CN112762986A - 一种电气系统设备风险监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电气系统设备风险监测装置，包括风险参数采集终端，用于实时采集电气设备的电场、磁场、静电、异常电流、温度和湿度，并生成风险参数数据；数据综合处理终端，与所述风险参数采集终端，用于接收所述风险参数采集终端发送的风险参数数据并处理。本发明采集多元化数据，大小电流电压、磁场强度，静电系数、异常电流与突变电流，温湿度，集中多通道、多节点采集，针对不同监测现场需要，随时热插拔增加或减少通道数量。

Description

一种电气系统设备风险监测装置

技术领域

本发明涉及电力系统检测领域，更具体地，涉及一种电气系统设备风险监测装置。

背景技术

电气设备数据实时采集和处理是电气设备维护的重要环节；当前电气施工人员较为常用的电气设备数据采集的安全评估仪器是手持式电流钳表，手持式电流钳表主要以运用互感原理，通过常数比例转换得出数字信号后，进一步经过微型单片机系统处理，最后显示当前线路电流大小。手持式电流钳表存在许多不适用场所，更没有对多设备进行多方面的状态检测功能，现有检测设备手持式电流钳表也不能进行后期数据处理，例如瞬态数据不能进行保存与设备的状态智能分析等。数值简易过于单一，只能单独的采集某一线路的交流电流值。虽然精度较好，但不适用于大电流的高压线路，缺乏完整性的全面数据监测。且不能对电气参数进行远程实时监测。

目前也有用于电气设备的监控装置，例如中国专利CN107612144B公开了一种变电站设备重要性检测系统和方法；将变电站设备健康度检测参数和变电站设备重要性报告数据发送至移动终端进行显示；但是其不适用于大电流的高压线路电气设备，采集检测的参数数据不够全面，且无法对数据进行高精度处理和智能化分析。

发明内容

本发明为克服上述背景技术所述的不适用于大电流的高压线路，采集检测的参数数据不够全面，且无法对数据进行高精度处理和智能化分析的问题，提供一种电气系统设备风险监测装置。本发明适用于大电流的高压线路电气设备，采集检测的参数数据全面。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电气系统设备风险监测装置，包括：

风险参数采集终端，用于实时采集电气设备的电场、磁场、静电、异常电流、温度和湿度，并生成风险参数数据；

数据综合处理终端，与所述风险参数采集终端连接，用于接收所述风险参数采集终端发送的风险参数数据并处理。

进一步的，所述风险参数采集终端包括数据采集传感器、数据预处理模块和数据传输模块，所述数据采集传感器与所述数据预处理模块连接，所述数据预处理模块与所述数据传输模块连接，所述数据传输模块与所述数据综合处理终端。

进一步的，所述数据采集传感器包括纳米磁性传感器和GMR传感器，所述纳米磁性传感器和GMR传感器分别与所述数据预处理模块连接。

进一步的，所述数据综合处理终端包括电源模块以及分别与所述电源模块连接的数据接收模块、数据转换模块、中央处理模块和显示模块，所述数据接收模块一端与所述数据传输模块通信连接、另一端与所述数据转换模块连接，所述数据转换模块与所述中央处理模块连接，所述中央处理模块与所述显示模块连接。

进一步的，所述数据转换模块对接收到的数据进行高斯滤波、数字傅里叶变换和PID处理后计算电气设备的生命质量。

优选的，所述显示模块为OLED显示模块。

优选的，所述中央处理模块为MCU中央处理模块。

进一步的，所述数据综合处理终端还设有报警模块，所述报警模块与所述中央处理模块连接。

进一步的，还包括手持终端，所述手持终端与中央处理模块通信连接。

优选的，所述手持终端为手机或者平板电脑。

与现有技术相比，有益效果是：

1.本发明采集多元化数据，大小电流电压、磁场强度，静电系数、异常电流与突变电流，温湿度。集中多通道、多节点采集，针对不同监测现场需要，随时热插拔增加或减少通道数量；集多路数据为一体，适用性能强、现场较为通用。并且通过先进的纳米磁性传感器和GMR传感器实时自动采集线路设备各项参数，配合算法全自动计算、分析设备状态，并且结合历史数据综合判断设备健康状况；具备全自动无人干预、精度高、判断准确且及时等优点。

