一種金屬封閉母線設(shè)備交流耐壓放電故障定位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種金屬封閉母線設(shè)備交流耐壓放電故障定位系統(tǒng)，屬于金屬封閉母線設(shè)備的故障定位技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬封閉母線設(shè)備是指用金屬外殼將導(dǎo)體連同絕緣封閉起來(lái)的組合體，電力設(shè)備中常見(jiàn)的是開(kāi)關(guān)柜設(shè)備和GIS設(shè)備。由于施工現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜、空氣濕度大、懸浮顆粒多等情況，嚴(yán)重影響到現(xiàn)場(chǎng)安裝尤其是母線部分的安裝水平，同時(shí)設(shè)備運(yùn)輸過(guò)程中的不可預(yù)知因素對(duì)設(shè)備完好狀態(tài)也有一定影響。交流耐壓試驗(yàn)是在金屬封閉母線設(shè)備安裝完畢后最為關(guān)鍵的試驗(yàn)，是檢驗(yàn)設(shè)備是否具有絕緣結(jié)構(gòu)或安裝缺陷的重要手段，耐壓試驗(yàn)不合格的設(shè)備不允許投產(chǎn)。
[0003]長(zhǎng)久以來(lái)，一直缺乏對(duì)金屬封閉母線設(shè)備放電故障進(jìn)行快速、準(zhǔn)確定位的裝置。采取的是安排試驗(yàn)人員在各個(gè)位置逐個(gè)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，辨別放電聲音，通過(guò)相互比較判斷確定放電位置的方式；一方面，無(wú)法避免多次測(cè)試給設(shè)備和儀器帶來(lái)的損傷，且僅靠主觀進(jìn)行判斷，缺乏相關(guān)定量數(shù)據(jù)的支撐，另一方面監(jiān)聽(tīng)人員的人身安全也存在著一定的隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便可靠，能實(shí)現(xiàn)放電故障的快速、準(zhǔn)確定位，提升工作效率，避免多次試驗(yàn)對(duì)設(shè)備和儀器的損害，適合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的金屬封閉母線設(shè)備交流耐壓放電故障定位系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的，所述的一種金屬封閉母線設(shè)備交流耐壓放電故障定位系統(tǒng)，它主要由一個(gè)主機(jī)和多個(gè)信號(hào)采集終端組成，所述的信號(hào)采集終端采用吸附式結(jié)構(gòu)并被放置于需要監(jiān)測(cè)的區(qū)域，采集聲音分貝值、顯示聲音數(shù)值，對(duì)數(shù)值進(jìn)行加工處理并傳輸至主機(jī)；所述的主機(jī)包括一帶有主機(jī)信號(hào)無(wú)線傳輸裝置的數(shù)據(jù)處理中心，該主機(jī)接收信號(hào)采集終端的數(shù)據(jù)信號(hào)并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和圖形化分析處理。
[0006]本發(fā)明優(yōu)選的是:所述的信號(hào)采集終端由一安裝在箱殼體內(nèi)采集聲音模擬信號(hào)的拾音器，連接所述拾音器并將其采集的模擬信號(hào)進(jìn)行放大的放大器和濾波器，并經(jīng)過(guò)相連的A/D轉(zhuǎn)換器后連接于信號(hào)處理的由副控MCU以及外圍電路構(gòu)成的第一高速處理器；所述的主機(jī)包括人機(jī)交互模塊，也由主控MCU以及外圍電路構(gòu)成的第二高速處理器，電源電路，數(shù)據(jù)顯示模塊以及無(wú)線通訊模塊。
[0007]本發(fā)明優(yōu)選的是:所述箱殼體底部的四個(gè)角部分別設(shè)置有一個(gè)可靠吸附于金屬封閉母線設(shè)備外壁上的真空吸盤(pán)；所述箱殼體的上面設(shè)置有顯示屏，另在箱殼體內(nèi)還安裝有為信號(hào)采集終端電池提供穩(wěn)定電源的電池和充放電管理電路；
所述的拾音器由麥克風(fēng)構(gòu)成，該拾音器通過(guò)連接一阻抗變換MOS管后連接于第一級(jí)聲音放大電路，在所述第一級(jí)聲音放大電路后依次相接有濾波電路和聲音加權(quán)電路，其后連接著三級(jí)放大電路，最后連接于第一高速處理器； 所述的主機(jī)通過(guò)主通訊電路與主機(jī)中附設(shè)在第一高速處理器中的副通訊電路無(wú)線連接，所述主控MCU采用大容量高速度的ARM芯片，其上相連有由液晶顯示電路和液晶屏組成的數(shù)據(jù)顯示模塊。
[0008]本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的是:所述的主通訊電路采用RF905無(wú)線通訊模塊，并在線路板上形成一無(wú)線通訊接口電路；所述的副通訊電路也采用RF905無(wú)線通訊模塊，采用SPI通訊模式；
