本實用新型屬于電力行業(yè)在線監(jiān)測領(lǐng)域及光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及發(fā)電廠滑環(huán)小室中利用微光采集技術(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測的技術(shù)領(lǐng)域以及利用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行測溫的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

發(fā)電廠滑環(huán)小室中的碳刷和滑環(huán)是發(fā)電機中動靜接觸和交換能量的設(shè)備，因受其通流的大小、碳刷的壓力、周圍的環(huán)境溫度、濕度、清潔度、碳刷與滑環(huán)表面的磨損以及本身制造工藝等因素影響，在長期運行中，容易在碳刷和滑環(huán)之間發(fā)生局放或溫升等現(xiàn)象，若沒有及時發(fā)現(xiàn)隱患進(jìn)行處理，將有可能形成惡性循環(huán)，造成刷辮燒斷、滑環(huán)打毛、壓簧震斷、碳刷震裂等，嚴(yán)重時將形成環(huán)火造成滑環(huán)燒毀、被迫停機的事故。緊急停機不僅造成系統(tǒng)出力下降，影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行，而且對發(fā)電機組本身也將產(chǎn)生危害。目前對發(fā)電廠滑環(huán)小室內(nèi)的檢測還是通過人工巡檢、日常運行維護(hù)、檢修的方式來保證其正常工作。

另外電氣設(shè)備在長期運行過程中常常因設(shè)備缺陷絕緣老化、污損或惡劣的溫濕度環(huán)境而引起發(fā)熱、局部放電、閃絡(luò)或電弧等現(xiàn)象發(fā)生，最終導(dǎo)致柜體爆炸、燒毀或大面積停電事故，嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的正常運行和人們的生產(chǎn)生活。對電力設(shè)備中的這些故障隱患，關(guān)鍵在于早發(fā)現(xiàn)早預(yù)防，阻止其繼續(xù)惡化的趨勢，避免由于隱患繼續(xù)惡化造成重大事故。

電網(wǎng)系統(tǒng)中早期的局部放電造成的光閃絡(luò)，其光信號非常微弱，要捕捉局部放電光閃絡(luò)時的微弱光就需要采用目前市場上比較少見的先進(jìn)的微光采集技術(shù)。該技術(shù)可以采集到局部放電的微光信號，實現(xiàn)對電力設(shè)備在故障產(chǎn)生之前的在線監(jiān)測。

現(xiàn)階段，對電力設(shè)備表面和觸點溫度的監(jiān)測，大部分還停留在人工巡查階段，也有通過無線測溫等方式進(jìn)行的，但都存在著各自的不足。

巡檢人員通過測溫儀等專用儀器，人工對開關(guān)柜觸點溫度進(jìn)行測量。但由于開關(guān)柜數(shù)量眾多,進(jìn)行人工巡查效率低下。配網(wǎng)設(shè)備內(nèi)高壓部分大都是封閉的結(jié)構(gòu)，由于安全的原因，人工監(jiān)測不徹底，漏檢漏報現(xiàn)象嚴(yán)重，且對隱患的發(fā)展判斷往往局限于監(jiān)測人員的專業(yè)水平，隨意性較大，難以為設(shè)備的狀態(tài)檢修提供可靠的判據(jù)。所以人工巡查方式的非實時監(jiān)測顯然不符合配網(wǎng)自動化的要求。

目前實行的無線測溫方法，由于傳感器本身是電子器件，需要電池或者小電流互感器取能給測溫芯片供電，再將測溫芯片得到的信號通過無線芯片無線傳輸給接收器，這種方案雖然實現(xiàn)了溫度信號的無線傳輸，但是由于電池供電需要定時更換電池，而且電池在夏季抗高溫能力較差，給電力部門的運營帶來影響；而采用電流互感器取能，傳感頭體積較大，而且布放的位置對取電是否方便影響很大，缺乏普遍適應(yīng)性。

還有一種采用無源無線方式傳感觸點溫度的技術(shù)，即前端傳感器件采用聲表面波技術(shù)設(shè)計，根據(jù)溫度變化引起的聲表面波器件震蕩頻率變化來測量溫度。聲表面波器件的核心部件是聲表面波振蕩器，其無源的工作原理免除了供電問題，克服了有源無線測溫方法的問題。但該技術(shù)還處于早期發(fā)展階段，目前還存在著在強電場環(huán)境下抗干擾能力不強、穩(wěn)定性較差等問題，難以實現(xiàn)大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

