CN203705359U - 电力设备外绝缘污秽状态在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电力设备外绝缘污秽状态在线监测装置，包括旋转云台及旋转云台上安装的摄像头与紫外脉冲检测探头，所述摄像头与紫外脉冲检测探头连接在信号处理模块上，该信号处理模块包括处理器以及连接在所述处理器上的视频解码器、Flash存储器、RS485接口和UART接口，通过视频解码器接收所述摄像头获取的视频图像，在所述信号处理模块上还连接有ZigBee无线通讯模块和运动控制电路。其显著效果是：本实用新型在实现了电力设备各区域外绝缘状态的巡检的同时，采用基于ZigBee技术实现监测数据的传输，实现了外绝缘污秽状态监测装置的自动识别和信息的互联与共享，方便了监测装置的安装和系统的扩展。
Description
技术领域
本实用新型涉及到电力系统变电站电气设备状态检测技术领域，具体地说，是一种电力设备外绝缘污秽状态在线监测装置。
背景技术
随着工农业生产的日益发展及大气污染的加剧，电力设备的外绝缘表面污染日益严重，表面上沉积的污秽在湿度较大的天气中很容易发生污闪，严重影响供电线路的可靠性。据统计，在电力系统总事故数中污闪事故次数仅次于雷害，位居第二，但污闪事故所造成的损害却是雷害的10倍。全国各大电网几乎都发生过大面积污闪，造成了很大的经济损失。
与传统的电气量检测法相比，利用非电气量检测法对电气设备进行故障诊断更为有效，因此，近年来新兴了一种远距离检测交流高压线路、输变电设备表面放电的新技术—紫外检测法。紫外光检测法包括紫外成像法、紫外脉冲检测法、紫外辐射功率测量法等。该方法具有以下优点：检测装置不受外界条件和天气影响，能根据预设的巡检路径可靠导航，可通过远程自动控制，无需人工看守，减少人力浪费，降低检测成本。
然而，现有的紫外检测法采用巡检小车逐个对电力设备进行巡检监测，检测速度慢，效率低成本高，不能够形成组网系统对多个电力设备或者整个电力系统同时进行监测，不利于监测装置的安装和检测系统的扩展。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种能够实现对电力系统关键设备及关键部件的网络化安全监测，并且方便监测装置的安装和系统的扩展的外绝缘污秽状态监测装置。
为达到上述目的，本实用新型采用的具体技术方案如下：
一种电力设备外绝缘污秽状态在线监测装置，其关键在于：包括旋转云台，该旋转云台的支撑座上安装有摄像头与紫外脉冲检测探头，所述摄像头与紫外脉冲检测探头连接在信号处理模块上，该信号处理模块包括处理器以及连接在所述处理器上的视频解码器、Flash存储器、RS485接口和UART接口，通过视频解码器接收所述摄像头获取的视频图像，在所述信号处理模块上还连接有ZigBee无线通讯模块和运动控制电路，所述ZigBee无线通讯模块用于实现监测数据的无线传输，所述运动控制电路用于控制所述旋转云台以改变所述摄像头与紫外脉冲检测探头的检测位置。
外绝缘污秽状态监测装置通过ZigBee无线通信模块获取管理工作站发出的控制命令，根据命令控制旋转云台的运动，带动紫外脉冲检测探头和摄像头指向被测电力设备的指定区域，利用摄像头获取电力设备的可见光图像，利用紫外脉冲检测探头获取设备放电数据，通过视频解码器编码压缩视频图像数据，并将紫外脉冲检测数据、压缩后的图像数据和现场温湿度数据通过ZigBee无线通信模块传送给后台管理工作站。管理工作站通过监控软件对视频图像数据进行解码，显示现场视频图像、紫外脉冲检测区域、紫外脉冲检测数据和环境温湿度数据，然后根据摄像头视场区域与紫外区域的关系，得到紫外检测视频图像，并依托于视频监控的紫外在线检测技术，实现电气设备的实时、可视化状态在线监测。
为了保证处理器正常运行以及提高检测精度，在所述处理器上还连接有SDRAM存储器、温湿度传感器、复位电路与EEPROM。
为了在减少处理器成本的基础上提高检测精度，所述处理器采用DM642嵌入式数字信号处理芯片，所述视频解码器采用TVP5150数字视频解码芯片。
