CN208420177U - 一种应用于移动变电站的红外测温监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于移动变电站的红外测温监测系统，包括设置在变电站综合自动化系统的监控主站、与监控主站连通的红外热像仪和数据采集系统，所述红外热像仪为固定安装在监控现场的高性能红外测温设备，所述数据采集系统包括图像数据采集系统和数字数据采集系统，所述图像数据采集系统和数字数据采集系统与各个红外热像仪连通。本实用新型的优点在于：其将红外测温系统安装于移动变电站中常见的发热故障处，在线监测各关键处的温度变化，及时发现设备发热缺陷，将发热缺陷消除在初始状态，保证设备安全稳定运行、降低检修成本、减少事故发生、避免被迫停电。

Description

一种应用于移动变电站的红外测温监测系统

技术领域

本实用新型涉及电力设备监测技术领域，具体涉及一种应用于移动变电站的红外测温监测系统。

背景技术

移动变电站是为了满足电网供电系统在变电站技术改造引起的临时设备停电，事故抢修以及自然灾害情况下的供电需要，因此移动变电站运行的可靠性要求非常高。电力设备故障一般是由于过流、过载、老化、接触不良、漏电、设备内部缺陷或其他异常导致，而这些故障一般都伴有发热异常等现象。设备的发热缺陷在变电站设备缺陷中占的比例非常高，传统的接触式测温仪表如热电偶、热电阻等，需要将温度传感器须附着在测温目标上，才能与被测对象进行充分的热交换，且需过一定的时间后才能达到热平衡，此外，每个测温点需一个温度传感器，存在着测温的延迟现象，这大大制约了其使用范围，这种接触式测温方式已不能满足移动变电站的需求。

目前，普通变电站设备日常红外巡检工作一般由运行人员应用热成像仪进行，发现异常后，再通过电话或邮件方式汇报专业、管理人员，再由专业人员复测分析，反应时间慢，且部分特殊缺陷易漏检，同时，各变电站红外图像和故障图像存放零散、混乱，无法发挥规模集中和共享应用价值，不利于检修有效性。基于此，将红外测温技术应用到移动变电站在线监测系统中，不仅可以通过在线监测及时发现设备缺陷，而且还能与其他试验方法相结合，对故障进行正确定位，对于实现设备状态检修，保障移动变电站可靠运行有十分重要的意义。

发明内容

本实用新型提供一种应用于移动变电站的红外测温监测系统，其将发热缺陷消除在初始状态，保证设备安全稳定运行、降低检修成本、减少事故发生、避免被迫停电。

为实现上述目的，本实用新型所涉及的一种应用于移动变电站的红外测温监测系统，包括设置在变电站综合自动化系统的监控主站、与监控主站连通的红外热像仪和数据采集系统，管理人员在监控主站能及时了解各监测部分的温度情况，及时发现可能存在的热故障缺陷。系统可自定义多逻辑报警方式，设定区域温度上下限值，当监控温度达到或超过设定值后立即发出报警信号，并可通过网络传输给其他授权计算机，同时显示所有监控点的状态。同时，能实现海量数据的存储、管理及分析。对日常数据定期存储和突发事件的存储分析，并能实现所有温度点在不同负荷下的历史温度分析；远程启动计算机录像及回放，调取图像中的任意帧红外热图像进行打印和分析，将瞬间发生的事件完全可靠地记录下来，使日后的分析判断更为方便；可随意设置采样温度间隔及只记录异常或有目的的信号。所述红外热像仪为固定安装在监控现场的高性能红外测温设备，所述数据采集系统包括图像数据采集系统和数字数据采集系统，所述图像数据采集系统和数字数据采集系统与各个红外热像仪连通。

进一步地，所述红外热像仪包括光学系统、调制盘、热释电红外探测器、信号处理电路、微控制器、网络传输电路，所述光学系统接受辐射体发出的红外辐射，经调制盘把红外辐射调制成交变辐射并发送至热释电红外探测器，由热释电红外探测器转变成为相应的电信号，经过信号处理电路转变为被测目标的温度值，经过微控制器处理，最后通过网络传输电路进行网络传输。