還有一種是利用紅外熱成像進(jìn)行測溫的技術(shù)。目前，國內(nèi)紅外探測技術(shù)基本與國外同步，大部分廠家具有獨立開發(fā)紅外成像組件的能力，尤其在測溫技術(shù)方面，具有自己的特點。國內(nèi)銷售的主流紅外熱像儀均采用法國ULIS公司的非制冷焦平面探測器，分別為320*240像素的便攜式紅外熱像儀、 160*120像素的手持式紅外熱像儀。

目前市場上這兩種技術(shù)都是獨立存在的，并沒有一種技術(shù)將這兩種技術(shù)原理融合成一個系統(tǒng)，共同實現(xiàn)對發(fā)電廠滑環(huán)小室進(jìn)行在線監(jiān)測與測溫。我們開發(fā)的這種具有二合一組合功能的發(fā)電廠滑環(huán)小室微光與紅外熱成像測溫在線監(jiān)測系統(tǒng)就能實現(xiàn)上述要求，滿足對發(fā)電廠滑環(huán)小室的微光與溫度的在線監(jiān)測需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種采用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行測溫和通過微光采集技術(shù)采集微光信號的具有此二合一組合功能的發(fā)電廠滑環(huán)小室微光與溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種發(fā)電廠滑環(huán)小室微光與紅外熱成像測溫在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括滑環(huán)小室和主控室，其特征是，所述滑環(huán)小室設(shè)有若干微光傳感器和一個微光數(shù)據(jù)及紅外熱成像測溫集中器，所述主控室設(shè)有規(guī)約轉(zhuǎn)換器和后臺監(jiān)控系統(tǒng)；

所述微光傳感器采集微弱光數(shù)據(jù)信號，并將該數(shù)據(jù)信號傳遞給所述微光數(shù)據(jù)及紅外熱成像測溫集中器；

所述微光數(shù)據(jù)及紅外熱成像測溫集中器將所有微光傳感器得到的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行總線匯總和紅外熱成像得到的數(shù)據(jù)信號通過數(shù)據(jù)通信通道傳給規(guī)約轉(zhuǎn)換器，數(shù)據(jù)信號經(jīng)規(guī)約傳感器轉(zhuǎn)換傳遞給后臺監(jiān)控系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)通信通道通過485或以太網(wǎng)與微光數(shù)據(jù)及紅外熱成像測溫集中器和規(guī)約轉(zhuǎn)換器進(jìn)行通信。

進(jìn)一步的，所述規(guī)約轉(zhuǎn)換器用于將微光數(shù)據(jù)及紅外熱成像測溫集中器的485 接口以及以太網(wǎng)接口的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的IEC104/103協(xié)議數(shù)據(jù)以及后臺識別的圖像/視頻數(shù)據(jù)，或轉(zhuǎn)換為用戶指定的通信規(guī)約，傳送給后臺監(jiān)控系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述后臺監(jiān)控系統(tǒng)用于遠(yuǎn)程觀察目前滑環(huán)小室的溫度狀態(tài)以及微光監(jiān)測狀態(tài)。

本實用新型所達(dá)到的有益效果：

1）可實時監(jiān)測發(fā)電廠滑環(huán)小室內(nèi)的故障隱患，在事故潛伏期即向工作人員預(yù)警，達(dá)到及時維護(hù)設(shè)備和改善運行環(huán)境的目的，很好的解決了發(fā)電廠滑環(huán)小室實時在線監(jiān)測的問題；

2）避免人工定時巡檢的局限性，節(jié)約人力資源；

3）提供非接觸、非干擾式的測量，保證不影響設(shè)備原來的運行狀態(tài)；

4）大面積快速掃描檢測，節(jié)省時間；

5）測溫范圍寬，監(jiān)測精度、靈敏度高；

6）檢測到位，能準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)設(shè)備的缺陷及隱患；

7）為電力行業(yè)節(jié)約了成本，減少了資源浪費，具有很高的經(jīng)濟價值和很大的實用價值；

8）延長設(shè)備的使用壽命，保證電網(wǎng)正常運行；

9）解決了目前市場上出現(xiàn)的產(chǎn)品功能單一的問題，具有非常高的應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1是本實用新型的系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實用新型的保護(hù)范圍。

