本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，尤其涉及一種智能化充氣式電壓互感器。

背景技術(shù)：
充氣式電壓互感器是電壓互感器中最為常見的類型，然而，現(xiàn)有技術(shù)中的充氣式電壓互感器存在結(jié)構(gòu)不合理、合格率較低的缺陷，同時(shí)現(xiàn)有技術(shù)中的充氣式電壓互感器本身缺乏對(duì)其充氣氣體、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度、現(xiàn)場(chǎng)儀器壓力等工作參數(shù)的有效診斷機(jī)制，無法為相關(guān)維護(hù)部門提供有價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。為此，本發(fā)明提出了一種智能化充氣式電壓互感器，能夠改善現(xiàn)有技術(shù)中充氣式電壓互感器的架構(gòu)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，在此基礎(chǔ)上集成了各種現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)設(shè)備，從而提高產(chǎn)品的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種智能化充氣式電壓互感器，在現(xiàn)有充氣式電壓互感器結(jié)構(gòu)上增加了多種優(yōu)化設(shè)備，提高互感器的工作性能，更重要的是，引入了包括充氣氣體紅外傳感器、二氧化硫電化學(xué)傳感器、環(huán)境溫度傳感器以及多個(gè)壓力表的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備，并提供現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警功能，從而對(duì)現(xiàn)有的電壓互感器進(jìn)行完善。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種智能化充氣式電壓互感器，所述電壓互感器包括充氣式電壓互感器主體、環(huán)境溫度傳感器和嵌入式處理器，所述環(huán)境溫度傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)所述電壓互感器周圍環(huán)境的實(shí)時(shí)溫度，所述嵌入式處理器與所述環(huán)境溫度傳感器連接，用于基于所述實(shí)時(shí)溫度的數(shù)值大小確定是否發(fā)出環(huán)境溫度報(bào)警信號(hào)。更具體地，在所述智能化充氣式電壓互感器中，包括：充氣式電壓互感器主體，包括互感器外殼、互感器檢測(cè)口、一次繞組、二次繞組、鐵芯、接線盒以及絕緣氣室，一次繞組、二次繞組、鐵芯、接線盒以及絕緣氣室都處于所述外殼內(nèi)，所述接線盒用于將所述一次繞組和所述二次繞組引入到所述鐵芯上，所述絕緣氣室容納所述鐵芯，所述互感器檢測(cè)口設(shè)置在互感器外殼的側(cè)面，作為互感器內(nèi)氣體的檢測(cè)端口；接口轉(zhuǎn)換三通，與所述互感器檢測(cè)口連接；第一手動(dòng)閥，與所述接口轉(zhuǎn)換三通連接；三通，與所述第一手動(dòng)閥連接，還與第一開關(guān)電磁閥以及第二手動(dòng)閥分別連接；第一開關(guān)電磁閥，與穩(wěn)壓閥連接；穩(wěn)壓閥，與充氣氣體紅外傳感器連接，其上還設(shè)置了第一壓力表；充氣氣體紅外傳感器，與二氧化硫測(cè)量氣室連接，二氧化硫測(cè)量氣室的氣室殼體內(nèi)還嵌有二氧化硫電化學(xué)傳感器，充氣氣體紅外傳感器用于測(cè)量測(cè)量氣室內(nèi)氣體的充氣氣體純度；二氧化硫測(cè)量氣室，包括氣室底座、氣室殼體和密封圈；二氧化硫電化學(xué)傳感器，用于測(cè)量測(cè)量氣室內(nèi)氣體的二氧化硫含量；第四手動(dòng)閥，與二氧化硫測(cè)量氣室連接；環(huán)境溫度傳感器，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)所述電壓互感器周