更进一步地，所述红外热像仪布置在移动变电站的开关柜、避雷器、组合电器、变压器、电压互感器、电流互感器、套管和电缆终端旁。监测避雷器上端与导线连接部分和避雷器本体的温度分布。正常情况下，避雷器是整体轻微发热，若阀片受潮或者老化，避雷器多节组合从上到下温度逐渐递减而引起整体发热或局部过热。通过红外热成像仪的监测，能及时发现避雷器可能出现的热故障缺陷。

作为优选项，所述图像数据采集系统与避雷器、组合电器、变压器、电压互感器、电流互感器、套管和电缆终端旁的红外热成像仪连通。由于监控范围广，设备密集，采用较高分辨率的红外探测器，辅助以图像处理技术，配置高清可见光以及大活动范围的云台，对整个变电站作有效的动态监控，可极为迅速地通过“即点即现”对目标进行监视，及时看到当前关注设备的位置和图像，迅速地判断出监测点的准确位置。对组合电器的内部导体，特别是对导体活动连接部位进行温度在线监测。根据以往HGIS出现事故的原因分析，温升过高主要出现在导体的连接部位，发生事故多是因为某种原因导致的接触电阻过大，连接部位温升过高而引发的。在产品设计的过程中充分考虑SF₆的绝缘特性和设备的状态维护性能，为红外温度检测提供接口。对表面进行处理且处理后不影响HGIS内部运行环境。对HGIS内部进行温度在线监测的将在及时发现异常温升、避免引发严重故障中发挥重要作用。将红外热像仪布置在变压器、电流互感器、电压互感器、套管、电缆终端等热故障易发的部分，相邻的需要监测的部分可以根据现场条件在不影响运行人员观察的情况下共用同一台红外热像仪以节约成本。红外热像仪测得的数据均通过光纤上传，与变电站综合自动化系统相连，在监控主站中显示以供运行人员参考。

作为优选项，所述数字数据采集系统与开关柜内的红外热成像仪连通。10kV固体绝缘全封开关柜内设置两个红外测温探头，分别采集开关柜内的温度和需要重点监测部分的温度，通过光纤将采集到的数据传输到监控主站，与变电站综合自动化系统相连。可以设置报警参数，并在温度超限时报警。系统所使用的红外传感器采用双屏蔽系统即屏蔽线外又加了一层金属屏蔽膜，对电磁干扰做到了很好的抵抗作用。通过红外测温系统可以完成在线连续的实时温度和温升监测，做到温度实时在线监测。通过后台监测软件的趋势分析，提前发现隐情，采取必要的措施，预防发生电气故障。

本实用新型的优点在于：其将红外测温系统安装于移动变电站中常见的发热故障处，在线监测各关键处的温度变化，及时发现设备发热缺陷，将发热缺陷消除在初始状态，保证设备安全稳定运行、降低检修成本、减少事故发生、避免被迫停电。

附图说明

图1为本实用新型的安装示意图；

图2为数据采集系统的连接示意图；

图3为红外热像仪的内部结构示意图。

图中：监控主站1、红外热像仪2(其中：光学系统2.1、调制盘2.2、热释电红外探测器2.3、信号处理电路2.4、微控制器2.5、网络传输电路2.6)、数据采集系统3(其中：图像数据采集系统3.1、数字数据采集系统3.2)。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

如图1～3，一种应用于移动变电站的红外测温监测系统，包括设置在变电站综合自动化系统的监控主站1、与监控主站1连通的红外热像仪2和数据采集系统3，所述红外热像仪2为固定安装在监控现场的高性能红外测温设备，所述数据采集系统3包括图像数据采集系统3.1和数字数据采集系统3.2，所述图像数据采集系统3.1和数字数据采集系统3.2与各个红外热像仪2连通。

所述红外热像仪2包括光学系统2.1、调制盘2.2、热释电红外探测器2.3、信号处理电路2.4、微控制器2.5、网络传输电路2.6，所述光学系统2.1接受辐射体发出的红外辐射，经调制盘2.2把红外辐射调制成交变辐射并发送至热释电红外探测器2.3，由热释电红外探测器2.3转变成为相应的电信号，经过信号处理电路2.4转变为被测目标的温度值，经过微控制器2.5处理，最后通过网络传输电路2.6进行网络传输。所述红外热像仪2布置在移动变电站的开关柜、避雷器、组合电器HGIS、变压器、电压互感器、电流互感器、套管和电缆终端旁。