如圖1所示，一種發(fā)電廠滑環(huán)小室微光與紅外熱成像測溫在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括滑環(huán)小室和主控室，其特征是，所述滑環(huán)小室設(shè)有若干微光傳感器和一個微光數(shù)據(jù)及紅外熱成像測溫集中器，所述主控室設(shè)有規(guī)約轉(zhuǎn)換器和后臺監(jiān)控系統(tǒng)；

所述微光傳感器采集微弱光數(shù)據(jù)信號，并將該數(shù)據(jù)信號傳遞給所述微光數(shù)據(jù)及紅外熱成像測溫集中器；所述微光數(shù)據(jù)及紅外熱成像測溫集中器還用于將所有微光傳感器得到的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行總線匯總和紅外熱成像得到的數(shù)據(jù)信號通過數(shù)據(jù)通信通道傳給規(guī)約轉(zhuǎn)換器，數(shù)據(jù)信號經(jīng)規(guī)約傳感器轉(zhuǎn)換傳遞給后臺監(jiān)控系統(tǒng)；

當(dāng)碳刷和滑環(huán)之間因局部放電產(chǎn)生微弱光時，微光傳感器可采集此時的微弱光，并將微弱光中的可見光濾除，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性，并將數(shù)據(jù)傳給微光數(shù)據(jù)及紅外熱成像測溫集中器。紅外熱成像技術(shù)是運用光電技術(shù)檢測物體熱輻射的紅外線特定波段信號，將該信號轉(zhuǎn)換成可供人類視覺分辨的圖像和圖形，并可以進(jìn)一步計算出溫度值。在不接觸的情況下接收物體表面的紅外輻射信號,將該信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柡? 再經(jīng)電子系統(tǒng)處理傳至顯示屏上,得到與待測物體表面熱分布相應(yīng)的“實時熱圖像”。從而,人類借助熱成像系統(tǒng)把景物的不可見熱圖像轉(zhuǎn)換為可見圖像, 并在監(jiān)視器上以灰度或偽彩顯示出來,從而得到被測物體的溫度分布場信息。由此人們可以“看到”物體表面的溫度分布狀況，使人類的視覺范圍擴展到了紅外譜段。紅外熱成像得到的數(shù)據(jù)也可與微光數(shù)據(jù)一起傳送給微光數(shù)據(jù)及紅外熱成像測溫集中器。

所述微光數(shù)據(jù)及紅外熱成像測溫集中器將所有微光傳感器得到的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行總線匯總和紅外熱成像得到的數(shù)據(jù)信號通過數(shù)據(jù)通信通道傳給規(guī)約轉(zhuǎn)換器，數(shù)據(jù)信號經(jīng)規(guī)約傳感器轉(zhuǎn)換傳遞給后臺監(jiān)控系統(tǒng)。

本實施例中，所述數(shù)據(jù)通信通道通過485或以太網(wǎng)與微光數(shù)據(jù)及紅外熱成像測溫集中器和規(guī)約轉(zhuǎn)換器進(jìn)行通信。

本實施例中，所述規(guī)約轉(zhuǎn)換器用于將微光數(shù)據(jù)及紅外熱成像測溫集中器的485 接口以及以太網(wǎng)接口的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的IEC104/103協(xié)議數(shù)據(jù)以及后臺識別的圖像/視頻數(shù)據(jù)，或轉(zhuǎn)換為用戶指定的通信規(guī)約，傳送給后臺監(jiān)控系統(tǒng)。

本實施例中，所述后臺監(jiān)控系統(tǒng)用于遠(yuǎn)程觀察目前滑環(huán)小室的溫度狀態(tài)以及微光監(jiān)測狀態(tài)。工作人員無需去設(shè)備運行現(xiàn)場，當(dāng)后臺監(jiān)控系統(tǒng)提示預(yù)警信號時，工作人員可及時安排檢修，避免事故發(fā)生。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。