所述的濾波電路由一運(yùn)放U6D及其前面的電容電阻組成，所述的聲音加權(quán)電路由一能衰減對(duì)人耳不敏感低頻信號(hào)、保留較敏感高頻信號(hào)的運(yùn)放U6A構(gòu)成，其后連接的信號(hào)三級(jí)放大電路由第一運(yùn)放U6B、第二運(yùn)放U7A以及第三運(yùn)放U7D依次連接而成；
所述第一高速處理器的副控MCU由電源電路、副通訊電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、LCD驅(qū)動(dòng)電路組成。
[0009]所述的電源電路由兩極降壓穩(wěn)壓電路和一級(jí)電壓反轉(zhuǎn)電路組成；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用ARM芯片內(nèi)部的ADC部分實(shí)現(xiàn)。
[0010]本發(fā)明采用聲音分貝值采集法的原理，填補(bǔ)了目前在金屬封閉母線設(shè)備交流耐壓放電故障定位領(lǐng)域缺少相關(guān)設(shè)備的空白，整個(gè)系統(tǒng)使用方法簡(jiǎn)單靈活，設(shè)備輕巧便攜；具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便可靠，能實(shí)現(xiàn)放電故障的快速、準(zhǔn)確定位，提升工作效率，避免多次試驗(yàn)對(duì)設(shè)備和儀器的損害，適合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用等特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明所述系統(tǒng)的組成示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明所述聲音采集終端構(gòu)成示意圖。
[0013]圖3是本發(fā)明所述采樣電路原理圖。
[0014]圖4是本發(fā)明所述所述信號(hào)采集和一級(jí)放大電路圖。
[0015]圖5是本發(fā)明所述信號(hào)濾波及加權(quán)電路原理圖。
[0016]圖6是本發(fā)明所述信號(hào)三級(jí)放大電路原理圖。
[0017]圖7是本發(fā)明所述一級(jí)放大之后的絕對(duì)值電路圖。
[0018]圖8是本發(fā)明所述副通訊電路圖。
[0019]圖9是本發(fā)明所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路圖。
[0020]圖10是本發(fā)明所述IXD驅(qū)動(dòng)電路圖。
[0021]圖11是本發(fā)明所述主機(jī)構(gòu)成框圖。
[0022]圖12是本發(fā)明主控MCU電路總體原理圖。
[0023]圖13是本發(fā)明所述主機(jī)電源電路圖。
[0024]圖14是本發(fā)明所述主機(jī)液晶顯示電路圖。
[0025]圖15是本發(fā)明所述主控MCU電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明:圖1所示，本發(fā)明所述的一種金屬封閉母線設(shè)備交流耐壓放電故障定位系統(tǒng)，它主要由一個(gè)主機(jī)I和多個(gè)信號(hào)采集終端2組成，所述的信號(hào)采集終端采用吸附式結(jié)構(gòu)并被放置于需要監(jiān)測(cè)的區(qū)域，采集聲音分貝值、顯示聲音數(shù)值，對(duì)數(shù)值進(jìn)行加工處理并傳輸至主機(jī)；所述的主機(jī)包括一帶有主機(jī)信號(hào)無(wú)線傳輸裝置的數(shù)據(jù)處理中心，該主機(jī)接收信號(hào)采集終端的數(shù)據(jù)信號(hào)并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和圖形化分析處理。
[0027]圖2所示，所述的信號(hào)采集終端由一安裝在箱殼體內(nèi)采集聲音模擬信號(hào)的拾音器3，連接所述拾音器并將其采集的模擬信號(hào)進(jìn)行放大的放大器和濾波器4，并經(jīng)過(guò)相連的A/D轉(zhuǎn)換器5后連接于信號(hào)處理的由副控MCU以及外圍電路構(gòu)成的第一高速處理器6 ;
圖11所示，所述的主機(jī)包括人機(jī)交互模塊7，也由主控MCU以及外圍電路構(gòu)成的第二高速處理器8，電源電路9，數(shù)據(jù)顯示模塊10以及無(wú)線通訊模塊11，它主要由副通訊電路組成。
[0028]本發(fā)明所述箱殼體底部的四個(gè)角部分別設(shè)置有一個(gè)可靠吸附于金屬封閉母線設(shè)備外壁上的真空吸盤(pán)；所述箱殼體的上面設(shè)置有顯示屏，另在箱殼體內(nèi)還安裝有為信號(hào)采集終端電池提供穩(wěn)定電源的電池和充放電管理電路12 ；
所述的拾音器由麥克風(fēng)構(gòu)成，該拾音器通過(guò)連接一阻抗變換MOS管后連接于第一級(jí)聲音放大電路，在所述第一級(jí)聲音放大電路后依次相接有濾波電路和聲音加權(quán)電路，其后連接著三級(jí)放大電路，最后連接于第一高速處理器；
所述的主機(jī)通過(guò)主通訊電路與主機(jī)中附設(shè)在第一高速處理器中的副通訊電路無(wú)線連接，所述主控MCU采用大容量高速度的ARM芯片，其上相連有由液晶顯示電路和液晶屏組成的數(shù)據(jù)顯示模塊。
