CN104502034A - 基于电容感应式变电站房屋漏水在线监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于电容感应式变电站房屋漏水在线监测系统及方法，包括电容传感器漏水检测仪、集中监测装置、云服务中心；电容传感器漏水检测仪安装变电站房屋顶上，电容传感器漏水检测仪与集中监测装置之间采用有线或无线传输数据；集中监测装置与云服务中心通过有线或无线方式传递数据信息；单电容极板与房屋铺设的钢筋条构成电容器，防水层就是电容器极板间的电介质，若防水层发生渗漏，水的浸入将会引起防水层介电常数变大，极板问输出电容值也将变大，这样根据电容量的变化就可判断房屋是否漏水，实现变电站平面屋顶漏水的在线监测。

Description

基于电容感应式变电站房屋漏水在线监测系统及方法

技术领域

本发明涉及一种基于电容感应式变电站房屋漏水在线监测系统及方法，属于电力技术领域。

背景技术

造成房屋屋顶渗漏的原因很多，但从大的方面来说可以分为客观因素和主观因素。客观因素：包括气温变化、材料干缩、结构变形、某些液、气体的侵蚀以及其他外力作用。

气温变化：目前大多数房屋的材料由于温度的变化产生热胀冷缩， 当气温变化时建筑物的构件会同样产生伸缩。当某些受约束的构件伸缩所产生的内应力超过构件本身所能承受的能力时，便会裂开、漏水。建筑物表面温度，夏季在太阳直晒下可高达50℃以上，而冬季最低时也会有0℃左右，温差达50℃。一般3.3m开间的钢筋混凝土墙，在此温差情况下，伸缩可达2mm，开间越大，伸缩越厉害。

材料干缩：许多材料都会产生干缩现象。例如普通混凝土浇灌后28d，干缩引起的变形为0.05mm/m，三个月为0.1mm/m，一年为0.2mm/m。对于尺寸较大的整体浇灌混凝土来说，所产生的干缩就相当可观了，处理不当往往导致干裂，而且这种干裂常发生在若干年之后。

结构变形：建筑物在强风和地震力的作用下，高低层建筑物的连接部位，产生不均匀沉降，变形达到一定限度便可能将材料拉裂，遇水当然渗漏了。

主观因素：防水设计不合理、防水质量差等。

防水设计不合理：设计人员缺乏防水知识，没有根据不同的建筑标准，使用功能，气候条件等采取不同的防水措施和选择不同的防水材料。对新型防水材料不了解，近十几年，各种防水材料发展很快，出现了许多新型防水卷材、防水涂料等。有些设计人员信息不灵，不知道更不了解新型防水材料及其性能，由于未掌握其性能，使用不当，也会引起建筑物渗漏。

防水质量差：有些生产防水材料的原材料本身质量就没有保证。某些高分子防水材料所用的化工原料，性能也不稳定，不同批号的原料所生产的防水材料，质量相差很大。某些小厂生产技术不过关，设备简陋，缺乏技术人员和管理人员，生产工艺不规范，没有可靠的质量保证体系。而且有些厂家受利益驱使，偷工减料，再加上市场管理混乱，厂家以次充好，欺骗用户。

对于变电所内的建筑（如开关室等）因建造年份长屋顶（平顶）老化，强降雨时，排水来不及，会出现屋顶积水渗漏到屋内，已造成屋内设备停运或故障发生，因此为了及时发现漏水现象，减小事故发生本发明提出一种平面屋顶雨水渗漏在线检测系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，如何利用平顶房屋钢筋与单电容极板构成的电容器，采用电容感应原理，实现平顶楼房漏水的在线监测，以保证变电站设备健康安全运行。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于电容感应式变电站房屋漏水在线监测系统，包括电容传感器漏水检测仪、集中监测装置、云服务中心；所述电容传感器漏水检测仪安装变电站房屋顶上，电容传感器漏水检测仪与集中监测装置之间采用有线或无线传输数据；集中监测装置与云服务中心通过有线或无线方式传递数据信息，云服务中心接收来自集中采集装置房屋漏水数据，对接收的数据进行分析、存储、统计，画出房屋漏水分布曲线，形成各类统计报表。

