專利名稱：激光傳感器輸變電設(shè)備污穢在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于高壓電力絕緣子鹽污穢測(cè)量的設(shè)備。
背景技術(shù)：
輸變電設(shè)備絕緣子表面的污穢，鹽污和灰污對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生重要影響。 因此，要求定期監(jiān)測(cè)絕緣子表面的鹽污和灰污。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法是首先讓輸變電設(shè)備停 電，用人工方法清洗表面污穢，然后測(cè)量鹽污和灰污量。整個(gè)測(cè)量工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又不 能跟蹤隨時(shí)間的變化狀態(tài)。同時(shí)，ilt污和灰污的測(cè)量霈要采用兩套完全不同的測(cè)量設(shè)備。 目前，輸變電設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)污穢的監(jiān)測(cè)是防止污閃事故的主要監(jiān)控手段。本申請(qǐng)人申請(qǐng)了《光傳感器高壓絕緣子鹽污在線測(cè)量設(shè)備》(專利號(hào)200320115卯9.9)，它由光纖傳感器、數(shù)據(jù)收集與數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳送、 接收數(shù)據(jù)和顯示、打印、定時(shí)自動(dòng)測(cè)量等電路構(gòu)成。實(shí)時(shí)鹽污穢數(shù)據(jù)檢測(cè)時(shí)，激光器發(fā) 射出激光，經(jīng)光纖傳感器的光耦合器件耦合后的模擬信號(hào)經(jīng)濾波、放大，由Is(AD654) 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，送到單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理，并存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器M,存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)通過(guò) 單片機(jī)的通信接口將測(cè)量記錄通過(guò)手機(jī)模塊發(fā)送，經(jīng)遠(yuǎn)程測(cè)量中心的手機(jī)模塊接收，測(cè) 量中心將接收的測(cè)量記錄顯示、并打印。它只能對(duì)鹽污在線檢測(cè)。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，旨在提供一種可在線實(shí)時(shí)檢測(cè)，不需設(shè)備停電， 工作穩(wěn)定、檢測(cè)快速準(zhǔn)確的激光傳感器輸變電設(shè)備污穢在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。激光傳感器輸變電設(shè)備污穢在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由安裝在輸變電設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的ODU、光 纖傳感器及污穢數(shù)據(jù)收集、轉(zhuǎn)換、處理、存儲(chǔ)、傳送、接收顯示電路構(gòu)成，由激光器LD發(fā)射激光， 一路經(jīng)耦合光纖束GLi、光傳感元件石英玻璃棒BL、等 效處理器SP、 GL3，光電變換器件PIN1采集現(xiàn)場(chǎng)污穢數(shù)據(jù)，并將光信號(hào)變換為電信 號(hào)，然后經(jīng)放大器A1、 A2放大，從多路選擇開(kāi)關(guān)SK (HC4051)的13腳進(jìn)，另一路 經(jīng)GL2， PIN2轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并經(jīng)A3， A4放大，從多路開(kāi)關(guān)SK的14腳進(jìn)，它作為 第一路信號(hào)的比較信號(hào)，濕度傳感器SD和溫度傳感器WD的濕度和溫度傳感信號(hào)經(jīng) A5, A6放大，從多路選擇開(kāi)關(guān)SK (HC4051)的12, 15腳進(jìn)，四路信號(hào)從多路選擇 開(kāi)關(guān)SK的3腳出，從A/D(AD654)4腳進(jìn)，經(jīng)模數(shù)變換，從單片機(jī)處理器MCU(C52) 15腳進(jìn)入，單片機(jī)MCU將信號(hào)按照16進(jìn)制組合存入到存儲(chǔ)器MC (4XAT24C512)， 定時(shí)系統(tǒng)TC (4013)的控制單片機(jī)定時(shí)將所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)送到通信接口 (MAX232)，經(jīng)GSM模塊(CS2000)發(fā)送，ODU在定時(shí)系統(tǒng)TC的控制下定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)污穢數(shù)據(jù)， 并處理、傳送，定時(shí)系統(tǒng)TC (4013)接主電源MP。本實(shí)用新型可在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，不需設(shè)備停電，工作穩(wěn)定、檢測(cè)快速準(zhǔn)確。


