CN202939269U - 基于光敏管检测技术的电气设备放电状态检测装置 - Google Patents
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Abstract
基于光敏管检测技术的电气设备放电状态检测装置，包括系统主控电路、紫外线检测电路、磁场检测电路。系统主控电路连接紫外线检测电路、磁场检测电路，所述系统主控电路包括单片机，所述紫外线检测电路包括紫外线光敏管。本实用新型检测装置利用电气设备放电发出的紫外脉冲为原理，根据紫外脉冲个数能很好反映电气设备运行状况及。装置结构体积小，重量轻，很放便检修人员随身携带。该装置操作简单，降低运行检修人员工作强度，且价格成本低。
Description
技术领域
本实用新型一种基于光敏管检测技术的电气设备放电状态检测装置。
背景技术
对于高压电气设备的放电状况通常采用红外探测成像仪和停电后人工检测。对于第一种检测方式，能够根据成像图像直观看出电气设备的温度梯度，但受天气和距离等其它因素往往会使图像受到干扰，不能很好反映电气设备放电状况，而且由于设备仪器体积大，价格昂贵，不方便携带和操作，很大程度上制约了其普及。对于第二种检测方式，需要停电后检修人员检查，这会造成局部停电，给居民生活用电带来影响，往往需要耗费检修人员大量时间和体力，而且这种方法还需要检修人员具备一定专业技能和丰富的经验。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于光敏管检测技术的电气设备放电状态检测装置，根据放电强度综合判断电气设备的运行状况，给出分析结论和故障预警，真正实现电气设备的状态检修。
本实用新型的上述目的是通过这样的技术方案来实现的：基于光敏管检测技术的电气设备放电状态检测装置，包括系统主控电路、紫外线检测电路、磁场检测电路。系统主控电路连接紫外线检测电路、磁场检测电路，所述系统主控电路包括单片机，所述紫外线检测电路包括紫外线光敏管。紫外线检测电路设有250V升压电路和脉冲处理电路，所述250V升压电路、脉冲处理电路连接单片机，所述250V升压电路输出250V尖脉冲电压，驱动紫外线光敏管；
紫外线光敏管接收紫外线后产生尖脉冲信号，通过脉冲处理电路的开关电路形成窄脉冲信号，再通过脉冲处理电路的单稳触发电路形成宽脉冲信号，输送至单片机；所述磁场检测电路包括两双轴磁场传感器，所述两双轴磁场传感器连接复位电路，复位电路连接单片机，所述两双轴磁场传感器连接信号处理电路，信号处理电路连接单片机。
所述系统主控电路的单片机连接温湿度传感器、蜂鸣器和液晶显示屏。
所述单片机连接有电源电池监测电路。
本实用新型一种基于光敏管检测技术的电气设备放电状态检测装置，利用电气设备放电发出的紫外脉冲为原理，根据紫外脉冲个数能很好反映电气设备运行状况及。装置结构体积小，重量轻，很放便检修人员随身携带。该装置操作简单，降低运行检修人员工作强度，且价格成本低。
本实用新型的紫外线检测电路，通过紫外线脉冲个数来反应电气设备的放电状况和运行性能。
本实用新型设有温湿度、磁场电路。综合了绝缘子所处环境的温度、湿度、磁场参数来辅助分析电气设备放电情况，提高了判断精度。
本实用新型装置的蜂鸣器发出不同声音，代表不同损坏情况。
本实用新型装置设有的电源电池监测电路，及时提醒使用及时更换电池。
附图说明
图1为本实用新型紫外线检测电路图。
图2为本实用新型磁场检测电路图。
图3为本实用新型系统主控电路图。
图4为本实用新型电源电池监测电路图。
图5为本实用新型软件程序流程图。
具体实施方式
工作原理：在高压设备电离放电时,根据电场强度（或高压差）的不同，会产生轫致辐射。电离过程中，空气中的电子不断获得和释放能量。当电子释放能量时，会辐射出光波和声波，还有臭氧、紫外线、微量的硝酸等。通过光谱分析发现：放电光谱包括近紫外光、可见光、红外光三个谱段。既有连续谱、也有谱带和分离谱线；随着外加电压的增加，电晕放电光谱的紫外区辐射也增加，以紫外线到X射线的波长范围为主。放电产生的紫外线大部分波长在240nm～400nm内。而太阳光中至外线波长范围在280~400nm之间，利用日盲型紫外线光敏管R2868检测240~280nm的紫外线。根据放电特点，放电时辐射的紫外光类似于脉冲电流法的电流脉冲信号，经过转换和放大后，与预设的阈值相比较，获得脉冲的数目，由脉冲数目的密集程度来判断放电强度。
本实用新型一种基于光敏管检测技术的电气设备放电状态检测装置，包括系统主控电路、紫外线检测电路、温湿度监测电路、磁场检测电路。系统主控电路连接紫外线检测电路、磁场检测电路，所述系统主控电路包括单片机U7，为ATMEGA16单片机。