上述电容传感器漏水检测仪包括电容极板、信号预处理电路、微处理器、地址电路、显示电路、按键电路、存储电路、时钟电路、电源电路、通信接口电路；电容极板的输出端与信号预处理电路的输入端连接；信号预处理电路的输出端与微处理器连接；显示电路的输入端与微处理器的I/O口连接；按键电路输出端与微处理器的I/O口连接；存储电路和时钟电路分别与微处理器对应口连接；电源电路的输出端与微处理器电源端连接；通信接口电路输入端与微处理器的通信口连接。

上述电容极板为单电容极板，包括薄金属板、橡胶板、连接导线；连接导线一端与簿铜箔连接，另一端与信号预处理电路的输入端连接；薄金属浇筑在橡胶板内部；测量时将单电容极板放置在房屋顶上，单电容极板与房屋铺设的钢筋条构成电容器；防水层就是单电容器极板间的电介质。

上述薄金属板材料是薄铝板或薄铜板。

上述集中监测装置包括下位机通信接口电路、集中采集微处理器、上位机通信接口电路、地址电路、集中显示电路；下位机通信接口电路输入端与基于电容传感器的漏水检测仪通过有线或无线连接；下位机通信接口电路输出端与集中采集微处理器连接；上位机通信接口电路输入端与集中采集微处理器连接；上位机通信接口电路输出端与云服务中心通过有线或无线连接；地址电路输出端与集中采集微处理器I/O口连接；集中显示电路的输入端与集中采集微处理器I/O口连接。

一种基于电容感应式变电站房屋漏水在线监测方法，利用上述的系统，包括如下步骤：

（1）、将电容极板均匀布置在屋顶平面上，就均匀划地将屋顶平面分为若干检测单元；

（2）、由电容传感器漏水检测仪采集存储每个单元的电容极板检测的数据，当屋顶发生漏水时雨水就会渗入到电容极板和钢筋板夹层中，使电容量增加，深水不同电容量变化的也不同，根据电容量的变化来判断房屋顶面是否漏水及漏水；

（3）、根据电容极板检测的漏水数据绘制出屋顶平面漏水情况数据分布图；（4）、根据屋顶平面漏水情况数据分布图获得整个屋面的渗漏分布情况，

从而最终判断出漏水的位置、大小。

本发明所达到的有益效果：

系统采用电容传感器，单电容极板与房屋铺设的钢筋条构成电容器，防水层就是电容器极板间的电介质，若防水层发生渗漏，水的浸入将会引起防水层介电常数变大，极板问输出电容值也将变大，这样根据电容量的变化就可判断房屋是否漏水，实现变电站平面屋顶漏水的在线监测。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为电容传感器漏水检测仪的结构图。

图3为集中监测装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种基于电容感应式变电站房屋漏水在线监测系统，包括电容传感器漏水检测仪、集中监测装置、云服务中心；所述电容传感器漏水检测仪安装变电站房屋顶上，电容传感器漏水检测仪与集中监测装置之间采用有线或无线传输数据；集中监测装置与云服务中心通过有线或无线方式传递数据信息，云服务中心接收来自集中采集装置房屋漏水数据，对接收的数据进行分析、存储、统计，画出房屋漏水分布曲线，形成各类统计报表。

如图2所示，上述电容传感器漏水检测仪包括电容极板、信号预处理电路、微处理器、地址电路、显示电路、按键电路、存储电路、时钟电路、电源电路、通信接口电路；电容极板的输出端与信号预处理电路的输入端连接；信号预处理电路的输出端与微处理器连接；显示电路的输入端与微处理器的I/O口连接；按键电路输出端与微处理器的I/O口连接；存储电路和时钟电路分别与微处理器对应口连接；电源电路的输出端与微处理器电源端连接；通信接口电路输入端与微处理器的通信口连接。

上述电容极板为单电容极板，包括薄金属板、橡胶板、连接导线；连接导线一端与簿铜箔连接，另一端与信号预处理电路的输入端连接；薄金属浇筑在橡胶板内部；测量时将单电容极板放置在房屋顶上，单电容极板与房屋铺设的钢筋条构成电容器；防水层就是单电容器极板间的电介质。若防水层发生渗漏，水的浸入将会引起防水层介电常数变大，极板问输出电容值也将变大。