2.本发明可以大量应用于变电站智能化改造，提高设备的可靠性，直接降低运维成本；提供安全有效的实时设备状态与智能分析的风险参数，减低电气设备的安装与维护人员发生的安全事故问题，直接减低设备施工的事故风险发生，避免其中的直接利益损失；也可以对智能屏柜设备、普通家用设备与信息自动化设备等进行实时数据监测与实时状态分析，在某瞬态电磁辐射、图标电流异常数据时能自动记录数值与时间点等信息，进一步提供二次数据分析接口，通过标准协议或者无线通信经过PC终端进行大量数据分析与立体窗口显示。数据准确且直观，节约施工与运维人员的时间与精力。

附图说明

图1是本发明的原理框图。

图2是本发明中风险参数采集终端的结构示意图。

图3是本发明中数据综合处理终端的外部结构示意图。

图4是本发明中数据综合处理终端的内部结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1所示，为一种电气系统设备风险监测装置，包括：

风险参数采集终端100，用于实时采集电气设备的电场、磁场、静电、异常电流、温度和湿度，并生成风险参数数据；

数据综合处理终端200，与风险参数采集终端100连接，用于接收风险参数采集终端100发送的风险参数数据并处理。

如图2所示，风险参数采集终端100包括数据采集传感器140、数据预处理模块120和数据传输模块130，数据采集传感器140与数据预处理模块120连接，数据预处理模块120与数据传输模块130连接，数据传输模块130与数据综合处理终端200；数据采集传感器140包括纳米磁性传感器110和GMR传感器150，纳米磁性传感器110和GMR传感器150分别与数据预处理模块120连接；其中，数据传输模块130一般为高速传输电缆。

如图3和图4所示，数据综合处理终端200包括电源模块230以及分别与电源模块230连接的数据接收模块210、数据转换模块220、中央处理模块240和显示模块250，数据接收模块210一端与数据传输模块130通信连接、另一端与数据转换模块220连接，数据转换模块220与中央处理模块240连接，中央处理模块240与显示模块250连接。数据转换模块220对接收到的数据进行高斯滤波、数字傅里叶变换和PID处理后计算电气设备的生命质量；显示模块250为OLED显示模块；中央处理模块240为MCU中央处理模块；数据综合处理终端200还设有报警模块260，报警模块260与中央处理模块240连接。

还包括远程控制的手持终端，手持终端与中央处理模块240通信连接；手持终端为手机或者平板电脑。手持终端可以通过以太网或蜂窝数据对风险监测装置进行远程访问，查看设备实时风险参数或进行相应操作等。

本实施例主要接触于物联网感知层和通信层，应用在于某场合某主机设备的电源线，设备电源线上的实时电压、实时电流可以被电气系统设备风险监测装置进行数据记录并进行数据分析；对设备电源在某时间点上的电磁场偏差进行记录与大数据分析。其中，风险参数采集终端100采集到的高压尖峰与大电流会通过MCU中央处理模块240产生可见光产生告警提示，结合防雷保护设备、过压过流保护设备、信号保护设备等，对主机设备电源线进行断开电源回路、高压峰引流到地等实时处理。

实际使用时，风险参数采集终端100安装固定于待监测的设备供电电源线上，通过纳米磁性传感器110和GMR传感器150及数据预处理模块120实时采集监测仪设备风险参数，通过高速数据传输电缆将监测的实时数据传输至数据综合处理终端200；数据综合处理终端200通过外部输入ADC110-270经过电源模块230处理后为设备提供所需高精度电能，风险参数采集终端100采集的数据首先经过风险参数转换模块230对采集的数据进行高斯滤波、数字傅里叶变换、PID模块等一系列处理后计算出设备生命质量，然后将数据传输至MCU中央处理模块，结合设备历史数据对设备进行风险评估，运维人员可通过OLED数据显示模块250随时查看设备风险参数。

本实施例可以大量应用于变电站智能化改造，提高设备的可靠性，直接降低运维成本；提供安全有效的实时设备状态与智能分析的风险参数，减低电气设备的安装与维护人员发生的安全事故问题，直接减低设备施工的事故风险发生，避免其中的直接利益损失；也可以对智能屏柜设备、普通家用设备与信息自动化设备等进行实时数据监测与实时状态分析，在某瞬态电磁辐射、图标电流异常数据时能自动记录数值与时间点等信息，进一步提供二次数据分析接口，通过标准协议或者无线通信经过PC终端进行大量数据分析与立体窗口显示。数据准确且直观，节约施工与运维人员的时间与精力。