圖1是本實(shí)用新型原理框圖 圖2是本實(shí)用新型電原理圖 圖3是光在介質(zhì)中傳輸原理圖具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型由光數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端(ODU)、監(jiān)控中心兩大部分組成。ODU 安裝在輸變電設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，其功能是現(xiàn)場(chǎng)污穢數(shù)據(jù)的采集，信號(hào)處理和信號(hào)傳送。監(jiān)控中 心的功能是接收ODU發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)，然后進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)處理，得到每天的各種參數(shù) 值，并繪制成各種曲線圖表。每天的鹽污、灰污、濕度、溫度與時(shí)間的關(guān)系曲線等。激光傳感器由產(chǎn)生激光的光源LD，光傳感元件石英玻璃棒BL,耦合光纖束GLi， GL2， GL3，光電變換器件PINi， PIN2,激光驅(qū)動(dòng)器DR，等效處理器SP等部分組成。 BL為圓環(huán)型石英棒，圓直徑的大小與絕緣子大小相對(duì)應(yīng)，棒的直徑為4毫米。耦合光 纖束由數(shù)千根光纖組成，主要功能是完成LD — BL, BL — PINi， LD— PIN2的光耦 合，應(yīng)盡可能減小它們之間的損耗，SP的功能是調(diào)整光傳感器元件的有效傳感面積， 使之與絕緣子的積污過(guò)程等效，DR是給光源LD提供一個(gè)高穩(wěn)定的輸入電流，從而保 證LD輸出光功率的高穩(wěn)定性。參照?qǐng)D3，根據(jù)光在介質(zhì)中傳輸?shù)脑?，?dāng)光通過(guò)石英玻璃圓環(huán)BL傳輸時(shí)，由于 空氣折射率小于石英玻璃的折射率，光功率將限制在石英玻璃內(nèi)部傳輸，光功率的衰 減很小，可以忽略不計(jì)；當(dāng)石英玻璃圓環(huán)上附著有污穢2時(shí)，由于污穢的折射率大于 石英玻璃1的折射率，有一部分光會(huì)從附著的污穢表面透射出來(lái)，即在此處光向外泄 露造成光能量的損失，即光功率傳輸受到衰減。隨著污穢的增多，光功率傳輸衰減就 越大。因此，通過(guò)檢測(cè)光功率傳輸?shù)乃p量的變化，即可以知道石英玻璃圓環(huán)上附著 鹽污密度的多少。參照?qǐng)Dl、 2,由激光光源LD產(chǎn)生的激光功率分成兩路--路經(jīng)GL1、 BL、 SP、 GL3, PIN,采集現(xiàn)場(chǎng)污穢數(shù)據(jù)，并將光信號(hào)變換為電信號(hào)，然后經(jīng)Al, A2放大到要 求的幅度，送到多路選擇開(kāi)關(guān)SK (HC4051)的13腳。另一路經(jīng)GL2， PIN2轉(zhuǎn)換為 電信號(hào)，并經(jīng)A3， A4放大到要求的幅度，送到多路開(kāi)關(guān)SK的14腳，它作為第一路 信號(hào)的比較信號(hào)。該兩路信號(hào)以不同的時(shí)間從SK的3腳送入A/D (AD654) 4腳進(jìn)行 模數(shù)變換，然后送入單片機(jī)處理器MCU (C52) 15腳進(jìn)行信號(hào)處理。 由于監(jiān)控中心的綜合數(shù)據(jù)處理還應(yīng)考慮濕度和溫度對(duì)光信號(hào)的影響，所以還使用 了濕度傳感器SD和溫度傳感器WD?，F(xiàn)場(chǎng)濕度和溫度傳感信號(hào)經(jīng)A5， A6放大器后送 到多路選擇開(kāi)關(guān)SK (HC4051)的12， 15腳，再通過(guò)與上述同樣的方法送到單片機(jī) MCD作信號(hào)處理。單片機(jī)MCU將每條監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的各個(gè)參量。如監(jiān)測(cè)時(shí)間、激光量、 光通量、濕度、溫度等信號(hào)按照16進(jìn)制組合存入到存儲(chǔ)器MC (4XAT24C512),在定 時(shí)系統(tǒng)TC (4013)的控制下，單片機(jī)定時(shí)將所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)送到通信接口 (MAX232) 經(jīng)GSM模塊(CS2000)發(fā)送到監(jiān)控中心。ODU在定時(shí)系統(tǒng)TC的控制下完成系統(tǒng)的 定時(shí)現(xiàn)場(chǎng)污穢數(shù)據(jù)的采集，信號(hào)處理和信號(hào)傳送。監(jiān)控中心接收ODU發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)后進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)處理，得到每天的各種參數(shù) 值，并繪制成各種曲線圖表，如每天的鹽污、灰污、濕度、溫度與時(shí)間的關(guān)系曲線等。
