CN103760479B - 便携式电晕定位仪 - Google Patents
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Abstract
便携式电晕定位仪，包括壳体、安装在壳体上的控制面板，壳体内部安装有扬声器和电路板，壳体上安装有激光头，多个话筒，多个话筒连接模拟信号处理模块，模拟信号处理模块连接A/D转换模块，A/D转换模块连接处理器模块，所述控制面板设有LCD显示屏，LCD显示屏连接处理器模块。壳体头部安装有三个话筒：第一话筒A、第二话筒B和第三话筒C，所述三个话筒在壳体头部排列成正三角形的三个顶点，激光头安装所述正三角形的中心位置。在语音提示下，通过手转动本发明定位仪，使液晶屏上合向量的光斑落到坐标原点，此时激光头照在设备或导线上的光点即为电晕点。本发明便携式电晕定位仪，为变电站、输电线路上电晕点精确定位，为电晕原因的快速排除提供依据。
Description
技术领域
本发明便携式电晕定位仪，适用于电力设备、输电线路的电晕精确定位。
背景技术
由于机械损伤，如：毛刺、擦伤；污秽，如：油滴、固体微粒；降水，如：水滴、露、雪、雨、冰霜等。使得导线表面变得粗糙，从而导致局部电场强度增加，使得在电压远比表面无损伤的清洁导线自持放电起始电压低的情况下，在导线上产生电晕现象。变电站、输电线路上的电晕会带来许多不利影响。放电的脉冲波形成高频电磁波，引起站内设备、无线电及载波干扰；还能使空气发生化学反应，生成臭氧及氧化氮等产物，引起绝缘及金属腐蚀；电晕产生的脉冲噪音引起人们的烦恼；电晕还引起大量的电能损耗，严重时会造成供电事故。因此，尽早发现电线上的电晕放电现象，并进行相应的处理，有助于防患于未然。
俄专家开发出可观测输电线上电晕的电子光学仪器，有助于工作人员及时发观输电线路上的电晕。研究发现，在电晕放电最初产生的一段时期内，放射出的电磁波主要为紫外线。因此人无法用肉眼或借助望远镜发现这种情况。为解决这一问题，研究人员分析了高压导线的电晕放电特性，研制出了紫外望远镜，借助望远镜的移动，可以发现早期电晕，并定位电晕点；有助于电晕的处理，但这种望远镜的价格昂贵，差不多要人民币100万/台。
发明内容
本发明提供一种便携式电晕定位仪，为变电站、输电线路上电晕点精确定位，为电晕原因的快速排除提供依据。
本发明采取的技术方案为：便携式电晕定位仪，包括壳体、安装在壳体上的控制面板，壳体内部安装有扬声器和电路板，壳体上安装有激光头，多个话筒，多个话筒连接模拟信号处理模块，模拟信号处理模块连接A/D转换模块，A/D转换模块连接处理器模块，所述控制面板设有LCD显示屏，LCD显示屏连接处理器模块。
壳体头部安装有三个话筒：第一话筒A、第二话筒B和第三话筒C，所述三个话筒在壳体头部排列成正三角形的三个顶点，激光头安装所述正三角形的中心位置。
所述话筒为单指向驻极体咪头。所述处理器模块采用单片机。
本发明便携式电晕定位仪，和紫外望远镜相比，结构和测试方法简单，价格低廉，且体积小，便于携带。非常适合于输电线路，尤其是变电站内众多设备多层布置的电晕点定位。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明便携式电晕定位仪功能模块连接图。
图2为本发明便携式电晕定位仪声源定位示意图。
图3为本发明便携式电晕定位仪的话筒、激光头布置图。
具体实施方式
工作原理：
电气设备的电晕总是伴随着发声现象，电晕放电声就是一个点声源。电晕越严重，电晕声就越强。利用空间中按一定规则排列的3只单一指向的话筒，分别采集电晕放电的声音信号，对三路声波分别进行放大、积分、分析计算，得出电晕放电三路音频信号的幅值强度，再用单片机进行处理，得出瞄准点距放电点的偏移位置，并显示在LCD液晶屏上。
转动本发明便携式电晕定位仪，使偏移位置为0，即LCD液晶屏上合向量的光斑（瞄准点）落到坐标原点，此时该定位仪上发出的激光照在电力设备上的点即为声源，即电晕点。
实施例：
便携式电晕定位仪，包括壳体、安装在壳体上的控制面板，壳体内部安装有扬声器和电路板，壳体头部安装有三个话筒：第一话筒A、第二话筒B和第三话筒C，所述三个话筒在壳体头部排列成正三角形的三个顶点，激光头安装所述正三角形的中心位置。三个话筒分别连接模拟信号处理模块，模拟信号处理模块连接A/D转换模块，A/D转换模块连接处理器模块。所述控制面板安装有LCD显示屏和扬声器，LCD显示屏和扬声器分别连接至处理器模块，LCD显示屏显示激光瞄准点距声源S的偏移量的大小，扬声器进行语音提示。