上述薄金属板材料是薄铝板或薄铜板。

如图3所示，上述集中监测装置包括下位机通信接口电路、集中采集微处理器、上位机通信接口电路、地址电路、集中显示电路；下位机通信接口电路输入端与基于电容传感器的漏水检测仪通过有线或无线连接；下位机通信接口电路输出端与集中采集微处理器连接；上位机通信接口电路输入端与集中采集微处理器连接；上位机通信接口电路输出端与云服务中心通过有线或无线连接；地址电路输出端与集中采集微处理器I/O口连接；集中显示电路的输入端与集中采集微处理器I/O口连接。

一种基于电容感应式变电站房屋漏水在线监测方法，利用上述的系统，包括如下步骤：

（1）、将电容极板均匀布置在屋顶平面上，就均匀划地将屋顶平面分为若干检测单元；

（2）、由电容传感器漏水检测仪采集存储每个单元的电容极板检测的数据，当屋顶发生漏水时雨水就会渗入到电容极板和钢筋板夹层中，使电容量增加，深水不同电容量变化的也不同，根据电容量的变化来判断房屋顶面是否漏水及漏水；

（3）、根据电容极板检测的漏水数据绘制出屋顶平面漏水情况数据分布图；（4）、根据屋顶平面漏水情况数据分布图获得整个屋面的渗漏分布情况，

从而最终判断出漏水的位置、大小。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1. 一种基于电容感应式变电站房屋漏水在线监测系统，其特征在于：包括电容传感器漏水检测仪、集中监测装置、云服务中心；所述电容传感器漏水检测仪安装变电站房屋顶上，电容传感器漏水检测仪与集中监测装置之间采用有线或无线传输数据；集中监测装置与云服务中心通过有线或无线方式传递数据信息，云服务中心接收来自集中采集装置房屋漏水数据，对接收的数据进行分析、存储、统计，画出房屋漏水分布曲线，形成各类统计报表。

2.  根据权利要求1所述的基于电容感应式变电站房屋漏水在线监测系统，其特征在于：所述电容传感器漏水检测仪包括电容极板、信号预处理电路、微处理器、地址电路、显示电路、按键电路、存储电路、时钟电路、电源电路、通信接口电路；电容极板的输出端与信号预处理电路的输入端连接；信号预处理电路的输出端与微处理器连接；显示电路的输入端与微处理器的I/O口连接；按键电路输出端与微处理器的I/O口连接；存储电路和时钟电路分别与微处理器对应口连接；电源电路的输出端与微处理器电源端连接；通信接口电路输入端与微处理器的通信口连接。

3.  根据权利要求2所述的基于电容感应式变电站房屋漏水在线监测系统，其特征在于：所述电容极板为单电容极板，包括薄金属板、橡胶板、连接导线；连接导线一端与簿铜箔连接，另一端与信号预处理电路的输入端连接；薄金属浇筑在橡胶板内部；测量时将单电容极板放置在房屋顶上，单电容极板与房屋铺设的钢筋条构成电容器；防水层就是单电容器极板间的电介质。

4. 根据权利要求3所述的基于电容感应式变电站房屋漏水在线监测系统，其特征在于：所述薄金属板材料是薄铝板或薄铜板。

5. 根据权利要求1所述的基于电容感应式变电站房屋漏水在线监测系统，其特征在于：所述集中监测装置包括下位机通信接口电路、集中采集微处理器、上位机通信接口电路、地址电路、集中显示电路；下位机通信接口电路输入端与基于电容传感器的漏水检测仪通过有线或无线连接；下位机通信接口电路输出端与集中采集微处理器连接；上位机通信接口电路输入端与集中采集微处理器连接；上位机通信接口电路输出端与云服务中心通过有线或无线连接；地址电路输出端与集中采集微处理器I/O口连接；集中显示电路的输入端与集中采集微处理器I/O口连接。

6. 一种基于电容感应式变电站房屋漏水在线监测方法，其特征在于利用权利要求1-5所述的系统，包括如下步骤：

（1）、将电容极板均匀布置在屋顶平面上，就均匀划地将屋顶平面分为若干检测单元；

（2）、由电容传感器漏水检测仪采集存储每个单元的电容极板检测的数据，当屋顶发生漏水时雨水就会渗入到电容极板和钢筋板夹层中，使电容量增加，深水不同电容量变化的也不同，根据电容量的变化来判断房屋顶面是否漏水及漏水；

（3）、根据电容极板检测的漏水数据绘制出屋顶平面漏水情况数据分布图；（4）、根据屋顶平面漏水情况数据分布图获得整个屋面的渗漏分布情况，

从而最终判断出漏水的位置、大小。