權(quán)利要求1、激光傳感器輸變電設(shè)備污穢在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于由安裝在輸變電設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的ODU、光纖傳感器及污穢數(shù)據(jù)收集、轉(zhuǎn)換、處理、存儲(chǔ)、傳送、接收顯示電路構(gòu)成，由激光器LD發(fā)射激光，一路經(jīng)耦合光纖束GL1、光傳感元件石英玻璃棒BL、等效處理器SP、GL3，光電變換器件PIN1采集現(xiàn)場(chǎng)污穢數(shù)據(jù)，并將光信號(hào)變換為電信號(hào)，然后經(jīng)放大器A1、A2放大，從多路選擇開(kāi)關(guān)SK(HC4051)的13腳進(jìn)，另一路經(jīng)GL2，PIN2轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并經(jīng)A3，A4放大，從多路開(kāi)關(guān)SK的14腳進(jìn)，它作為第一路信號(hào)的比較信號(hào)，濕度傳感器SD和溫度傳感器WD的濕度和溫度傳感信號(hào)經(jīng)A5，A6放大，從多路選擇開(kāi)關(guān)SK(HC4051)的12，15腳進(jìn)，四路信號(hào)從多路選擇開(kāi)關(guān)SK的3腳出，從A/D(AD654)4腳進(jìn)，經(jīng)模數(shù)變換，從單片機(jī)處理器MCU(C52)15腳進(jìn)入，單片機(jī)MCU將信號(hào)按照16進(jìn)制組合存入到存儲(chǔ)器MC(4XAT24C512)，定時(shí)系統(tǒng)TC(4013)的控制單片機(jī)定時(shí)將所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)送到通信接口(MAX232)，經(jīng)GSM模塊(CS2000)發(fā)送，ODU在定時(shí)系統(tǒng)TC的控制下定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)污穢數(shù)據(jù)，并處理、傳送，定時(shí)系統(tǒng)TC(4013)接主電源MP。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光傳感器輸變電設(shè)備污穢在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于 石英玻璃棒BL為圓環(huán)型石英棒，圓直徑的大小與絕緣子大小相對(duì)應(yīng)，棒的直徑為4筆不o
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光傳感器輸變電設(shè)備污穢在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于 耦合光纖束GLi, GL2， GL3由數(shù)千根光纖組成。
專利摘要激光傳感器輸變電設(shè)備污穢在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，涉及一種用于高壓電力絕緣子污穢測(cè)量的設(shè)備。它由安裝在輸變電設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的ODU、光纖傳感器及污穢數(shù)據(jù)收集、轉(zhuǎn)換、處理、存儲(chǔ)、傳送、接收顯示電路構(gòu)成。激光器發(fā)射器發(fā)射的激光經(jīng)耦合光纖束、光傳感元件石英玻璃棒等采集現(xiàn)場(chǎng)污穢數(shù)據(jù)，光信號(hào)變換為電信號(hào)經(jīng)放大、選擇、模數(shù)變換，進(jìn)入單片機(jī)處理器，濕度和溫度傳感信號(hào)也進(jìn)入單片機(jī)處理器，經(jīng)單片機(jī)將信號(hào)按照16進(jìn)制組合存入到存儲(chǔ)器MC，定時(shí)系統(tǒng)TC控制單片機(jī)，定時(shí)將所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)送到通信接口，經(jīng)GSM模塊發(fā)送，ODU在定時(shí)系統(tǒng)TC的控制下定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)污穢數(shù)據(jù)，并處理、傳送。本實(shí)用新型可在線實(shí)時(shí)檢測(cè)，不需設(shè)備停電，工作穩(wěn)定、檢測(cè)快速準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G01N21/95GK201016938SQ20072008376
公開(kāi)日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2007年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月14日
發(fā)明者帆 楊, 楊同友 申請(qǐng)人:武漢康普常青軟件技術(shù)有限公司