專利名稱：基于光敏管檢測(cè)技術(shù)的電氣設(shè)備放電狀態(tài)檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型一種基于光敏管檢測(cè)技術(shù)的電氣設(shè)備放電狀態(tài)檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于高壓電氣設(shè)備的放電狀況通常采用紅外探測(cè)成像儀和停電后人工檢測(cè)。對(duì)于第一種檢測(cè)方式，能夠根據(jù)成像圖像直觀看出電氣設(shè)備的溫度梯度，但受天氣和距離等其它因素往往會(huì)使圖像受到干擾，不能很好反映電氣設(shè)備放電狀況，而且由于設(shè)備儀器體積大，價(jià)格昂貴，不方便攜帶和操作，很大程度上制約了其普及。對(duì)于第二種檢測(cè)方式，需要停電后檢修人員檢查，這會(huì)造成局部停電，給居民生活用電帶來(lái)影響，往往需要耗費(fèi)檢修人員大量時(shí)間和體力，而且這種方法還需要檢修人員具備一定專業(yè)技能和豐富的經(jīng)驗(yàn)。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種基于光敏管檢測(cè)技術(shù)的電氣設(shè)備放電狀態(tài)檢測(cè)裝置，根據(jù)放電強(qiáng)度綜合判斷電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，給出分析結(jié)論和故障預(yù)警，真正實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修。本實(shí)用新型的上述目的是通過(guò)這樣的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:基于光敏管檢測(cè)技術(shù)的電氣設(shè)備放電狀態(tài)檢測(cè)裝置，包括系統(tǒng)主控電路、紫外線檢測(cè)電路、磁場(chǎng)檢測(cè)電路。系統(tǒng)主控電路連接紫外線檢測(cè)電路、磁場(chǎng)檢測(cè)電路，所述系統(tǒng)主控電路包括單片機(jī)，所述紫外線檢測(cè)電路包括紫外線光敏管。紫外線檢測(cè)電路設(shè)有250V升壓電路和脈沖處理電路，所述250V升壓電路、脈沖處理電路連接單片機(jī)，所述250V升壓電路輸出250V尖脈沖電壓，驅(qū)動(dòng)紫外線光敏管；紫外線光敏管接收紫外線后產(chǎn)生尖脈沖信號(hào)，通過(guò)脈沖處理電路的開(kāi)關(guān)電路形成窄脈沖信號(hào)，再通過(guò)脈沖處理電路的單穩(wěn)觸發(fā)電路形成寬脈沖信號(hào)，輸送至單片機(jī)；所述磁場(chǎng)檢測(cè)電路包括兩雙軸磁場(chǎng)傳感器，所述兩雙軸磁場(chǎng)傳感器連接復(fù)位電路，復(fù)位電路連接單片機(jī)，所述兩雙軸磁場(chǎng)傳感器連接信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路連接單片機(jī)。所述系統(tǒng)主控電路的單片機(jī)連接溫濕度傳感器、蜂鳴器和液晶顯示屏。所述單片機(jī)連接有電源電池監(jiān)測(cè)電路。本實(shí)用新型一種基于光敏管檢測(cè)技術(shù)的電氣設(shè)備放電狀態(tài)檢測(cè)裝置，利用電氣設(shè)備放電發(fā)出的紫外脈沖為原理，根據(jù)紫外脈沖個(gè)數(shù)能很好反映電氣設(shè)備運(yùn)行狀況及。裝置結(jié)構(gòu)體積小，重量輕，很放便檢修人員隨身攜帶。該裝置操作簡(jiǎn)單，降低運(yùn)行檢修人員工作強(qiáng)度,且價(jià)格成本低。本實(shí)用新型的紫外線檢測(cè)電路，通過(guò)紫外線脈沖個(gè)數(shù)來(lái)反應(yīng)電氣設(shè)備的放電狀況和運(yùn)行性能。本實(shí)用新型設(shè)有溫濕度、磁場(chǎng)電路。綜合了絕緣子所處環(huán)境的溫度、濕度、磁場(chǎng)參數(shù)來(lái)輔助分析電氣設(shè)備放電情況，提高了判斷精度。本實(shí)用新型裝置的蜂鳴器發(fā)出不同聲音，代表不同損壞情況。[0012]本實(shí)用新型裝置設(shè)有的電源電池監(jiān)測(cè)電路，及時(shí)提醒使用及時(shí)更換電池。

圖1為本實(shí)用新型紫外線檢測(cè)電路圖。圖2為本實(shí)用新型磁場(chǎng)檢測(cè)電路圖。圖3為本實(shí)用新型系統(tǒng)主控電路圖。圖4為本實(shí)用新型電源電池監(jiān)測(cè)電路圖。圖5為本實(shí)用新型軟件程序流程圖。
具體實(shí)施方式