为了降低监测成本，所述紫外脉冲检测探头包括紫外石英透镜、紫外光敏传感器和紫外信号检测电路，所述紫外光敏传感器采用R2868日盲型紫外光敏管。
为了提高检测精度，所述紫外信号检测电路包括TC4093、TC4017和TC4538芯片，TC4093芯片的信号输入端与紫外光敏传感器的信号输出端连接，TC4093芯片的信号输出端分别与TC4017芯片和TC4538芯片的信号输入端连接，TC4538芯片的信号输入端还与TC4017芯片的信号输出端连接，TC4538芯片的信号输出端经串接光耦隔离器TLP521后与紫外信号检测电路的信号输出接口连接。
本实用新型的显著效果是：结构简单，设计新颖，本装置在实现了电力设备各区域外绝缘状态的巡检的同时，采用基于ZigBee的物联网技术实现监测数据的传输，一方面实现了外绝缘污秽状态监测装置的自动识别和信息的互联与共享，另一方面实现了对电力系统关键设备及关键部件的网络化安全监测，并且方便了外绝缘污秽状态监测装置的安装和系统的扩展。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的电路原理框图；
图3是图2中信号处理模块5的电路原理框图；
图4是图1中紫外脉冲检测探头3的结构原理图；
图5是图4中紫外脉冲检测电路33的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。
参见附图1-3，一种电力设备外绝缘污秽状态在线监测装置，包括旋转云台1，该旋转云台1的支撑座4上安装有摄像头2与紫外脉冲检测探头3，所述摄像头2与紫外脉冲检测探头3连接在信号处理模块5上，该信号处理模块5包括处理器51以及连接在所述处理器51上的视频解码器52、Flash存储器53、RS485接口54和UART接口55，通过视频解码器52接收所述摄像头2获取的视频图像，在所述信号处理模块5上还连接有ZigBee无线通讯模块6和运动控制电路7，所述ZigBee无线通讯模块6用于实现监测数据的无线传输，所述运动控制电路7用于控制所述旋转云台1以改变所述摄像头2与紫外脉冲检测探头3的检测位置。
从图3中还可以看出，在所述处理器51上还连接有SDRAM存储器56、温湿度传感器57、复位电路与EEPROM58。
其中，Flash存储器53和SDRAM存储器56用于程序的保存与运行；复位电路与EEPROM存储器58用于嵌入式数字信号处理模块5初始化参数的保存；视频解码器52用于实现与摄像头2的连接；UART接口55用于实现与ZigBee无线通讯模块6的连接；RS485接口54用于实现与旋转云台1上的运动控制电路7连接。
参见附图4，所述紫外脉冲检测探头3包括紫外石英透镜31、紫外光敏传感器32和紫外信号检测电路33，所述紫外光敏传感器32采用R2868日盲型紫外光敏管。
参见附图5，所述紫外信号检测电路33包括TC4093、TC4017和TC4538芯片，TC4093芯片的信号输入端与紫外光敏传感器32的信号输出端连接，TC4093芯片的信号输出端分别与TC4017芯片和TC4538芯片的信号输入端连接，TC4538芯片的信号输入端还与TC4017芯片的信号输出端连接，TC4538芯片的信号输出端经串接光耦隔离器TLP521后与紫外信号检测电路33的信号输出接口连接。
图中，HV+为350V的直流电压，用于紫外光敏传感器32的供电；UV_OUT为紫外脉冲检测电路33的信号输出；TC4017为计数器，TC4538为可重触发的单稳态多谐振荡器，通过TC4017与TC4538的配合实现对背景干扰的消除，紫外脉冲检测电路33只有在2秒以内接收到来自R2868紫外光敏管的设定数量脉冲，才会产生一个10ms脉宽的电压脉冲信号输出。脉冲数量的设置可通过跳线JP1实现，分别可选择1、3、5、7、9个脉冲。