圍環(huán)境的實(shí)時(shí)溫度；第二開關(guān)電磁閥，與二氧化硫測(cè)量氣室連接；加壓泵，與第二開關(guān)電磁閥連接；四通，與加壓泵、第三手動(dòng)閥、第二壓力表和壓力調(diào)節(jié)閥分別連接；第三手動(dòng)閥，與四通連接；第二壓力表，與四通連接；壓力調(diào)節(jié)閥，與四通和第二手動(dòng)閥分別連接；信號(hào)濾波器，與第一壓力表、第二壓力表、充氣氣體紅外傳感器、二氧化硫電化學(xué)傳感器和環(huán)境溫度傳感器分別連接，用于對(duì)第一壓力表輸出的第一壓力值、第二壓力表輸出的第二壓力值、充氣氣體純度、二氧化硫含量和實(shí)時(shí)溫度分別進(jìn)行濾波處理；信號(hào)放大器，與信號(hào)濾波器連接，用于對(duì)濾波后的第一壓力值、第二壓力值、充氣氣體純度、二氧化硫含量和實(shí)時(shí)溫度分別進(jìn)行放大；8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與信號(hào)放大器連接，用于對(duì)放大后的第一壓力值、第二壓力值、充氣氣體純度、二氧化硫含量和實(shí)時(shí)溫度分別進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換以獲得數(shù)字化第一壓力值、數(shù)字化第二壓力值、數(shù)字化充氣氣體純度、數(shù)字化二氧化硫含量和數(shù)字化實(shí)時(shí)溫度；移動(dòng)硬盤，用于預(yù)先存儲(chǔ)壓力閾值范圍、充氣氣體純度閾值范圍、二氧化硫含量閾值范圍以及實(shí)時(shí)溫度閾值范圍；嵌入式處理器，通過8位輸入輸出接口與8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，以接收數(shù)字化第一壓力值、數(shù)字化第二壓力值、數(shù)字化充氣氣體純度、數(shù)字化二氧化硫含量和數(shù)字化實(shí)時(shí)溫度，還與移動(dòng)硬盤連接，以在數(shù)字化第一壓力值超出壓力閾值范圍時(shí)發(fā)出第一壓力報(bào)警信號(hào)，在數(shù)字化第二壓力值超出壓力閾值范圍時(shí)發(fā)出第二壓力報(bào)警信號(hào)，在數(shù)字化充氣氣體純度超出充氣氣體純度閾值范圍時(shí)發(fā)出充氣氣體純度報(bào)警信號(hào)，在數(shù)字化二氧化硫含量超出二氧化硫含量閾值范圍時(shí)發(fā)出二氧化硫含量報(bào)警信號(hào)，在數(shù)字化實(shí)時(shí)溫度超出實(shí)時(shí)溫度閾值范圍時(shí)發(fā)出環(huán)境溫度報(bào)警信號(hào)；現(xiàn)場(chǎng)顯示設(shè)備，與嵌入式處理器連接，用于實(shí)時(shí)顯示數(shù)字化第一壓力值、數(shù)字化第二壓力值、數(shù)字化充氣氣體純度、數(shù)字化二氧化硫含量和數(shù)字化實(shí)時(shí)溫度，還用于實(shí)時(shí)顯示與第一壓力報(bào)警信號(hào)、第二壓力報(bào)警信號(hào)、充氣氣體純度報(bào)警信號(hào)、二氧化硫含量報(bào)警信號(hào)和環(huán)境溫度報(bào)警信號(hào)分別對(duì)應(yīng)的文字警示信息；現(xiàn)場(chǎng)通信設(shè)備，與嵌入式處理器和遠(yuǎn)端的電力管理服務(wù)器連接，用于將數(shù)字化第一壓力值、數(shù)字化第二壓力值、數(shù)字化充氣氣體純度、數(shù)字化二氧化硫含量和數(shù)字化實(shí)時(shí)溫度通過無線通信鏈路實(shí)時(shí)發(fā)送到電力管理服務(wù)器處；聲光報(bào)警器，與嵌入式處理器連接，用于發(fā)出與第一壓力報(bào)警信號(hào)、第二壓力報(bào)警信號(hào)、充氣氣體純度報(bào)警信號(hào)、二氧化硫含量報(bào)警信號(hào)或環(huán)境溫度報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的聲光警示信號(hào)。