所述图像数据采集系统3.1与避雷器、组合电器HGIS、变压器、电压互感器、电流互感器、套管和电缆终端旁的红外热成像仪2连通。所述数字数据采集系统3.2与开关柜内的红外热成像仪2连通。

本实用新型在实际使用时：

如图1，本实用新型专利以一种两车组成的移动变电站为例。监测避雷器、变压器、电压互感器、电流互感器、套管和电缆终端等部分的红外热成像仪布置在设备旁边，监测组合电器和开关柜的红外热像仪布置在封闭设备的内部。对于监测组合电器的红外热像仪，由于SF₆气体的红外特性，对红外测温仪的选择上要避开对应的吸收带，选择HgCdTe(6～9μm)探测器。根据GIS运行可靠性要求，受压面直径为10mm的圆形钢化玻璃可满足密封镜要求，此钢化玻璃作为密封镜以防薄膜的方式装在壳体法兰上，密封镜与法兰之间通过密封圈进行密封，在法兰上方为连接红外测温仪的接口。密封镜上方为带有安装红外测温仪螺纹的挡板，这样在运行过程中安装与更换红外测温仪都极为方便。

如图2，红外热像仪布置在移动变电站中的不同部位，作为监测终端，通过数据采集系统，将测得的温度数据上次至监控主站。其中数据采集系统包含图像数据采集系统和数字数据采集系统，除了在10kV开关柜内的红外热成像仪采用数字数据采集系统，其它部分的红外热成像仪均采用图像数据采集系统，即在监控主站中看到的开关柜的温度为数字，其它部分的温度为分布图。

如图3，红外热像仪包括：光学系统、调制盘、热释电红外探测器、信号处理电路、微控制器、网络传输电路等部分组成。辐射体发出的红外辐射，进入光学系统，经调制器把红外辐射调制成交变辐射，由探测器转变成为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。微控制器作为红外测温仪的核心处理部件，它关系到整个仪器的性能指标，系统上电后，首先加载相应的程序，并把红外测温模块传来的数据加以处理，进行网络传输。

最后，应当指出，以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新型不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种应用于移动变电站的红外测温监测系统，其特征在于：包括设置在变电站综合自动化系统的监控主站（1）、与监控主站（1）连通的红外热像仪（2）和数据采集系统（3），所述红外热像仪（2）为固定安装在监控现场的高性能红外测温设备，所述数据采集系统（3）包括图像数据采集系统（3.1）和数字数据采集系统（3.2），所述图像数据采集系统（3.1）和数字数据采集系统（3.2）与各个红外热像仪（2）连通。

2.根据权利要求1所述的一种应用于移动变电站的红外测温监测系统，其特征在于：所述红外热像仪（2）包括光学系统（2.1）、调制盘（2.2）、热释电红外探测器（2.3）、信号处理电路（2.4）、微控制器（2.5）、网络传输电路（2.6），所述光学系统（2.1）接受辐射体发出的红外辐射，经调制盘（2.2）把红外辐射调制成交变辐射并发送至热释电红外探测器（2.3），由热释电红外探测器（2.3）转变成为相应的电信号，经过信号处理电路（2.4）转变为被测目标的温度值，经过微控制器（2.5）处理，最后通过网络传输电路（2.6）进行网络传输。

3.根据权利要求2所述的一种应用于移动变电站的红外测温监测系统，其特征在于：所述红外热像仪（2）布置在移动变电站的开关柜、避雷器、组合电器（HGIS）、变压器、电压互感器、电流互感器、套管和电缆终端旁。

4.根据权利要求1~3中任意一项所述的一种应用于移动变电站的红外测温监测系统，其特征在于：所述图像数据采集系统（3.1）与避雷器、组合电器（HGIS）、变压器、电压互感器、电流互感器、套管和电缆终端旁的红外热像仪（2）连通。

5.根据权利要求4所述的一种应用于移动变电站的红外测温监测系统，其特征在于：所述数字数据采集系统（3.2）与开关柜内的红外热像仪（2）连通。