工作原理:在高壓設(shè)備電離放電時(shí)，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度(或高壓差)的不同，會(huì)產(chǎn)生軔致輻射。電離過(guò)程中，空氣中的電子不斷獲得和釋放能量。當(dāng)電子釋放能量時(shí)，會(huì)輻射出光波和聲波，還有臭氧、紫外線、微量的硝酸等。通過(guò)光譜分析發(fā)現(xiàn):放電光譜包括近紫外光、可見(jiàn)光、紅外光三個(gè)譜段。既有連續(xù)譜、也有譜帶和分離譜線；隨著外加電壓的增加，電暈放電光譜的紫外區(qū)輻射也增加，以紫外線到X射線的波長(zhǎng)范圍為主。放電產(chǎn)生的紫外線大部分波長(zhǎng)在240nm 400nm內(nèi)。而太陽(yáng)光中至外線波長(zhǎng)范圍在28(T400nm之間，利用日盲型紫外線光敏管R2868檢測(cè)24(T280nm的紫外線。根據(jù)放電特點(diǎn)，放電時(shí)輻射的紫外光類(lèi)似于脈沖電流法的電流脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換和放大后，與預(yù)設(shè)的閾值相比較，獲得脈沖的數(shù)目，由脈沖數(shù)目的密集程度來(lái)判斷放電強(qiáng)度。本實(shí)用新型一種基于光敏管檢測(cè)技術(shù)的電氣設(shè)備放電狀態(tài)檢測(cè)裝置，包括系統(tǒng)主控電路、紫外線檢測(cè)電路、溫濕度監(jiān)測(cè)電路、磁場(chǎng)檢測(cè)電路。系統(tǒng)主控電路連接紫外線檢測(cè)電路、磁場(chǎng)檢測(cè)電路，所述系統(tǒng)主控電路包括單片機(jī)U7，為ATMEGA16單片機(jī)。所述紫外線檢測(cè)電路包括紫外線光敏管，為R2868日盲型紫外線光敏管。在R2868日盲型紫外線光敏管加上250V電壓后，當(dāng)有紫外線照射到光敏管內(nèi)部時(shí)，光敏管會(huì)放電并在陰極產(chǎn)生脈沖信號(hào)，脈沖個(gè)數(shù)隨紫外線強(qiáng)度增加而增加，然后用單片機(jī)U7記錄脈沖數(shù)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度、濕度、磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行綜合分析，最終結(jié)果通過(guò)液晶顯示屏顯示，并通過(guò)蜂鳴器SPEAKER發(fā)出聲音提示。如圖1所示的紫外線檢測(cè)電路:是一種250V電壓升壓電路及脈沖信號(hào)處理電路，升壓電路包括電阻R19，電容C19、C20，二極管D6、D5，NPN三極管Q4、升壓變壓器H-OI。觸發(fā)口連至單片機(jī)的D4引腳。單片機(jī)產(chǎn)生40HZ、35%占空比的PWM波，通過(guò)開(kāi)關(guān)三極管Q4在升壓變壓器H-Ol的一次側(cè)產(chǎn)生交變的電流并在鐵芯中產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，升壓變壓器H-Ol的二次側(cè)感應(yīng)出交變電壓，從而將5V電壓轉(zhuǎn)換成幅值達(dá)250V尖脈沖電壓，驅(qū)動(dòng)R2868日盲型紫外線光敏管。脈沖處理電路包括電阻R16、R17、R18，電容C21、C27、C28，三極管Q3，芯片TS555。脈沖輸出口連至單片機(jī)的BO引腳。R2868日盲型紫外線光敏管接收到紫外線后會(huì)產(chǎn)生1.7V左右的尖脈沖信號(hào)，通過(guò)三極管Q3組成的開(kāi)關(guān)電路，形成幅值為5V的窄脈沖信號(hào)，再通過(guò)TS555單穩(wěn)觸發(fā)電路形成寬脈沖信號(hào)，傳送給單片機(jī)U7。如圖2所示的磁場(chǎng)檢測(cè)電路:是由兩塊HMC1022雙軸磁場(chǎng)傳感器U5組成的三軸磁場(chǎng)檢測(cè)電路:其中HMC1022復(fù)位電路由電阻R23、R25、R32、R37，電容C24、C31、C32、C34、C36、C37，三極管Q5、Q6組成，D2 口連至單片機(jī)U7，在采集磁場(chǎng)值前單片機(jī)U7給D2 口發(fā)送一個(gè)20ms的窄方波使HMC1022進(jìn)行復(fù)位校準(zhǔn)。信號(hào)處理電路包括由IN128精密儀表放大器AR1、AR2、AR3和TL0844四運(yùn)放組成的三軸兩級(jí)放大電路及由二極管D7、D8、D9，電容C26、C38、C49，電阻R27、R34、R42組成半波整流電路。當(dāng)HMC1022檢測(cè)到磁場(chǎng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生幾mV微弱的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)一級(jí)1000倍放大，但信號(hào)中含地球磁場(chǎng)的直流分量，需要用隔直電容C25、C35、C48將直流分量去除，只保留交流電產(chǎn)生的交流磁場(chǎng)信號(hào)。