CN214622460U - 开关柜监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了开关柜监控装置，有效的解决了现有技术利用摄像头不能及时和全面的采集绝缘子上的裂纹的情况发生，本实用新型包括信号放大电路、信号传输电路，所述监控装置包括信号放大电路、信号传输电路，所述信号放大电路将超声波传感器U1检测到的裂纹信号传输至信号传输电路，所述信号传输电路将裂纹信号经过选频器和调频器后传输至监控中心，避免了开关柜内的摄像头传输的图像信号和裂纹信号在传输至监控中心时空气中存在的如手机等无线接收或发送的信号对裂纹信号的混杂，避免影响到了裂纹信号的准确性，也避免了现有技术利用摄像头不能及时和全面的采集绝缘子上的裂纹的情况发生。

Description

开关柜监控装置

技术领域

本实用新型涉及电力变压器领域，特别是开关柜监控装置。

背景技术

开关柜（如图1所示）的主要作用是电力系统的发电、输电、配电和电能转换的过程中进行开合、控制和保护用电设备，所以对其及进行的安全检测工作从来都是电力工作人员的重中之重的任务，而其中开关柜中的绝缘子即是重点检测对象，其承担着要正确处理作用在绝缘上的各种电压（包括运行电压和各种过电压）、各种限压措施、绝缘强度之间的关系。当绝缘子的表面因环境潮湿或雷击等出现裂纹等缺陷时，绝缘子的绝缘效果会随着时间而下降，这对开关柜的正常工作是巨大的威胁。

现有技术对此也设计了多种方式，如利用摄像头采集绝缘子的图像，将检测到的图像发送至监控中心利用算法或是人工的方式来检测绝缘子是否出现裂纹，而此种方式采集到的绝缘子的图像常常受到光线或是摄像头位置的影响，导致不能及时和全面的检测到绝缘子上的裂纹的情况发生。

因此本实用新型提供一种的新的方案来解决此问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供开关柜监控装置，有效的解决了现有技术利用摄像头不能及时和全面的采集绝缘子上的裂纹的情况发生。

其解决的技术方案是，开关柜监控装置，所述监控装置包括信号放大电路、信号传输电路，所述信号放大电路将超声波传感器U1检测到的裂纹信号传输至信号传输电路，所述信号传输电路将裂纹信号经过选频器和调频器后传输至监控中心。

进一步地，所述信号放大电路将超声波传感器U1检测到的裂纹信号利用运放器U2B进行放大，并将放大后的信号传输至信号传输电路。

进一步地，所述信号放大电路包括电阻R12，电阻R12的一端与超声波传感器U1的out引脚相连接，电阻R12的另一端与运放器U2B的同相端相连接，运放器U2B的反相端分别连接电阻R2的一端、电阻R3的一端，运放器U2B的输出端分别连接电阻R3的另一端、场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的漏极与电阻R4的一端相连接，电阻R4的另一端分别连接电阻R1的一端、电容C1的一端、超声波传感器U1的vcc引脚，电阻R1的另一端与正极性电源VCC相连接，场效应管Q1的源极与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端分别连接电容C1的另一端、电阻R2的另一端、超声波传感器U1的gnd引脚并连接地。

进一步地，所述信号传输电路包括选频器和调频器，所述选频器将信号放大电路传输过来的裂纹信号所在的频率选择出来，并利用调频器对裂纹信号实现调频，最后将裂纹信号传输至监控中心。

进一步地，所述选频器包括电故障R6，电阻R6的一端与信号放大电路中的电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与运放器U3B的同相端相连接，运放器U3B的反相端分别连接电阻R7的一端、电容C2的一端，运放器U3B的输出端分别连接电阻R9的一端、电容C3的一端，电阻R7的另一端分别连接电阻R9的另一端、电容C5的一端，电容C2的另一端分别连接电阻R8的一端、电容C3的一端，电容C5的另一端分别连接电阻R8的另一端、信号放大电路中的电阻R5的另一端并连接地。