更具體地，在所述智能化充氣式電壓互感器中：信號(hào)放大器將濾波后的第一壓力值、第二壓力值、充氣氣體純度、二氧化硫含量和實(shí)時(shí)溫度分別放大到8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器能夠處理的數(shù)值范圍內(nèi)。更具體地，在所述智能化充氣式電壓互感器中：嵌入式處理器為ARM11處理芯片。更具體地，在所述智能化充氣式電壓互感器中：聲光報(bào)警器包括雙聲道揚(yáng)聲器和LED陣列報(bào)警燈。更具體地，在所述智能化充氣式電壓互感器中：現(xiàn)場(chǎng)顯示設(shè)備為液晶顯示屏。附圖說明以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中：圖1為本發(fā)明的智能化充氣式電壓互感器的結(jié)構(gòu)方框圖。附圖標(biāo)記：1充氣式電壓互感器主體；2環(huán)境溫度傳感器；3嵌入式處理器具體實(shí)施方式下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的智能化充氣式電壓互感器的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。當(dāng)前。隨著很多新材料的不斷應(yīng)用，互感器出現(xiàn)了很多新的種類，電磁式互感器得到了比較充分的發(fā)展，其中鐵心式互感器以干式、油浸式和氣體絕緣式多種結(jié)構(gòu)適應(yīng)了電力建設(shè)的發(fā)展需求?；ジ衅鞴ぷ髟砣缦拢涸诠╇娪秒姷木€路中，電流相差從幾安到幾萬安，電壓相差從幾伏到幾百萬伏。線路中電流電壓都比較高，如直接測(cè)量是非常危險(xiǎn)的。為便于二次儀表測(cè)量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流電壓，使用互感器起到變流變壓和電氣隔離的作用。然而，現(xiàn)有的充氣式電壓互感器存在以下缺陷：(1)結(jié)構(gòu)不合理、合格率較低的缺陷；(2)充氣式電壓互感器缺乏對(duì)其本身工作狀態(tài)的自我檢查報(bào)警機(jī)制，產(chǎn)品的可靠性差。為此，本發(fā)明搭建了一種智能化充氣式電壓互感器，能夠優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)中充氣式電壓互感器的架構(gòu)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，在此基礎(chǔ)上集成了多個(gè)參數(shù)檢測(cè)設(shè)備，并增加了參數(shù)越限報(bào)警機(jī)制，從而提高產(chǎn)品的可靠性和智能化水準(zhǔn)。圖1為本發(fā)明的智能化充氣式電壓互感器的結(jié)構(gòu)方框圖，所述電壓互感器包括充氣式電壓互感器主體、環(huán)境溫度傳感器和嵌入式處理器，所述環(huán)境溫度傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)所述電壓互感器周圍環(huán)境的實(shí)時(shí)溫度，所述嵌入式處理器與所述環(huán)境溫度傳感器連接，用于基于所述實(shí)時(shí)溫度的數(shù)值大小確定是否發(fā)出環(huán)境溫度報(bào)警信號(hào)。接著，對(duì)本發(fā)明的智能化充氣式電壓互感器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體說明。所述電壓互感器包括：充氣式電壓互感器主體，包括互感器外殼、互感器檢測(cè)口、一次繞組、二次繞組、鐵芯、接線盒以及絕緣氣室，一次繞組、二次繞組、鐵芯、接線盒以及絕緣氣室都處于所述外殼內(nèi)，所述接線盒用于將所述一次繞組和所述二次繞組引入到所述鐵芯上，所述絕緣氣室容納所述鐵芯，所述互感器檢測(cè)口設(shè)置在互感器外殼的側(cè)面，作為互感器內(nèi)氣體的檢測(cè)端口。