CN211014517U - 一种基于紫外检测的变频电机绝缘局部放电在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电气测试领域内的一种基于紫外检测的变频电机绝缘局部放电在线监测装置，包括用于测量模块，所述测量模块分别与显示模块以及信号采集模块相连，所述显示模块与信号采集模块相连，所述信号采集模块与网络通信模块相连，所述网络通讯模块与监测中心相连；能够在电机正常运行的情况下实现自动测量，能精确定位故障区域，试验结果清晰易保存，具有反应灵敏、测试效率高、远程监控方便等显著优点，本实用新型可用于变频电机绝缘局部放电的监测。

Description

一种基于紫外检测的变频电机绝缘局部放电在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种监测装置。

背景技术

随着变频电机快速发展，变频电机的绝缘问题也逐渐凸显出来。较之传统发电机，变频电机由于受到频率高、上升时间短的脉冲电压冲击，其匝间绝缘承受更加严酷的电、热应力。当过电压超过电机绝缘的承受能力时，电机绝缘内部会发生局部放电，极大缩短电机绝缘劣化时间，最终导致电机绝缘失效。近年来出现了大量变频电机绝缘早期失效现象，在一定程度上制约了变频电机的发展。

为了防止变频电机因局部放电导致绝缘老化引起的故障，生产部门通常的做法是加强运行维护人员的巡视力度，通过观察电机外部情况是否正常、听局部放电的声音、闻臭氧气味等方式来判断变频电机运行状况是否异常，或者将电机停止运行。然而依靠运行维护人员的日常巡视，容易造成漏判、误判。尤其是对于间歇性放电，运行维护人员在巡视过程中不易发现，极易对变频电机的运行状态进行误判，埋下安全隐患。这种方式浪费了大量的人力和物力，既不经济，效率也极低。因此，亟需一种快速检测变频电机是否发生故障放电并能准确定位其故障区域的设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于紫外检测的变频电机绝缘局部放电在线监测装置，能够在电机正常运行的情况下实现自动测量，能精确定位故障区域，试验结果清晰易保存，具有反应灵敏、测试效率高、远程监控方便等显著优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于紫外检测的变频电机绝缘局部放电在线监测装置，包括用于测量模块，所述测量模块分别与显示模块以及信号采集模块相连，所述显示模块与信号采集模块相连，所述信号采集模块与网络通信模块相连，所述网络通讯模块与监测中心相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，显示模块显示与记录测量模块测量结果，便于数据存储与以后的数据调动，信号采集模块能够实时接收测量模块发送的测量结果，并将测量模块测试的紫外信号转化成局部放电信号，通过网络通信模块将数据实时传输给监测中心，监测中心先将网络通信信号解析成局部放电信号，再将解析后的局部放电信号进行处理分析，显示模块中紫外光子数高于设定阈值时，监测人员在监测中心发现异常，则调动检修人员对故障电机进行维修，能够在电机正常运行的情况下实现自动测量，能精确定位故障区域，试验结果清晰易保存，具有反应灵敏、测试效率高、远程监控方便等显著优点，本实用新型可用于变频电机绝缘局部放电的监测。

作为本实用新型的进一步改进，所述测量模块包括高精度紫外传感器和紫外成像仪，所述高精度紫外传感器和紫外成像仪设置在待测电机20cm处，这样可以采用紫外传感器检测电机绝缘周围是否产生紫外光子，根据紫外光子数量判断绝缘系统局部放电强弱，通过紫外成像仪定位局部放电区域，更好地检测变频电机局部放电产生的紫外信号，提高检测精度。

作为本实用新型的进一步改进，所述数据采集模块包括ARM控制器和FPGA控制器，所述ARM控制器分别与监测中心相连和FPGA控制器相连，所述FPGA控制器分别与显示模块和测量模块相连，这样ARM 作为主控制器，经FPGA控制器配合与监控中心与显示模块双向通信，接受监控中心的控制命令和参数设定，解析后通过ARM 芯片的 IO 接口配合光耦隔离和驱动控制外部状态，并通过FSMC总线设定 FPGA 相关配置参数，修改输出触发信号的参数，同时读取FPGA采集的相关数据；FPGA 作为从控制器，实时采集测量模块中的紫外信号解析成局部放电信号，此外，FPGA 内构建NIOS操作系统，扩展两个串口 USART，分别用于连接监测端的监测中心与测量端的显示模块。

作为本实用新型的进一步改进，所述ARM控制器的地址总线接口与FPGA控制器的地址总线接口相连，所述ARM控制器的数据总线接口与FPGA控制器的数据总线接口相连，所述ARM控制器的nGCS5bank片选接口与FPGA控制器的nGCS5bank片选接口相连，所述ARM控制器的nOE读使能信号接口与FPGA控制器的nGCS5读使能信号接口相连，所述ARM控制器的nWE写使能信号接口与FPGA控制器的nWE写使能信号接口相连，所述ARM控制器的EINT0为中断信号接口与FPGA控制器的EINT0为中断信号接口相连，这样可以更好地通过FPGA控制器来实现数据的高速采样， ARM控制器则提供数据的处理以及人机交互的功能。

