CN105699790A - 一种高压输电线路可听放电噪声监测装置 - Google Patents

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唐重樾
赵振生
高存博
赵莉莉
王贯宇
贾多斌
崔俊峰
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Shuozhou Power Supply Co of State Grid Shanxi Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明一种高压输电线路可听放电噪声监测装置，属于输电线路噪声监测的技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种能够对高压线路可听放电噪声进行信息采集并分析，实现对输电杆塔连接点可靠性监测；采用的技术方案为：一种高压输电线路可听放电噪声监测装置，包括噪声监测传感器、A/D转换器、FPGA处理芯片、无线传输单元和远程管理主机；所述噪声监测传感器设置在杆塔电气连接处，用于实现对高压输电线路可听放电噪声的信号采集；所述噪声监测传感器的信号输出端通过A/D转换器与FPGA处理芯片相连，所述FPGA处理芯片的信号发送端通过无线传输单元与所述远程管理主机通讯；适用于电力企业。

Description

一种高压输电线路可听放电噪声监测装置
技术领域
本发明一种高压输电线路可听放电噪声监测装置，属于输电线路噪声监测的技术领域。
背景技术
输电杆塔绝缘子与电气连接点是输电杆塔及其输电网络的重要组成部分，其连接的可靠性决定了输电杆塔的健康状况，影响着输电线路的正常稳定运行。
一般情况下，在输电线路、特别是在高压线路中，电缆与杆塔或电缆之间连接时，如果两者之间的导体连接点接触不良，使得连接点发热，容易造成电缆终端头损坏，引起电气连接点发生故障，进而导致连接点处局部电场强度超过空气的电离场强，使气体发生电离和激励，产生电晕放电，给电网的安全运行带来严重隐患。
由于电晕放电往往伴随着可听噪声，因此，一种能够对高压线路可听放电噪声进行信息采集并分析，实现对输电杆塔连接点可靠性监测，对了解输电线路电气连接点的健康状况以及保障输电线路稳定健康运行具有重要的意义。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种能够对高压线路可听放电噪声进行信息采集并分析，实现对输电杆塔连接点可靠性监测。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种高压输电线路可听放电噪声监测装置，包括噪声监测传感器、A/D转换器、FPGA处理芯片、无线传输单元和远程管理主机；所述噪声监测传感器设置在杆塔电气连接处，用于实现对高压输电线路可听放电噪声的信号采集；所述噪声监测传感器的信号输出端通过A/D转换器与FPGA处理芯片相连，所述FPGA处理芯片的信号发送端通过无线传输单元与所述远程管理主机通讯。
优选地，所述FPGA处理芯片包括：A/D转换控制单元、数据缓存单元、信号处理单元和信号发送控制单元；所述信号处理单元分别与所述A/D转换控制单元、数据缓存单元和所述信号发送控制单元相连，所述A/D转换控制单元还分别与所述数据缓存单元和A/D转换器相连，所述信号发送控制单元与所述无线传输单元相连；所述信号处理单元包括：FFT数据处理单元和连接处健康判断单元，所述FFT数据处理单元与所述数据缓存单元和连接处健康判断单元均相连，所述连接处健康判断单元通过依次连接的信号发送控制单元和无线传输单元与所述远程管理主机通讯；所述噪声监测传感器可监测20Hz至20KHz频率范围的噪声信号；所述无线传输单元为GPRS无线传输单元。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明一种高压输电线路可听放电噪声监测装置，通过噪声监测传感器实现了对输电杆塔连接点的噪声信息的采集，并通过FPGA处理芯片实现了采样信号的处理，然后通过无线传输单元与所述远程管理主机通讯；本发明根据现有噪声理论，通过分析输电杆塔连接点的放电噪声与电气运行噪声在频谱和强度上的特性，实现了对电气连接点的健康状况判断，性能良好、结构简单、实用性强。
2、本发明利用无线传输单元，将电气连接处的健康状发送至远程管理主机，实现高压放电可听噪声的实时监测，为电网的维修、选择及技术改造提供可靠的依据；本发明可提高输电杆塔连接处的可靠性，保障输电线路稳定健康运行，提高维护人员工作效率，节省维护支出，实现企业的精益化管理。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明的电路结构示意图；
图中：1为噪声监测传感器，2为A/D转换器，3为FPGA处理芯片，4为无线传输单元，5为远程管理主机，6为A/D转换控制单元，7为数据缓存单元，8为信号处理单元，9为信号发送控制单元。
