CN106752160B - 一种电网运行自动监测装置 - Google Patents
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Abstract
一种电网运行自动检测装置，将重点监控的装置上涂敷一层红外涂料，用通信网络连接终端监控系统，用于电网的实时监控，并将监控信息汇总上传至监控处理系统；所述监控系统包括在多个不同设置可以360°旋转的移动式红外摄像头监控设备的温度；还包括高分辨率的全景检测红外摄像头；所述监控系统还有采用光学摄像头以监控设备的自然状态；所述红外摄像头对红外线的感应波长是50‑100μm；所述电网运行监测用红外涂料，包括以下组分：粉末辐射料、粘结料，助剂、溶剂和分散剂。所述自动检测装置与特定的红外涂料配合使用，可以大大减少由于环境温度变化带来的误判，提高自动化程度，减轻劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及电网在线监测技术领域，尤其是一种利用变温红外涂料自动监测电网的装置。
背景技术
在电网运行过程中，发电厂和变电站开关柜中的触点和母线排等电力设施经常由于连接处老化或接触电阻过大而发热，导致火灾发生。而这些问题的及早发现处理可以极大的减少损失，并提高电网的安全运行效率。为了预防这些事故及隐患的发生，需要在运行中加强对开关柜触点温度的加测，及时判断故障点，把故障消灭在萌芽状态。这些设备发生故障时，刚开始常常出现局部的升温，因此对关键设备的温度进行监控是提高电网安全系数的有效方法。
近年来，越来越多的先进技术应用到电力行业，使电力行业的变电站综合自动化管理提高到了一个新的水平，无人值守、少人值班成为可能，国家电力调度中心也要求现有的35kV、110kV、220kV变电站在条件成熟时，逐步实现无人值守，新建变电站应按无人值守方式设计。然而，目前电力行业由于普遍采用的是视频环境图像监视，加之存在变电设备绝缘检测的问题，平时还需专人定时对变电设备进行检测，因此不能满足变电站完全无人值守并保证变电设备安全运行的目标。
目前较为先进的利用红外热成像技术对变电站的监控方法，是在变电站内密集排布高分辨率红外热像监测设备，这种方式的硬件成本花费大，多数变电站没有能力支付，而且对于远程监测人员来说，前端监测设备过多也会加重监测工作的工作量，造成资源浪费、降低工作效率。
红外辐射涂料具有穿透力强，辐射传热快，将其用于散热器装置表面可以强化散热器装置表面的热辐射效能，从而提高散热设备的效率。目前在电网运行中，由于各种电路设备过热引发的供电事故层出不穷，在电网运行中采用红外监控设备检测重点部件的表面温度，以预防和减少供电事故的发生一种自动化程度高、简单有效的电网运行监测方法。但是目前国内外很少有电网运行专用涂料的产品。电网运行专用红外涂料需要解决的技术问题主要有发射率较低，涂层在低温下红外发射率低，波长范围较宽易受其他热源干扰等问题。
CN102788645A公开了一种电力设备电连接点温升红外监测系统及监测方法，包括相互通信连接的温度传感和数据采集模块、中央处理模块以及上位机通信处理模块；温度传感和数据采集模块自动连续地检测电力设备电连接点温度数据；中央处理模块包括单片机，单片机中包含了利用基于有限元分析软件对电力设备电连接点进行热特性分析之后建立的温升特性参数表，中央处理模块能完成温度数据处理和比较判断；上位机通信处理模块能够完成数据的传输与储存以及远程的监控。该技术方案虽然自动化程度高，相应速度快，但是存在着红外监测容易受环境影响发生误判的缺点。
发明内容
本发明提供一种电网运行自动检测装置，基于一种红外发射率高，发射波长较窄，不易被干扰的红外涂层材料，用通信网络连接终端监控系统，用于电网的实时监控，并将监控信息汇总上传至监控处理系统；本发明克服现有技术中红外涂层低温发射率低，波长范围宽易于受到干扰的不足，提供一种电网运行管理中红外监测用涂覆材料，该涂料具有70℃以上红外发射率达到0.92-0.96，且发射波长控制在50-110μm。从而实现可靠稳定的预警。