[0029]本發(fā)明所述的主通訊電路采用RF905無(wú)線通訊模塊，并在線路板上形成一無(wú)線通訊接口電路；所述的副通訊電路也采用RF905無(wú)線通訊模塊，采用SPI通訊模式；
所述的濾波電路由一運(yùn)放U6D及其前面的電容電阻組成，所述的聲音加權(quán)電路由一能衰減對(duì)人耳不敏感低頻信號(hào)、保留較敏感高頻信號(hào)的運(yùn)放U6A構(gòu)成，其后連接的信號(hào)三級(jí)放大電路由第一運(yùn)放U6B、第二運(yùn)放U7A以及第三運(yùn)放U7D依次連接而成；
所述第一高速處理器的副控MCU由電源電路、副通訊電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、LCD驅(qū)動(dòng)電路組成。
[0030]所述的電源電路由兩極降壓穩(wěn)壓電路和一級(jí)電壓反轉(zhuǎn)電路組成；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用ARM芯片內(nèi)部的ADC部分實(shí)現(xiàn)。
[0031]本發(fā)明在金屬封閉母線設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)以下功能:
(O交流耐壓試驗(yàn)時(shí)放電故障的快速、準(zhǔn)確定位；
在“峰值保持”模式下，一次耐壓試驗(yàn)結(jié)束后，將多個(gè)終端進(jìn)行比較，即可查找放電缺陷所在位置。同時(shí)可根據(jù)柱狀圖反映的各終端峰值的情況，比較判別，判斷數(shù)值最大的終端所在位置即為放電缺陷位置。采用該系統(tǒng)僅需操作I次就能準(zhǔn)確判斷放電位置，實(shí)現(xiàn)了金屬封閉母線設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)時(shí)放電故障的快速、準(zhǔn)確定位。
[0032](2)評(píng)估設(shè)備絕緣狀態(tài)，避免設(shè)備耐壓擊穿；
一般情況下交流耐壓試驗(yàn)過(guò)程中從電暈放電到絕緣擊穿是一個(gè)逐漸發(fā)展的過(guò)程，該系統(tǒng)在“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)”模式下可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)終端所在位置的聲音量值，通過(guò)聲音量值的變化情況可以評(píng)估金屬封閉母線設(shè)備的絕緣狀態(tài)，從而在設(shè)備擊穿之前進(jìn)行相應(yīng)處理，避免設(shè)備擊穿對(duì)其造成的難以恢復(fù)的永久性傷害。
[0033](3)提升交流耐壓試驗(yàn)過(guò)程中放電故障查找的安全性；系統(tǒng)采用非接觸式測(cè)量，試驗(yàn)人員在試驗(yàn)前將終端吸附于設(shè)備外壁后，即可遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)放電聲音的大小，相對(duì)于傳統(tǒng)的采用試驗(yàn)人員近距離監(jiān)聽(tīng)的故障查找方式更加安全。
[0034]實(shí)施例:本發(fā)明采用“I臺(tái)主機(jī)+N個(gè)終端”的工作方式，具有“峰值保持”和“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)”兩種工作模式，如圖1所示。
[0035]主機(jī)接收終端數(shù)據(jù)信號(hào)并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和圖形化分析處理，采集終端采用吸附式結(jié)構(gòu)，放置于需要監(jiān)測(cè)的區(qū)域，用來(lái)采集聲音分貝值信號(hào)、顯示聲音數(shù)值、對(duì)數(shù)值進(jìn)行加工處理并傳輸至主機(jī)。
[0036]本發(fā)明所述的采集終端構(gòu)成見(jiàn)圖2所示，拾音器采集到的聲音的模擬信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大及濾波、AD轉(zhuǎn)換后，經(jīng)過(guò)高速處理器處理，一方面通過(guò)無(wú)線通訊的方式，將數(shù)字信號(hào)傳輸至主機(jī)，另一方面在數(shù)字顯示屏上進(jìn)行數(shù)值的顯示；同時(shí)包含電池及其充放電管理電路，為終端工作時(shí)提供穩(wěn)定的電源。
[0037]聲音采集終端的實(shí)現(xiàn)主要包括采樣電路和MCU電路，見(jiàn)圖3所示。
[0038]采樣部分原理圖主要包括以下幾個(gè)部分:聲音信號(hào)采集及一級(jí)放大電路；信號(hào)濾波及加權(quán)電路；信號(hào)三級(jí)放大電路；信號(hào)取絕對(duì)值電路。
[0039]其中信號(hào)采集及一級(jí)放大電路如圖4所示:
MICl為麥克風(fēng)，聲音信號(hào)通