所述電壓互感器包括：接口轉(zhuǎn)換三通，與所述互感器檢測(cè)口連接；第一手動(dòng)閥，與所述接口轉(zhuǎn)換三通連接；三通，與所述第一手動(dòng)閥連接，還與第一開關(guān)電磁閥以及第二手動(dòng)閥分別連接；第一開關(guān)電磁閥，與穩(wěn)壓閥連接；穩(wěn)壓閥，與充氣氣體紅外傳感器連接，其上還設(shè)置了第一壓力表；充氣氣體紅外傳感器，與二氧化硫測(cè)量氣室連接，二氧化硫測(cè)量氣室的氣室殼體內(nèi)還嵌有二氧化硫電化學(xué)傳感器，充氣氣體紅外傳感器用于測(cè)量測(cè)量氣室內(nèi)氣體的充氣氣體純度。所述電壓互感器包括：二氧化硫測(cè)量氣室，包括氣室底座、氣室殼體和密封圈；二氧化硫電化學(xué)傳感器，用于測(cè)量測(cè)量氣室內(nèi)氣體的二氧化硫含量；第四手動(dòng)閥，與二氧化硫測(cè)量氣室連接；環(huán)境溫度傳感器，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)所述電壓互感器周圍環(huán)境的實(shí)時(shí)溫度；第二開關(guān)電磁閥，與二氧化硫測(cè)量氣室連接；加壓泵，與第二開關(guān)電磁閥連接。所述電壓互感器包括：四通，與加壓泵、第三手動(dòng)閥、第二壓力表和壓力調(diào)節(jié)閥分別連接；第三手動(dòng)閥，與四通連接；第二壓力表，與四通連接；壓力調(diào)節(jié)閥，與四通和第二手動(dòng)閥分別連接。所述電壓互感器包括：信號(hào)濾波器，與第一壓力表、第二壓力表、充氣氣體紅外傳感器、二氧化硫電化學(xué)傳感器和環(huán)境溫度傳感器分別連接，用于對(duì)第一壓力表輸出的第一壓力值、第二壓力表輸出的第二壓力值、充氣氣體純度、二氧化硫含量和實(shí)時(shí)溫度分別進(jìn)行濾波處理；信號(hào)放大器，與信號(hào)濾波器連接，用于對(duì)濾波后的第一壓力值、第二壓力值、充氣氣體純度、二氧化硫含量和實(shí)時(shí)溫度分別進(jìn)行放大。所述電壓互感器包括：8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與信號(hào)放大器連接，用于對(duì)放大后的第一壓力值、第二壓力值、充氣氣體純度、二氧化硫含量和實(shí)時(shí)溫度分別進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換以獲得數(shù)字化第一壓力值、數(shù)字化第二壓力值、數(shù)字化充氣氣體純度、數(shù)字化二氧化硫含量和數(shù)字化實(shí)時(shí)溫度；移動(dòng)硬盤，用于預(yù)先存儲(chǔ)壓力閾值范圍、充氣氣體純度閾值范圍、二氧化硫含量閾值范圍以及實(shí)時(shí)溫度閾值范圍。所述電壓互感器包括：嵌入式處理器，通過8位輸入輸出接口與8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，以接收數(shù)字化第一壓力值、數(shù)字化第二壓力值、數(shù)字化充氣氣體純度、數(shù)字化二氧化硫含量和數(shù)字化實(shí)時(shí)溫度，還與移動(dòng)硬盤連接，以在數(shù)字化第一壓力值超出壓力閾值范圍時(shí)發(fā)出第一壓力報(bào)警信號(hào)，在數(shù)字化第二壓力值超出壓力閾值范圍時(shí)發(fā)出第二壓力報(bào)警信號(hào)，在數(shù)字化充氣氣體純度超出充氣氣體純度閾值范圍時(shí)發(fā)出充氣氣體純度報(bào)警信號(hào)，在數(shù)字化二氧化硫含量超出二氧化硫含量閾值范圍時(shí)發(fā)出二氧化硫含量報(bào)警信號(hào)，在數(shù)字化實(shí)時(shí)溫度超出實(shí)時(shí)溫度閾值范圍時(shí)發(fā)出環(huán)境溫度報(bào)警信號(hào)。所述電壓互感器包括：現(xiàn)場(chǎng)顯示設(shè)備，與嵌入式處理器連接，用于實(shí)時(shí)顯示數(shù)字化第一壓力值、數(shù)字化第二壓力值、數(shù)字化充氣氣體純度、數(shù)字化二氧化硫含量和數(shù)字化實(shí)時(shí)溫度，還用于實(shí)時(shí)顯示與第一壓力報(bào)警信號(hào)、第二壓力報(bào)警信號(hào)、充氣氣體純度報(bào)警信號(hào)、二氧化硫含量報(bào)警信號(hào)和環(huán)境溫度報(bào)警信號(hào)分別對(duì)應(yīng)的文字警示信息。