本发明对碳化硅发射材料进行改性，增加了添加剂纳米二氧化硅、纳米氧化铝和纳米氧化钇，由于二氧化硅可以与氧化铝和氧化钇形成钇铝硅酸盐液相，液相的存在为原子快速扩散提供了通道，从而促进了涂层的致密化，从而使得制备出的涂层更接近理论密度，此外二氧化硅和氧化钇的加入有助于涂层的发射波长向远红外方向迁移。本发明人意外的发现，当碳化硅粒径保持在微米级，而二氧化硅、氧化铝和氧化钇为纳米级时，制备出的涂层可以将涂层发射波长控制在一定范围内，并且保持比较高的发射率。相反如果将所有陶瓷原料组分处理的过细，如都达到纳米级，则会导致粉末团聚现象更加明显，不利于发射波长的控制；如果将所有物料颗粒都保持在微米级别，则制备出的陶瓷会又会存在气泡较多，晶粒分布不均，不利于提高涂层的发射率。
一种电网运行自动检测装置，将重点监控的装置上涂敷一层红外涂料，用通信网络连接终端监控系统，用于电网的实时监控，并将监控信息汇总上传至监控处理系统；所述监控系统包括在多个不同设置可以360°旋转的移动式红外摄像头监控设备的温度；还包括高分辨率的全景检测红外摄像头；所述监控系统还有采用光学摄像头以监控设备的自然状态；所述红外摄像头对红外线的感应波长是50-100μm；所述电网运行监测用红外涂料，包括以下组分：粉末辐射料、粘结料，助剂、溶剂和分散剂，其中所述辐射料包括碳化硅粉末30-40份，二氧化硅10-15份，氧化铝5-10份，氧化钇10-30份，二氧化锰5-10份，氧化铁5-10份；其中所述碳化硅的平均粒径是1-10μm，优选是1-3μm；二氧化硅、氧化铝和氧化钇的平均粒径是10-500nm，优选是100-300nm。
所述高分辨率的全景检测红外摄像头的分辨率大于1280×1280p ixe l，用于检测整个变电站的检测。
所述终端监控系统还包括录像管理装置，远程控制站端监控系统的手动录像、定时录像、告警触发录像和画面异动检测录像。
所述的监控处理系统包括连接有视频监控设备、环境信息采集设备和存储设备。
所述的监控处理单元还连接有告警装置，告警装置包括系统软硬件异常告警和监测告警，监测告警包括环境信息异常告警、消防告警、非法闯入告警和视频异动告警。
所述辐射料的质量占涂料总质量的20-50wt％；所述粘结料的质量占涂料总质量的10-30wt％，助剂的质量占涂料总质量的5-15wt％、溶剂的质量占涂料总质量的40-60wt％和分散剂的质量占涂料总质量的0.1-2wt％。
所述粘结料是水玻璃，无定形硅铝或铝溶胶中的一致或多种。
所述助剂是钠或钾的氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸盐、磷酸氢盐中的一种或多种。
所述溶剂是乙二醇、乙醇、甲醇、丙二醇、丙醇、丁醇中的一种。
所述分散剂是烷基苯磺酸钠、萘磺酸盐、脂肪酸磺烷基酯中的一种。
所述涂料中还包括占涂料总质量1-5wt％的流平剂，所述流平剂是环氧树脂或聚丙烯酰胺中的一种。
一种电网运行监测用红外涂料的制备方法，包括以下步骤：
a)按比例将粉末辐射料、粘结料和助剂按比例混合，制成固相混合物；
b)按比例将助剂、溶剂和分散剂混合，制成液相混合物；
c)将固相混合物和液相混合物充分混合均匀，得到所述涂料。
所述涂料涂敷在基质上以后，经过300-500℃的煅烧。
本发明的有益效果是，本发明所述的电网运行监测方法是基于一种红外发射率高，发射波长较窄，不易被干扰的红外涂层材料，具有抗干扰能力强，误识别率低，准确可靠的优点。所述自动检测装置与特定的红外涂料配合使用，可以大大减少由于环境温度变化带来的误判，提高自动化程度，减轻劳动强度。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种电网运行自动检测装置，将重点监控的装置上涂敷一层红外涂料，用通信网络连接终端监控系统，用于电网的实时监控，并将监控信息汇总上传至监控处理系统；所述监控系统包括在多个不同设置可以360°旋转的移动式红外摄像头监控设备的温度；还包括高分辨率的全景检测红外摄像头；所述监控系统还有采用光学摄像头以监控设备的自然状态；所述红外摄像头对红外线的感应波长是50-100μm；所述电网运行监测用红外涂料，包括以下组分：粉末辐射料、粘结料，助剂、溶剂和分散剂，所述电网运行监测用以下实施例制备出的红外涂料。
实施例1：
辐射料30重量份；所述无定形硅铝10重量份，氢氧化钾5重量份、乙二醇40重量份、萘磺酸盐0.5重量份，环氧树脂3重量份。其中辐射料的组成是碳化硅粉末30份，二氧化硅15份，氧化铝5份，氧化钇10份，二氧化锰5份，氧化铁5份；其中所述碳化硅的平均粒径是6μm；二氧化硅、氧化铝和氧化钇的平均粒径是76nm。
实施例2：
