能量计算装置：
根据下式计算在0～T监测周期内的紫外光平均功率：
Figure 2011100778762100001DEST_PATH_IMAGE002
式中，为所测的紫外光平均功率；
Figure 2011100778762100001DEST_PATH_IMAGE006
为探测器的吸收系数；
Figure 2011100778762100001DEST_PATH_IMAGE008
为监测的计算周期；
Figure 2011100778762100001DEST_PATH_IMAGE010
为紫外辐照度；
Figure 2011100778762100001DEST_PATH_IMAGE012
到为不同波长的紫外光；
Figure 2011100778762100001DEST_PATH_IMAGE016
为波长为
Figure 2011100778762100001DEST_PATH_IMAGE018
时，据光源法线向量出
Figure 2011100778762100001DEST_PATH_IMAGE020
处的光谱辐照度，假设传感器距光源处距离为
Figure 628185DEST_PATH_IMAGE020
；
Figure 2011100778762100001DEST_PATH_IMAGE022
为传感器的光谱灵敏度。
2.根据权利要求1所述的一种基于紫外光功率法的电力设备放电检测仪，其特征是：所述液晶显示单元（5）采用北京华仪宏宇科技有限责任公司的图形点阵液晶模块12864D1组成。
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