所述電壓互感器包括：現(xiàn)場(chǎng)通信設(shè)備，與嵌入式處理器和遠(yuǎn)端的電力管理服務(wù)器連接，用于將數(shù)字化第一壓力值、數(shù)字化第二壓力值、數(shù)字化充氣氣體純度、數(shù)字化二氧化硫含量和數(shù)字化實(shí)時(shí)溫度通過無線通信鏈路實(shí)時(shí)發(fā)送到電力管理服務(wù)器處。所述電壓互感器包括：聲光報(bào)警器，與嵌入式處理器連接，用于發(fā)出與第一壓力報(bào)警信號(hào)、第二壓力報(bào)警信號(hào)、充氣氣體純度報(bào)警信號(hào)、二氧化硫含量報(bào)警信號(hào)或環(huán)境溫度報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的聲光警示信號(hào)?？蛇x地，在所述智能化充氣式電壓互感器中：信號(hào)放大器將濾波后的第一壓力值、第二壓力值、充氣氣體純度、二氧化硫含量和實(shí)時(shí)溫度分別放大到8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器能夠處理的數(shù)值范圍內(nèi)；嵌入式處理器為ARM11處理芯片；聲光報(bào)警器包括雙聲道揚(yáng)聲器和LED陣列報(bào)警燈；以及現(xiàn)場(chǎng)顯示設(shè)備可選用液晶顯示屏。另外，濾波器，顧名思義，是對(duì)波進(jìn)行過濾的器件。“波”是一個(gè)非常廣泛的物理概念，在電子技術(shù)領(lǐng)域，“波”被狹義地局限于特指描述各種物理量的取值隨時(shí)間起伏變化的過程。該過程通過各類傳感器的作用，被轉(zhuǎn)換為電壓或電流的時(shí)間函數(shù)，稱之為各種物理量的時(shí)間波形，或者稱之為信號(hào)。因?yàn)樽宰兞繒r(shí)間是連續(xù)取值的，所以稱之為連續(xù)時(shí)間信號(hào)，又習(xí)慣地稱之為模擬信號(hào)。隨著數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)生和飛速發(fā)展，為了便于計(jì)算機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生了在抽樣定理指導(dǎo)下將連續(xù)時(shí)間信號(hào)變換成離散時(shí)間信號(hào)的完整的理論和方法。也就是說，可以只用原模擬信號(hào)在一系列離散時(shí)間坐標(biāo)點(diǎn)上的樣本值表達(dá)原始信號(hào)而不丟失任何信息，波、波形、信號(hào)這些概念既然表達(dá)的是客觀世界中各種物理量的變化，自然就是現(xiàn)代社會(huì)賴以生存的各種信息的載體。信息需要傳播，靠的就是波形信號(hào)的傳遞。信號(hào)在它的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)拿恳粋€(gè)環(huán)節(jié)都可能由于環(huán)境和干擾的存在而畸變，甚至是在相當(dāng)多的情況下，這種畸變還很嚴(yán)重，導(dǎo)致信號(hào)及其所攜帶的信息被深深地埋在噪聲當(dāng)中了。為了濾除這些噪聲，恢復(fù)原本的信號(hào)，需要使用各種濾波器進(jìn)行濾波處理。采用本發(fā)明的智能化充氣式電壓互感器，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中充氣式電壓互感器結(jié)構(gòu)不合理且缺乏現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)檢測(cè)機(jī)制的技術(shù)問題，通過優(yōu)化充氣式電壓互感器結(jié)構(gòu)、設(shè)置有針對(duì)性的優(yōu)化設(shè)備的方式提高互感器的性能，同時(shí)集成了多種現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警設(shè)備，從而有效解決了上述技術(shù)問題。可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。