辐射料的50重量份；所述铝溶胶10重量份，碳酸钠的5重量份、乙醇60重量份、萘磺酸盐0.2重量份。其中辐射料的组成是碳化硅粉末30份，二氧化硅15份，氧化铝5份，氧化钇10份，二氧化锰10份，氧化铁8份；其中所述碳化硅的平均粒径是5μm；二氧化硅、氧化铝和氧化钇的平均粒径是113nm。
对比例1：
辐射料的30重量份；所述无定形硅铝10重量份，氢氧化钾的重量份5wt％、乙二醇40重量份、萘磺酸盐0.5重量份，环氧树脂3重量份。其中辐射料的组成是碳化硅粉末30份，二氧化硅15份，氧化铝5份，氧化钇10份，二氧化锰5份，氧化铁5份；其中所述碳化硅的平均粒径是6μm；二氧化硅、氧化铝和氧化钇的平均粒径是10μm。
对比例2：
辐射料的30重量份；所述无定形硅铝10重量份，氢氧化钾的重量份5wt％、乙二醇40重量份、萘磺酸盐0.5重量份，环氧树脂3重量份。其中辐射料的组成是碳化硅粉末30份，氧化铝5份二氧化锰5份，氧化铁5份；其中所述碳化硅的平均粒径是6μm；二氧化硅、氧化铝和氧化钇的平均粒径是76nm。
针对实施例1制得的辐射料进行检测，具体数据如下：
| 100℃时全向发射率 | 发射波长(μm) | 附着力 | 涂层煅烧温度 | |
| 实施例1 | 0.91 | 61-96 | 1 | 500 |
| 实施例2 | 0.91 | 60-106 | 1 | 450 |
| 对比例1 | 0.80 | 3-158 | 0 | 500 |
| 对比例2 | 0.82 | 2-18 | 0 | 500 |
以上仅是本发明的实施范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡是采用本领域公知的等同替换或等同交换形成的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电网运行自动检测装置，将重点监控的装置上涂敷一层红外涂料，用通信网络连接终端监控系统，用于电网的实时监控，并将监控信息汇总上传至监控处理系统；所述终端监控系统包括多个可以360°旋转的移动式红外摄像头监控设备的温度；还包括高分辨率的全景检测红外摄像头；所述终端监控系统还采用光学摄像头以监控设备的自然状态；所述终端监控系统还包括录像管理装置，远程控制终端监控系统的手动录像、定时录像、告警触发录像和画面异动检测录像；所述红外摄像头对红外线的感应波长是50-100μm；所述红外涂料包括以下组分：粉末辐射料、粘结料，助剂、溶剂和分散剂，其中所述辐射料包括碳化硅粉末30-40份，二氧化硅10-15份，氧化铝5-10份，氧化钇10-30份，二氧化锰5-10份，氧化铁5-10份；其中所述碳化硅的平均粒径是1-10μm；二氧化硅、氧化铝和氧化钇的平均粒径是10-500nm；所述辐射料的质量占涂料总质量的20-50wt％；所述粘结料的质量占涂料总质量的10-30wt％，助剂的质量占涂料总质量的5-15wt％、溶剂的质量占涂料总质量的40-60wt％和分散剂的质量占涂料总质量的0.1-2wt％；所述红外涂料在70℃以上的红外发射率为0.92-0.96，且发射波长为50-110μm；所述助剂是钠或钾的氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸盐、磷酸氢盐中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述碳化硅的平均粒径是1-3μm；二氧化硅、氧化铝和氧化钇的平均粒径是100-300nm。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的监控处理系统包括视频监控设备、环境信息采集设备和存储设备。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的监控处理系统还有告警装置，告警装置包括系统软硬件异常告警和监测告警，监测告警包括环境信息异常告警、消防告警、非法闯入告警和视频异动告警。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述高分辨率的全景检测红外摄像头的分辨率大于1280×1280pixel，用于整个变电站的检测。
6.根据权利要求1-4任一项所述装置，其特征在于所述涂料涂敷在基质上以后，经过300-500℃的煅烧。
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