具体实施方式
如图1所述，一种高压输电线路可听放电噪声监测装置，包括噪声监测传感器1、A/D转换器2、FPGA处理芯片3、无线传输单元4和远程管理主机5；所述噪声监测传感器1设置在杆塔电气连接处，用于实现对高压输电线路可听放电噪声的信号采集；所述噪声监测传感器1的信号输出端通过A/D转换器2与FPGA处理芯片3相连，所述FPGA处理芯片3的信号发送端通过无线传输单元4与所述远程管理主机5通讯。
具体地，所述FPGA处理芯片3包括：A/D转换控制单元6、数据缓存单元7、信号处理单元8和信号发送控制单元9；所述信号处理单元8分别与所述A/D转换控制单元6、数据缓存单元7和所述信号发送控制单元9相连，所述A/D转换控制单元6还分别与所述数据缓存单元7和A/D转换器2相连，所述信号发送控制单元9与所述无线传输单元4相连。
进一步地，所述信号处理单元8包括：FFT数据处理单元和连接处健康判断单元；所述FFT数据处理单元与所述数据缓存单元7和连接处健康判断单元均相连，所述连接处健康判断单元通过依次连接的信号发送控制单元9和无线传输单元4与所述远程管理主机5通讯；所述噪声监测传感器1可监测20Hz至20KHz频率范围的噪声信号；所述无线传输单元4为GPRS无线传输单元。
本发明的工作过程为：
所述噪声监测传感器1设置在杆塔电气连接处，用于实现对高压输电线路可听放电噪声的信号采集，并输入到A/D转换器2中，所述FPGA处理芯片3中的A/D转换控制单元6对A/D转换器2进行控制，获取放电噪声数字信号；
具体地，为了实现对高压输电线路可听放电噪声的实时监测的，所述经A/D转换器2转换后的数字信号首先传送到数据缓存单元7，待数据缓存单元7存储满后，再送至信号处理单元8的FFT数据处理单元进行FFT处理，经FFT处理后，得到高压输电线路可听放电噪声的频率和声压级信息；
进一步地，所述信号处理单元8将可听放电噪声的频率和声压级信息传送至连接处健康判断单元后，连接处健康判断单元将接收的高压输电线路可听放电噪声的频率和声压级信息与预设的8KHz处的声压级信息进行比较，得出杆塔电气连接处的健康状态，并将健康状况通过GPRS模块发送至上位机。
本发明利用无线传输单元4，将电气连接处的健康状发送至远程管理主机5，实现高压放电可听噪声的实时监测，为电网的维修、选择及技术改造提供可靠的依据；本发明可提高输电杆塔连接处的可靠性，保障输电线路稳定健康运行，提高维护人员工作效率，节省维护支出，实现企业的精益化管理。
本发明采用先进传感器技术、低功耗技术、无线网络通讯技术，实现输电杆塔连接点噪声信息的采集，利用快速傅立叶变换实现了采样信号的处理，并且根据现有噪声理论，研究电气连接点放电噪声与电气运行噪声在频谱和强度上的特性，给出放电噪声与电气连接点状况情况，评估电气连结点联结健康状况，具备性能良好、结构简单、实时有效等优点。
综上所述，本发明具有突出的实质性特点和显著的进步，上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种高压输电线路可听放电噪声监测装置，其特征在于：包括噪声监测传感器（1）、A/D转换器（2）、FPGA处理芯片（3）、无线传输单元（4）和远程管理主机（5）；所述噪声监测传感器（1）设置在杆塔电气连接处，用于实现对高压输电线路可听放电噪声的信号采集；所述噪声监测传感器（1）的信号输出端通过A/D转换器（2）与FPGA处理芯片（3）相连，所述FPGA处理芯片（3）的信号发送端通过无线传输单元（4）与所述远程管理主机（5）通讯。
2.根据权利要求1所述的一种高压输电线路可听放电噪声监测装置，其特征在于：所述FPGA处理芯片（3）包括：A/D转换控制单元（6）、数据缓存单元（7）、信号处理单元（8）和信号发送控制单元（9）；所述信号处理单元（8）分别与所述A/D转换控制单元（6）、数据缓存单元（7）和所述信号发送控制单元（9）相连，所述A/D转换控制单元（6）还分别与所述数据缓存单元（7）和A/D转换器（2）相连，所述信号发送控制单元（9）与所述无线传输单元（4）相连。
3.根据权利要求2所述的一种高压输电线路可听放电噪声监测装置，其特征在于：所述信号处理单元（8）包括：FFT数据处理单元和连接处健康判断单元；所述FFT数据处理单元与所述数据缓存单元（7）和连接处健康判断单元均相连，所述连接处健康判断单元通过依次连接的信号发送控制单元（9）和无线传输单元（4）与所述远程管理主机（5）通讯。
4.根据权利要求1所述的一种高压输电线路可听放电噪声监测装置，其特征在于：所述噪声监测传感器（1）可监测20Hz至20KHz频率范围的噪声信号。
5.根据权利要求1所述的一种高压输电线路可听放电噪声监测装置，其特征在于：所述无线传输单元（4）为GPRS无线传输单元。
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