进一步地，所述调频器包括电容C4，电容C4的一端分别连接稳压管D1的负极、运放器U3B的输出端，稳压管D1的另一端与电阻R10的一端相连接，电阻R10的另一端分别连接电阻R14的一端、电容C8的一端，电阻R14的另一端与可调电阻R13的左端想练级，可调电阻R13的右端分别连接电容C8的另一端、电阻R17的一端、电阻R11的一端、电容C9的一端、电阻R16的一端、选频器中的电阻R8的另一端、信号放大电路中的电阻R5的另一端并接地，可调电阻R13的可调端与场效应管Q2的栅极相连接，场效应管Q2的源极与电阻R17的另一端相连接，场效应管Q2的漏极与信号放大电路中的电阻R3的一端相连接，电容C4的另一端分别连接电阻R15的一端、电阻R11的另一端、三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极分别连接电感L1的一端、电容C7的一端、电容C10的一端，电容C10的另一端连接监控中心，电感L1的另一端分别连接电阻R15的另一端、信号放大电路中的电阻R4的另一端，三极管Q3的发射极分别连接电容C9的另一端、电容C7的另一端、电阻R16的另一端。

本实用新型实现了如下有益效果：

通过设置超声波传感器来检测开关柜内的绝缘子上的裂纹，将裂纹信号利用运放器U2B进行放大，避免裂纹过小时，超声波传感器U1采集到的裂纹信号过于微弱因线路损耗而无法传输至监控中心，并利用稳压管D1、电阻R10、电阻R14、可调电阻R13、场效应管Q2、电阻R3来控制运放器U2B的放大倍数，实现对裂纹信号幅值上的控制，利用运放器U3B、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C2、电容C3和电容C5对裂纹信号进行选频，并利用电容C4、电容C9、电容C7、电感L1、电阻R16对裂纹信号进行调频，既增加了裂纹信号的抗干扰能力，又避免了开关柜内的摄像头传输的图像信号和裂纹信号在传输至监控中心时空气中存在的如手机等无线接收或发送的信号对裂纹信号的混杂，避免影响到了裂纹信号的准确性，也避免了现有技术利用摄像头不能及时和全面的采集绝缘子上的裂纹的情况发生。

附图说明

图1为现有技术中的开关柜示意图。

图2为本实用新型的开关柜监控装置的电路原理图。

具体实施方式

为有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1-2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。

开关柜监控装置，所述装置应用开关柜的绝缘子上，所述装置包括信号放大电路、信号传输电路，所述信号放大电路利用超声波传感器U1来对开关柜的绝缘子上的裂纹信号进行检测，当超声波传感器U1有信号输出时，即表明绝缘子上出现了裂纹，裂纹信号经电阻R1传输至运放器U2B进行放大，并利用场效应管Q1进行跟随处理，以提高裂纹信号的驱动信号传输电路的能力，运放器U2B将裂纹信号输出至信号传输电路，所述信号传输电路包括选频器和调频器，选频器利用电阻R6接收信号放大电路传输过来的裂纹信号，利用运放器U3B、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C2、电容C3和电容C5对裂纹信号进行选频，利用稳压管D1来检测裂纹信号的幅值，当绝缘子上的裂纹过大时，超声波传感器U1采集到的裂纹信号经信号放大电路放大后，将稳压管D1导通，电阻R10、电阻R14、可调电阻R13来改变场效应管Q2的漏源极之间的电阻值，此电阻值与电阻R3共同作用，进而改变运放器U2B的放大倍数，裂纹信号经电容C4、电容C9、电容C7、电感L1、电阻R16进行调频，来增强裂纹信号的抗干扰能力，裂纹信号经电容C10传输至监控中心进行分析；

所述信号放大电路利用超声波传感器U1来对开关柜的绝缘子进行检测，检测绝缘子表面的裂纹信号，超声波传感器U1采用型号类似为P+F型号的超声波传感器，采集原理为现有技术，在此不多做赘述，当超声波传感器U1有信号输出时，即表明绝缘子上出现了裂纹，裂纹信号经电阻R1传输至运放器U2B进行放大，并利用场效应管Q1进行跟随处理，以提高裂纹信号的驱动信号传输电路的能力，电阻R3为运放器U1B的反馈电阻，用来控制运放器U2B的放大倍数，避免裂纹过小时，超声波传感器U1采集到的裂纹信号过于微弱因线路损耗而无法传输至监控中心，运放器U2B将裂纹信号输出至信号传输电路；

所述信号放大电路包括电阻R12，电阻R12的一端与超声波传感器U1的out引脚相连接，电阻R12的另一端与运放器U2B的同相端相连接，运放器U2B的反相端分别连接电阻R2的一端、电阻R3的一端，运放器U2B的输出端分别连接电阻R3的另一端、场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的漏极与电阻R4的一端相连接，电阻R4的另一端分别连接电阻R1的一端、电容C1的一端、超声波传感器U1的vcc引脚，电阻R1的另一端与正极性电源VCC相连接，场效应管Q1的源极与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端分别连接电容C1的另一端、电阻R2的另一端、超声波传感器U1的gnd引脚并连接地；