如图2所示，模拟信号处理模块：由增益可调的前置放大电路、电子开关、积分电路等组成。本发明便携式电晕定位仪的壳体内安装有电源模块，电源模块为实现便携检测，采用电池供电，电路包括对各种芯片所需电压等级的转换。所述话筒为驻极体咪头。所述处理器模块采用单片机。激光头用来指示声源即电晕点的位置，扬声器和LCD显示屏指示本发明定位仪的头部偏离声源的方位和大小。
当需要定位电晕点时，按动控制面板上的电源按钮，使本发明定位仪处于工作状态，将发明定位仪的头部指向电晕点的大致方位，根据扬声器的语音提示和显示屏指示，通过手转动本发明定位仪，使液晶屏上合向量的光斑落到坐标原点，此时激光头照在设备或导线上的光点（瞄准点），就是电晕点。
瞄准点距声源的偏移量计算方式如下：
如图2所示，在坐标系的3个互成120°方位上分别固定三个话筒：第一话筒A、第二话筒B和第三话筒C，所述三个话筒坐标为：（XA、YA）,(XB、YB),(XC、YC)。在原点O位置上安装定位指示激光头，其坐标位置为(0,0)。声源S发出电晕声后，三个话筒接收到的信号强度分别为A、B、C。激光头在三个话筒的对称中心位置。当激光头对准声源S时，即：激光指到电晕点。三个话筒接收的声音强度相同。三路信号的合向量为0。在液晶屏上，合向量落在坐标原点。
若激光头没有对准电晕点，三个话筒接收的声音强度不再相同，面向电晕点的话筒接收的声音强度高，背向电晕点的话筒接收的声音强度低，三路信号的合向量不再为0，在液晶屏上，合向量不再落到坐标原点，而是偏向靠近声源的话筒一侧。往此方向旋转该定位仪的头部，直至合向量落到坐标原点，即合向量为0，此时激光头对准的电力设备上的瞄准点即为电晕点。
由于最终需要计算三路信号的合向量，所以先要求出A、B、C三点的坐标，再用坐标运算求出合向量。由图2可知A点所在线与X轴成α=30°，A点的幅值OA为A，则由三角函数可得A点的坐标为:
(1)
B点所在线与X轴成β=-30°，B点的幅值OB为B，则由三角函数可得A点的坐标为：
（2）
C点Y轴的负半轴上，C点的幅值OC为C，则由三角函数可得C点的坐标为：
(3)
A、B、C三点用向量表示为：
(4)
因此，合向量在直角坐标系中的坐标为：
(5)
Claims (4)
1.便携式电晕定位仪，包括壳体、安装在壳体上的控制面板，壳体内部安装有扬声器和电路板，其特征在于，壳体上安装有激光头，三个话筒，三个话筒连接模拟信号处理模块，模拟信号处理模块连接A/D转换模块，A/D转换模块连接处理器模块，所述控制面板设有LCD显示屏，LCD显示屏连接处理器模块；所述三个话筒：第一话筒（A）、第二话筒（B）和第三话筒（C）安装在壳体头部，所述三个话筒在壳体头部排列成正三角形的三个顶点，激光头安装所述正三角形的中心位置；转动该便携式电晕定位仪，使偏移位置为0，即LCD显示屏上合向量的光斑落到坐标原点，此时该定位仪上发出的激光照在电力设备上的点即为声源，即电晕点；LCD显示屏显示激光瞄准点距声源（S）的偏移量的大小，扬声器进行语音提示。
2.根据权利要求1所述便携式电晕定位仪，其特征在于，所述话筒为单指向驻极体咪头。
3.根据权利要求1所述便携式电晕定位仪，其特征在于，所述处理器模块采用单片机。
4.采用如权利要求1~3任意一项所述的便携式电晕定位仪的电晕放电定位方法，其特征在于，第一话筒（A）、第二话筒（B）和第三话筒（C），分别采集电晕放电的声音信号，对三路声波分别进行处理和计算，得出瞄准点距放电点的偏移位置，转动定位仪，使偏移位置为0，此时定位仪上发出的激光照在电力设备上的点即为声源，也就是电晕点；
第一话筒（A）、第二话筒（B）和第三话筒（C）用来检测不同方位声波的大小；
激光头用来指示声源（S），即电晕点的位置；
扬声器和LCD显示屏指示定位仪的头部偏离声源（S）的方位和大小；
处理器模块上运行有定位程序，它实时计算激光瞄准点距声源（S）的偏移量的大小，显示在LCD显示屏上，并语音提示。
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