其工作原理：外绝缘污秽状态监测装置通过ZigBee无线通信模块6获取管理工作站发出的控制命令，其中控制命令分为云台运动控制命令和紫外脉冲检测命令。外绝缘污秽状态监测装置接受到云台运动控制命令后，根据命令控制旋转云台1的运动，带动紫外脉冲检测探头3和摄像头2指向被测电力设备的指定区域，同时采集电力设备视频图像并对视频图像进行H.264编码压缩处理，并将压缩后的视频图像数据通过ZigBee无线通信模块6传送给管理工作站，管理工作站通过后台监控软件对视频图像数据进行解码，显示现场视频图像。由于紫外脉冲检测探头3与摄像头2平行固定安装在旋转云台1上，在被测目标与紫外脉冲检测探头32间的距离较远时，可近似认为紫外脉冲检测区域为摄像头2视场的中心区域，后台监控软件通过OSD技术在视频图像的中心区域添加一个圆形区域，便于操作人员实现远程紫外脉冲检测区域的定位；外绝缘污秽状态监测装置接受到紫外脉冲检测命令后，启动紫外脉冲检测探头32进行紫外脉冲检测，同时启动温度湿度测量电路57测量当前的环境温度和湿度。外绝缘污秽状态监测装置完成紫外脉冲检测和环境温湿度检测后，通过ZigBee无线通信模块6将数据传送给管理工作站，管理工作站通过后台监控软件显示紫外脉冲检测数据和环境温/湿度数据，实现电气设备的实时、可视化状态在线监测。
在具体实施中，可采用多个监测装置形成组网检测系统对多个电力设备或者整个电力系统进行外绝缘污秽状态的实时、可视化状态在线监测。
Claims (5)
1.一种电力设备外绝缘污秽状态在线监测装置，其特征在于：包括旋转云台（1），该旋转云台（1）的支撑座（4）上安装有摄像头（2）与紫外脉冲检测探头（3），所述摄像头（2）与紫外脉冲检测探头（3）连接在信号处理模块（5）上，该信号处理模块（5）包括处理器（51）以及连接在所述处理器（51）上的视频解码器（52）、Flash存储器（53）、RS485接口（54）和UART接口（55），通过视频解码器（52）接收所述摄像头（2）获取的视频图像，在所述信号处理模块（5）上还连接有ZigBee无线通讯模块（6）和运动控制电路（7），所述ZigBee无线通讯模块（6）用于实现监测数据的无线传输，所述运动控制电路（7）用于控制所述旋转云台（1）以改变所述摄像头（2）与紫外脉冲检测探头（3）的检测位置。
2.根据权利要求1所述的电力设备外绝缘污秽状态在线监测装置，其特征在于：在所述处理器（51）上还连接有SDRAM存储器（56）、温湿度传感器（57）、复位电路与EEPROM（58）。
3.根据权利要求1或2所述的电力设备外绝缘污秽状态在线监测装置，其特征在于：所述处理器（51）采用DM642嵌入式数字信号处理芯片，所述视频解码器（52）采用TVP5150数字视频解码芯片。
4.根据权利要求1所述的电力设备外绝缘污秽状态在线监测装置，其特征在于：所述紫外脉冲检测探头（3）包括紫外石英透镜（31）、紫外光敏传感器（32）和紫外信号检测电路（33），所述紫外光敏传感器（32）采用R2868日盲型紫外光敏管。
5.根据权利要求4所述的电力设备外绝缘污秽状态在线监测装置，其特征在于：所述紫外信号检测电路（33）包括TC4093、TC4017和TC4538芯片，TC4093芯片的信号输入端与紫外光敏传感器（32）的信号输出端连接，TC4093芯片的信号输出端分别与TC4017芯片和TC4538芯片的信号输入端连接，TC4538芯片的信号输入端还与TC4017芯片的信号输出端连接，TC4538芯片的信号输出端经串接光耦隔离器TLP521后与紫外信号检测电路（33）的信号输出接口连接。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN104597380A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-05-06 | 山东惠工电气股份有限公司 | 扫描式全日盲变电站设备拉弧放电及污闪放电在线监测装置 |
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2014
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