所述信号传输电路包括选频器和调频器，选频器利用电阻R6接收信号放大电路传输过来的裂纹信号，利用运放器U3B、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C2、电容C3和电容C5对裂纹信号进行选频，避免开关柜内部使用的摄像头传输的图像信号所在的频率影响到裂纹信号，进而影响到监控中心对裂纹信号的分析，裂纹信号传输至调频器，利用稳压管D1来检测裂纹信号的幅值，当绝缘子上的裂纹过大时，超声波传感器U1采集到的裂纹信号经信号放大电路放大后将稳压管D1导通，电阻R10、电阻R14、可调电阻R13来改变场效应管Q2的漏源极之间的电阻值，场效应管Q2的漏源极之间的电阻与信号放大电路中的电阻R3联合作用进而改变运放器U2B的放大倍数，实现对裂纹信号幅值上的控制，裂纹信号经电容C4、电容C9、电容C7、电感L1、电阻R16进行调频，来增强裂纹信号的抗干扰能力，避免裂纹信号在传输过程中混杂了空气中存在的其他信号（如手机等无线接收或发送的信号）而影响到了裂纹信号的准确性，裂纹信号经电容C10传输至监控中心进行分析；

所述选频器包括电故障R6，电阻R6的一端与信号放大电路中的电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与运放器U3B的同相端相连接，运放器U3B的反相端分别连接电阻R7的一端、电容C2的一端，运放器U3B的输出端分别连接电阻R9的一端、电容C3的一端，电阻R7的另一端分别连接电阻R9的另一端、电容C5的一端，电容C2的另一端分别连接电阻R8的一端、电容C3的一端，电容C5的另一端分别连接电阻R8的另一端、信号放大电路中的电阻R5的另一端并连接地；

所述调频器包括电容C4，电容C4的一端分别连接稳压管D1的负极、运放器U3B的输出端，稳压管D1的另一端与电阻R10的一端相连接，电阻R10的另一端分别连接电阻R14的一端、电容C8的一端，电阻R14的另一端与可调电阻R13的左端想练级，可调电阻R13的右端分别连接电容C8的另一端、电阻R17的一端、电阻R11的一端、电容C9的一端、电阻R16的一端、选频器中的电阻R8的另一端、信号放大电路中的电阻R5的另一端并接地，可调电阻R13的可调端与场效应管Q2的栅极相连接，场效应管Q2的源极与电阻R17的另一端相连接，场效应管Q2的漏极与信号放大电路中的电阻R3的一端相连接，电容C4的另一端分别连接电阻R15的一端、电阻R11的另一端、三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极分别连接电感L1的一端、电容C7的一端、电容C10的一端，电容C10的另一端连接监控中心，电感L1的另一端分别连接电阻R15的另一端、信号放大电路中的电阻R4的另一端，三极管Q3的发射极分别连接电容C9的另一端、电容C7的另一端、电阻R16的另一端。

本实用新型在进行使用的时候，所述信号放大电路利用超声波传感器U1来对开关柜的绝缘子上的裂纹信号进行检测，当超声波传感器U1有信号输出时，即表明绝缘子上出现了裂纹，裂纹信号经电阻R1传输至运放器U2B进行放大，并利用场效应管Q1进行跟随处理，以提高裂纹信号的驱动信号传输电路的能力，运放器U2B将裂纹信号输出至信号传输电路，所述信号传输电路包括选频器和调频器，选频器利用电阻R6接收信号放大电路传输过来的裂纹信号，利用运放器U3B、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C2、电容C3和电容C5对裂纹信号进行选频，利用稳压管D1来检测裂纹信号的幅值，当绝缘子上的裂纹过大时，超声波传感器U1采集到的裂纹信号经信号放大电路放大后，将稳压管D1导通，电阻R10、电阻R14、可调电阻R13来改变场效应管Q2的漏源极之间的电阻值，此电阻值与电阻R3共同作用，进而改变运放器U2B的放大倍数，裂纹信号经电容C4、电容C9、电容C7、电感L1、电阻R16进行调频，来增强裂纹信号的抗干扰能力，裂纹信号经电容C10传输至监控中心进行分析；