再經(jīng)過(guò)二級(jí)放大、整流形成單片機(jī)U7的AD端口能檢測(cè)到的(T5V電壓范圍。Al、A2、A3輸出接至單片機(jī)AD采樣引腳。此磁場(chǎng)信號(hào)主要用于輔助分析。如圖3所示的系統(tǒng)主控電路:包括ATMEGA16單片機(jī)、液晶顯示器、蜂鳴器SPEAKER、溫濕度傳感器SHTlI。單片機(jī)通過(guò)I2C總線讀取將溫濕度傳感器SHTll檢測(cè)的溫濕度數(shù)據(jù)，內(nèi)部AD采樣記錄磁場(chǎng)信號(hào)，內(nèi)部計(jì)數(shù)器記錄脈沖個(gè)數(shù)，蜂鳴器SPEAKER用于報(bào)警提示。最后將數(shù)據(jù)綜合起來(lái)，通過(guò)算法判斷絕緣子的損壞情況，將結(jié)果顯示在液晶顯示屏上，并根據(jù)判斷結(jié)果等級(jí)發(fā)出不同聲音報(bào)警。如圖4所示的電源電池監(jiān)測(cè)電路:包含5V升壓電路，-5V變換電路、電池電壓監(jiān)測(cè)電路。5V升壓電路由MAX770，電感L2，三極管Q2，快速恢復(fù)二極管D3，電容C7、CIO、C15、C18，電阻R12、R14組成可以將輸入3.7V電壓轉(zhuǎn)換成5V電壓。-5V變換電路由MAX764，電感LI，快速恢復(fù)二極管D1，電容C2、C3、C4、C5組成，將+5V轉(zhuǎn)換-5V電壓。由DS2438及外圍器件組成的電池監(jiān)測(cè)電路。
權(quán)利要求1.基于光敏管檢測(cè)技術(shù)的電氣設(shè)備放電狀態(tài)檢測(cè)裝置，包括系統(tǒng)主控電路、紫外線檢測(cè)電路、磁場(chǎng)檢測(cè)電路； 系統(tǒng)主控電路連接紫外線檢測(cè)電路、磁場(chǎng)檢測(cè)電路，所述系統(tǒng)主控電路包括單片機(jī)(U7)，所述紫外線檢測(cè)電路包括紫外線光敏管； 其特征在于，紫外線檢測(cè)電路設(shè)有250V升壓電路和脈沖處理電路，所述250V升壓電路、脈沖處理電路連接單片機(jī)(U7)，所述250V升壓電路輸出250V尖脈沖電壓，驅(qū)動(dòng)紫外線光敏管； 紫外線光敏管接收紫外線后產(chǎn)生尖脈沖信號(hào)，通過(guò)脈沖處理電路的開(kāi)關(guān)電路形成窄脈沖信號(hào)，再通過(guò)脈沖處理電路的單穩(wěn)觸發(fā)電路形成寬脈沖信號(hào)，輸送至單片機(jī)(U7)； 所述磁場(chǎng)檢測(cè)電路包括兩雙軸磁場(chǎng)傳感器(U5)，所述兩雙軸磁場(chǎng)傳感器(U5)連接復(fù)位電路，復(fù)位電路連接單片機(jī)(U7)，所述兩雙軸磁場(chǎng)傳感器(U5)連接信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路連接單片機(jī)(U7 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于光敏管檢測(cè)技術(shù)的電氣設(shè)備放電狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述系統(tǒng)主控電路的單片機(jī)(U7)連接溫濕度傳感器(SHTl I)、蜂鳴器(SPEAKER)和液晶顯示屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于光敏管檢測(cè)技術(shù)的電氣設(shè)備放電狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述單片機(jī)(U7 )連接有電源電池監(jiān)測(cè)電路。
專利摘要基于光敏管檢測(cè)技術(shù)的電氣設(shè)備放電狀態(tài)檢測(cè)裝置，包括系統(tǒng)主控電路、紫外線檢測(cè)電路、磁場(chǎng)檢測(cè)電路。系統(tǒng)主控電路連接紫外線檢測(cè)電路、磁場(chǎng)檢測(cè)電路，所述系統(tǒng)主控電路包括單片機(jī)，所述紫外線檢測(cè)電路包括紫外線光敏管。本實(shí)用新型檢測(cè)裝置利用電氣設(shè)備放電發(fā)出的紫外脈沖為原理，根據(jù)紫外脈沖個(gè)數(shù)能很好反映電氣設(shè)備運(yùn)行狀況及。裝置結(jié)構(gòu)體積小，重量輕，很放便檢修人員隨身攜帶。該裝置操作簡(jiǎn)單，降低運(yùn)行檢修人員工作強(qiáng)度，且價(jià)格成本低。
文檔編號(hào)G01R31/12GK202939269SQ20122067136
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月9日
發(fā)明者李甦康, 徐淵, 梅賤生, 易文韜, 程江洲 申請(qǐng)人:江西南昌供電公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 三峽大學(xué)