所述紫外线检测电路包括紫外线光敏管，为R2868日盲型紫外线光敏管。
在R2868日盲型紫外线光敏管加上250V电压后，当有紫外线照射到光敏管内部时，光敏管会放电并在阴极产生脉冲信号，脉冲个数随紫外线强度增加而增加，然后用单片机U7记录脉冲数，并根据现场温度、湿度、磁场强度进行综合分析，最终结果通过液晶显示屏显示，并通过蜂鸣器SPEAKER发出声音提示。
如图1所示的紫外线检测电路：是一种250V电压升压电路及脉冲信号处理电路，升压电路包括电阻R19，电容C19、C20，二极管D6、D5，NPN三极管Q4、升压变压器H-01。触发口连至单片机的D4引脚。单片机产生40HZ、35%占空比的PWM波，通过开关三极管Q4在升压变压器H-01的一次侧产生交变的电流并在铁芯中产生交变磁场，升压变压器H-01的二次侧感应出交变电压，从而将5V电压转换成幅值达250V尖脉冲电压，驱动R2868日盲型紫外线光敏管。
脉冲处理电路包括电阻R16、R17、R18，电容C21、C27、C28，三极管Q3，芯片TS555。脉冲输出口连至单片机的B0引脚。R2868日盲型紫外线光敏管接收到紫外线后会产生1.7V左右的尖脉冲信号，通过三极管Q3组成的开关电路，形成幅值为5V的窄脉冲信号，再通过TS555单稳触发电路形成宽脉冲信号，传送给单片机U7。
如图2所示的磁场检测电路：是由两块HMC1022双轴磁场传感器U5组成的三轴磁场检测电路：其中HMC1022复位电路由电阻R23、R25、R32、R37，电容C24、C31、C32、C34、C36、C37，三极管Q5、Q6组成，D2口连至单片机U7，在采集磁场值前单片机U7给D2口发送一个20ms的窄方波使HMC1022进行复位校准。信号处理电路包括由IN128精密仪表放大器AR1、AR2、AR3和TL0844四运放组成的三轴两级放大电路及由二极管D7、D8、D9，电容C26、C38、C49，电阻R27、R34、R42组成半波整流电路。当HMC1022检测到磁场时，会产生几mV微弱的电压信号，经过一级1000倍放大，但信号中含地球磁场的直流分量，需要用隔直电容C25、C35、C48将直流分量去除，只保留交流电产生的交流磁场信号。再经过二级放大、整流形成单片机U7的AD端口能检测到的0~5V电压范围。A1、A2、A3输出接至单片机AD采样引脚。此磁场信号主要用于辅助分析。
如图3所示的系统主控电路：包括ATMEGA16单片机、液晶显示器、蜂鸣器SPEAKER、温湿度传感器SHT11。单片机通过I2C总线读取将温湿度传感器SHT11检测的温湿度数据，内部AD采样记录磁场信号，内部计数器记录脉冲个数，蜂鸣器SPEAKER用于报警提示。最后将数据综合起来，通过算法判断绝缘子的损坏情况，将结果显示在液晶显示屏上，并根据判断结果等级发出不同声音报警。
如图4所示的电源电池监测电路：包含5V升压电路，-5V变换电路、电池电压监测电路。5V升压电路由MAX770，电感L2，三极管Q2，快速恢复二极管D3，电容C7、C10、C15、C18，电阻R12、R14组成可以将输入3.7V电压转换成5V电压。-5V变换电路由MAX764，电感L1，快速恢复二极管D1，电容C2、C3、C4、C5组成，将+5V转换-5V电压。由DS2438及外围器件组成的电池监测电路。
Claims (3)
1.基于光敏管检测技术的电气设备放电状态检测装置，包括系统主控电路、紫外线检测电路、磁场检测电路；
系统主控电路连接紫外线检测电路、磁场检测电路，所述系统主控电路包括单片机（U7），所述紫外线检测电路包括紫外线光敏管；
其特征在于，紫外线检测电路设有250V升压电路和脉冲处理电路，所述250V升压电路、脉冲处理电路连接单片机（U7），所述250V升压电路输出250V尖脉冲电压，驱动紫外线光敏管；
紫外线光敏管接收紫外线后产生尖脉冲信号，通过脉冲处理电路的开关电路形成窄脉冲信号，再通过脉冲处理电路的单稳触发电路形成宽脉冲信号，输送至单片机（U7）；
所述磁场检测电路包括两双轴磁场传感器（U5），所述两双轴磁场传感器（U5）连接复位电路，复位电路连接单片机（U7），所述两双轴磁场传感器（U5）连接信号处理电路，信号处理电路连接单片机（U7）。
2.根据权利要求1所述一种基于光敏管检测技术的电气设备放电状态检测装置，其特征在于，所述系统主控电路的单片机（U7）连接温湿度传感器（SHT11）、蜂鸣器（SPEAKER）和液晶显示屏。
3.根据权利要求1所述一种基于光敏管检测技术的电气设备放电状态检测装置，其特征在于，所述单片机（U7）连接有电源电池监测电路。
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