作为本实用新型的进一步改进，所述紫外传感器内设置有紫外光敏管，这样采用紫外光敏管能够更好地用于监测波长在220nm-280nm的紫外光，紫外光波长在220nm-280nm之间的不可见光最敏感，感应效应最高，此波长范围正是局部放电产生的紫外线波长的范围，因而，采用紫外光敏管能够有效的检测变频电机局部放电产生的紫外信号。

作为本实用新型的进一步改进，所述监测中心包括触摸屏和电机状态运行指示灯，这样监测中心能实时观测到电机绝缘运行状态，当测量模块监测出的紫外光子数高于设定阈值时，监测中心电机状态运行指示灯会由绿色变成红色，引起监测人员警觉并调动维修人员对相应电机进行检修，维修人员根据紫外成像仪的紫外光斑面积确定局部放电区域，根据紫外光斑的大小，做出相应处理。

作为本实用新型的进一步改进，所述显示模块为工控机，这样能够更好地显示与记录测量模块的测量结果，便于数据存储与以后的数据调动。

附图说明

图1为本实用新型流程图。

图2为本实用新型装置连接图。

图3为本实用新型通讯连接图。

图4为控制器连接图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

如图1-4所示的一种基于紫外检测的变频电机绝缘局部放电在线监测装置，包括用于测量模块，测量模块分别与显示模块以及信号采集模块相连，显示模块与信号采集模块相连，信号采集模块与网络通信模块相连，网络通讯模块与监测中心相连；测量模块包括高精度紫外传感器和紫外成像仪，高精度紫外传感器和紫外成像仪设置在待测电机20cm处；数据采集模块包括ARM控制器和FPGA控制器，ARM控制器分别与监测中心相连和FPGA控制器相连，FPGA控制器分别与显示模块和测量模块相连；ARM控制器的地址总线接口与FPGA控制器的地址总线接口相连，ARM控制器的数据总线接口与FPGA控制器的数据总线接口相连，ARM控制器的nGCS5bank片选接口与FPGA控制器的nGCS5bank片选接口相连，ARM控制器的nOE读使能信号接口与FPGA控制器的nGCS5读使能信号接口相连，ARM控制器的nWE写使能信号接口与FPGA控制器的nWE写使能信号接口相连，ARM控制器的EINT0为中断信号接口与FPGA控制器的EINT0为中断信号接口相连；紫外传感器内设置有紫外光敏管；监测中心包括触摸屏和电机状态运行指示灯；显示模块为工控机。

本实用新型中，整套系统由测量模块、显示模块、信号采集模块、网络通信模块与监测中心组成。测量模块为核心部分，放在待测电机20cm处，显示模块显示与记录测量模块测量结果，便于数据存储与以后的数据调动；显示装置中紫外光子数高于设定阈值时，监测中心的设备运行红色指示灯亮，蜂鸣器发出声响。信号采集模块能够实时接收测量模块发送的测量结果，并将测量模块测试的紫外信号转化成局部放电信号，通过网络通信模块将数据实时传输给监测中心。监测中心先将网络通信信号解析成局部放电信号，再将解析后的局部放电信号进行处理分析；监测中心实时观测到电机绝缘运行状态，当测量模块监测出的紫外光子数高于设定阈值时，监测中心电机状态运行指示灯会由绿色变成红色，引起监测人员警觉并调动维修人员对相应电机进行检修。维修人员根据紫外成像仪的紫外光斑面积确定局部放电区域，根据紫外光斑的大小，做出相应处理；由于监测中心自带设备异常报警灯，测量人员无需守在运行设备面前，可以实现高效可靠的监测变频电机的绝缘状态。

本实用新型不局限于上述实施例，在本公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于紫外检测的变频电机绝缘局部放电在线监测装置，其特征在于：包括用于测量模块，所述测量模块分别与显示模块以及信号采集模块相连，所述显示模块与信号采集模块相连，所述信号采集模块与网络通信模块相连，所述网络通信模块与监测中心相连，所述测量模块包括高精度紫外传感器和紫外成像仪，所述高精度紫外传感器和紫外成像仪设置在待测电机20cm处。

2.根据权利要求1所述的一种基于紫外检测的变频电机绝缘局部放电在线监测装置，其特征在于：所述信号采集模块包括ARM控制器和FPGA控制器，所述ARM控制器分别与监测中心相连和FPGA控制器相连，所述FPGA控制器分别与显示模块和测量模块相连。

3.根据权利要求2所述的一种基于紫外检测的变频电机绝缘局部放电在线监测装置，其特征在于：所述ARM控制器的地址总线接口与FPGA控制器的地址总线接口相连，所述ARM控制器的数据总线接口与FPGA控制器的数据总线接口相连，所述ARM控制器的nGCS5bank片选接口与FPGA控制器的nGCS5bank片选接口相连，所述ARM控制器的nOE读使能信号接口与FPGA控制器的nGCS5读使能信号接口相连，所述ARM控制器的nWE写使能信号接口与FPGA控制器的nWE写使能信号接口相连，所述ARM控制器的EINT0为中断信号接口与FPGA控制器的EINT0为中断信号接口相连。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种基于紫外检测的变频电机绝缘局部放电在线监测装置，其特征在于：所述紫外传感器内设置有紫外光敏管。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种基于紫外检测的变频电机绝缘局部放电在线监测装置，其特征在于：所述监测中心包括触摸屏和电机状态运行指示灯。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种基于紫外检测的变频电机绝缘局部放电在线监测装置，其特征在于：所述显示模块为工控机。

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