本实施例的技术关键在于高精度的新型的纳米磁性传感器110与智能化数据分析，纳米磁性传感器110能够实现高精度的数据采集与处理，其中包括电气系统的各类电压采集、电流采集等，经过高精度滤波、运算放大、比例转换、档位自动切换、均值处理等，使得提高电气系统的数据信号完整性；智能化数据分析通过嵌入式系统对采集到的各节点设备数据进行高速处理、算法分析、实时响应等，得出电气系统的各类实时数据与风险参数评估。

本实施例采集多元化数据，大小电流电压、磁场强度，静电系数、异常电流与突变电流，温湿度。集中多通道、多节点采集，针对不同监测现场需要，随时热插拔增加或减少通道数量；集多路数据为一体，适用性能强、现场较为通用。并且通过先进的纳米磁性传感器110和GMR传感器150实时自动采集线路设备各项参数，配合算法全自动计算、分析设备状态，并且结合历史数据综合判断设备健康状况；具备全自动无人干预、精度高、判断准确且及时等优点。

并且可以通过监测接地漏电流、零火线工作电流、总干路大电流等，通过嵌入式系统实时监测电源线对电源线、电源线对信号线之间的感应电流加速度、瞬变电动势、突变过电压、突变过电流与感应电动势的波形的数据分析，得出影响数值关系示图、干扰强调示图、突变数据记录表、线距推荐方案，通过多通道部署在相邻和不相邻线路上的传感器对微小电磁场的突变情况，分析线路相互耦合情况，为合理布线提供依据，避免数据相互的影响，保障数据高质量的传输。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电气系统设备风险监测装置，其特征在于，包括：

风险参数采集终端(100)，用于实时采集电气设备的电场、磁场、静电、异常电流、温度和湿度，并生成风险参数数据；

数据综合处理终端(200)，与所述风险参数采集终端(100)连接，用于接收所述风险参数采集终端(100)发送的风险参数数据并处理显示。

2.根据权利要求1所述的电气系统设备风险监测装置，其特征在于，所述风险参数采集终端(100)包括数据采集传感器(140)、数据预处理模块(120)和数据传输模块(130)，所述数据采集传感器(140)与所述数据预处理模块(120)连接，所述数据预处理模块(120)与所述数据传输模块(130)连接，所述数据传输模块(130)与所述数据综合处理终端(200)。

3.根据权利要求2所述的电气系统设备风险监测装置，其特征在于，所述数据采集传感器(140)包括纳米磁性传感器(110)和GMR传感器(150)，所述纳米磁性传感器(110)和GMR传感器(150)分别与所述数据预处理模块(120)连接。

4.根据权利要求3所述的电气系统设备风险监测装置，其特征在于，所述数据综合处理终端(200)包括电源模块(230)以及分别与所述电源模块(230)连接的数据接收模块(210)、数据转换模块(220)、中央处理模块(240)和显示模块(250)，所述数据接收模块(210)一端与所述数据传输模块(130)通信连接、另一端与所述数据转换模块(220)连接，所述数据转换模块(220)与所述中央处理模块(240)连接，所述中央处理模块(240)与所述显示模块(250)连接。

5.根据权利要求4所述的电气系统设备风险监测装置，其特征在于，所述数据转换模块(220)对接收到的数据进行高斯滤波、数字傅里叶变换和PID处理后计算电气设备的生命质量。

6.根据权利要求4所述的电气系统设备风险监测装置，其特征在于，所述显示模块(250)为OLED显示模块。

7.根据权利要求4所述的电气系统设备风险监测装置，其特征在于，所述中央处理模块(240)为MCU中央处理模块。

8.根据权利要求4所述的电气系统设备风险监测装置，其特征在于，所述数据综合处理终端(200)还设有报警模块(260)，所述报警模块(260)与所述中央处理模块(240)连接。

9.根据权利要求4所述的电气系统设备风险监测装置，其特征在于，还包括手持终端，所述手持终端与中央处理模块(240)通信连接。

10.根据权利要求9所述的电气系统设备风险监测装置，其特征在于，所述手持终端为手机或者平板电脑。

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