通过设置超声波传感器来检测开关柜内的绝缘子上的裂纹，将裂纹信号利用运放器U2B进行放大，避免裂纹过小时，超声波传感器U1采集到的裂纹信号过于微弱因线路损耗而无法传输至监控中心，并利用稳压管D1、电阻R10、电阻R14、可调电阻R13、场效应管Q2、电阻R3来控制运放器U2B的放大倍数，实现对裂纹信号幅值上的控制，利用运放器U3B、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C2、电容C3和电容C5对裂纹信号进行选频，并利用电容C4、电容C9、电容C7、电感L1、电阻R16对裂纹信号进行调频，既增加了裂纹信号的抗干扰能力，又避免了开关柜内的摄像头传输的图像信号和裂纹信号在传输至监控中心时空气中存在的如手机等无线接收或发送的信号对裂纹信号的混杂，避免影响到了裂纹信号的准确性，也避免了现有技术利用摄像头不能及时和全面的采集绝缘子上的裂纹的情况发生。

Claims (6)

1.开关柜监控装置，其特征在于，所述监控装置包括信号放大电路、信号传输电路，所述信号放大电路将超声波传感器U1检测到的裂纹信号传输至信号传输电路，所述信号传输电路将裂纹信号经过选频器和调频器后传输至监控中心。

2.如权利要求1所述的开关柜监控装置，其特征在于，所述信号放大电路将超声波传感器U1检测到的裂纹信号利用运放器U2B进行放大，并将放大后的信号传输至信号传输电路。

3.如权利要求2所述的开关柜监控装置，其特征在于，所述信号放大电路包括电阻R12，电阻R12的一端与超声波传感器U1的out引脚相连接，电阻R12的另一端与运放器U2B的同相端相连接，运放器U2B的反相端分别连接电阻R2的一端、电阻R3的一端，运放器U2B的输出端分别连接电阻R3的另一端、场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的漏极与电阻R4的一端相连接，电阻R4的另一端分别连接电阻R1的一端、电容C1的一端、超声波传感器U1的vcc引脚，电阻R1的另一端与正极性电源VCC相连接，场效应管Q1的源极与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端分别连接电容C1的另一端、电阻R2的另一端、超声波传感器U1的gnd引脚并连接地。

4.如权利要求1所述的开关柜监控装置，其特征在于，所述信号传输电路包括选频器和调频器，所述选频器将信号放大电路传输过来的裂纹信号所在的频率选择出来，并利用调频器对裂纹信号实现调频，最后将裂纹信号传输至监控中心。

5.如权利要求4所述的开关柜监控装置，其特征在于，所述选频器包括电故障R6，电阻R6的一端与信号放大电路中的电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与运放器U3B的同相端相连接，运放器U3B的反相端分别连接电阻R7的一端、电容C2的一端，运放器U3B的输出端分别连接电阻R9的一端、电容C3的一端，电阻R7的另一端分别连接电阻R9的另一端、电容C5的一端，电容C2的另一端分别连接电阻R8的一端、电容C3的一端，电容C5的另一端分别连接电阻R8的另一端、信号放大电路中的电阻R5的另一端并连接地。

6.如权利要求4所述的开关柜监控装置，其特征在于，所述调频器包括电容C4，电容C4的一端分别连接稳压管D1的负极、运放器U3B的输出端，稳压管D1的另一端与电阻R10的一端相连接，电阻R10的另一端分别连接电阻R14的一端、电容C8的一端，电阻R14的另一端与可调电阻R13的左端想练级，可调电阻R13的右端分别连接电容C8的另一端、电阻R17的一端、电阻R11的一端、电容C9的一端、电阻R16的一端、选频器中的电阻R8的另一端、信号放大电路中的电阻R5的另一端并接地，可调电阻R13的可调端与场效应管Q2的栅极相连接，场效应管Q2的源极与电阻R17的另一端相连接，场效应管Q2的漏极与信号放大电路中的电阻R3的一端相连接，电容C4的另一端分别连接电阻R15的一端、电阻R11的另一端、三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极分别连接电感L1的一端、电容C7的一端、电容C10的一端，电容C10的另一端连接监控中心，电感L1的另一端分别连接电阻R15的另一端、信号放大电路中的电阻R4的另一端，三极管Q3的发射极分别连接电容C9的另一端、电容C7的另一端、电阻R16的另一端。

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