一种发电机碳刷的故障监测设备及监测方法与流程

本发明涉及故障监测技术领域，具体涉及一种发电机碳刷的故障监测设备及监测方法。

背景技术：

发电机碳刷又称电机碳刷或者电机电刷，碳刷是用于电机的换向器或者滑环上作为导出导入电流的滑动接触体，并且是发电机上重要的组成部件。在发电机工作过程中，碳刷始终与滑环进行摩擦，且在换向的瞬间还会产生电火花灼蚀，因此，电机碳刷是一种易损件，从而需要对碳刷的状态(尤其是温度)进行监测，现有技术中，对于电机碳刷的监测采用人工定期巡检的方式，这种方式一方面操作耗时长，在巡检过程中巡检工人存在安全风险，另一方面，由于采用人工巡检的方式，碳刷在工作过程中的电流变化大，并且变化快，从而造成采集的参数并不具有实际的参考意义，导致检测结果极为不准确。

因此，需要提供一种发电机碳刷状态实时监测设备，能够全天候对碳刷的状态进行监测，为供电监控中心提供准确的判断参考数据，确保供电系统稳定运行；而且能够避免人工的巡检的方式，减少人力成本，节约资源，而且能够有效避免人工巡检过程中的安全风险。

技术实现要素：

为解决以上电机碳刷的在线实时监控，本发明提供一种发电机碳刷的故障监测设备及监测方法。

针对上述问题，本发明提供以下技术方案：

本发明一方面是提供一种发电机碳刷的故障监测设备，包括机体及窥镜探头，所述窥镜探头与机体通过导线连接，所述机体包括壳体，设置于壳体上的天线及指示灯，位于壳体内的电源模块、电路板、无线通信模块，所述电路板 并联电源模块及无线通信模块，所述天线连接无线通信模块，所述电路板连接指示灯；

所述窥镜探头包括探测器，设置于探测器外、用于固定探测器的窥镜套，安装于窥镜套外的探测器盖，所述窥镜套包括窥镜前套及窥镜后套，所述探头盖包括探头前盖及与探头后盖，所述探头前盖与探头后盖之间设置有探头安装套，所述窥镜前套与探头前盖之间设置有红外片窗口。

进一步，所述窥镜探头为非接触式、面成像的红外热成像探头。

进一步，所述电路板上集成处理系统。

进一步，所述导线为内置数据线的穿线软管，所述数据线的一端连接探测器，另一端连接电路板。

进一步，所述无线通信模块包括gprs通信单元，后连服务器，所述窥镜探头检测的红外热图通过gprs上传到云服务器上数据库，经过saas技术智能识别区域的最高温度点历史曲线、根据红外热图中的最高温度点异常趋势分析报警、根据红外热图中的最高温度点异常报警等。

所述探测器用于按照预设的时间间隔采集温度信号，所述无线通讯模块用于将所述温度信号发送至服务器。

本发明另一方面是提供一种发电机碳刷的故障监测方法，应用于发电机中，具体包括以下步骤：

a)将所述机体装在发电机外壳上，并在外壳上开一个圆孔，使窥镜探头的探测器透过红外片窗口对准所要测量的设备区域；

b)故障监测设备在接上电以后，按照预设的时间间隔由所述探测器采集红外温度信号，进而传送至机体，由机体中的无线通讯模块发送信号至服务器，服务器对信号进行处理，制成热图像；

c)远程客户端访问服务器，观察由服务器处理后的温度数据以及热图象；

d)通过观察区域温度与标准工作状态的相对变化值，当温度变化超过阈值温度时，确定为发电机碳刷故障，发送信号到运形维护手机等终端进行提醒。

作为优选实施例，所述机体固定在发电机周边的某一干燥、不易触碰、环境相对较好的位置。

本发明的有益效果：1、本发明测温成像是一个面，可以实现多点测量，找到整个画面里的最高温度，达到监测发电机内部发热情况的目的。2、可实现远程的监测，尤其对于风力发电机，具有很大的优势，风力发电机高，且人员不易到达，可后台分析，对比，便于做记录和提早做出判断。

附图说明

图1：本发明右视剖面结构示意图；

图2：图1的a-a面剖视结构示意图；

图3：本发明窥镜探头结构示意图；

图4：本发明故障监测方法流程图；

其中，1为机体，2为窥镜探头，3为导线，4为壳体，5为天线，6为指示灯，7为电源模块，8为电路板，9为无线通信模块，10为探测器，11为窥镜前套，12为窥镜后套，13为探头前盖，14为探头后盖，15为探头安装套，16为红外片窗口。

具体实施方式

在具体实施的过程中，如图1、2、3所示，一种发电机碳刷的故障监测设备，包括机体1及窥镜探头2，所述窥镜探头2与机体1通过导线3连接，所述机体包括壳体4，设置于壳体4上的天线5及指示灯6，位于壳体4内的电源模块7、电路板8、无线通信模块9，所述电路板8并联电源模块7及无线通信模块9，所述天线5连接无线通信模块9，所述电路板8连接指示灯6；

所述窥镜探头2包括探测器10，设置于探测器10外、用于固定探测器10的窥镜套，安装于窥镜套外的探测器盖，所述窥镜套包括窥镜前套11及窥镜后套12，所述探头盖包括探头前盖13及与探头后盖14，所述探头前盖13与探头 后盖14之间设置有探头安装套15，所述窥镜前套11与探头前盖13之间设置有红外片窗口16。

所述电路板8上集成处理系统。所述导线3为内置数据线的穿线软管，所述数据线的一端连接探测器10，另一端连接电路板8。所述无线通信模块9为gprs无线通信单元，后接服务器，所述窥镜探头检测的红外热图通过gprs上传到云服务器上数据库，经过saas技术智能识别区域的最高温度点历史曲线、根据红外热图中的最高温度点异常趋势分析报警、根据红外热图中的最高温度点异常报警等。。

一种发电机碳刷的故障监测方法，包括以下步骤：如图4所示，

a)将所述机体1装在发电机外壳上，并在发电机外壳上开一个圆孔，使窥镜探头2的探测器10透过红外片窗口16对准所要测量的设备区域；

b)故障监测设备在接上电以后，按照预设的时间间隔由所述探测器采集红外温度信号，例如每5s采集一次，探测器10将信号传送至机体1，由机体1中的无线通讯模块9发送信号至服务器，服务器对温度信号进行处理，制作成热图像；

c)远程客户端访问服务器，观察由服务器处理后的温度数据以及热图象；

d)通过观察区域温度与标准工作状态的温度相对变化值，当温度变化超过阈值温度时，确定为发电机碳刷故障，发送信号到手机等终端进行提醒，同时通过pc端可以查询以往历史温度，报警信息等，确定发电机使用状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种发电机碳刷的故障监测设备及监测方法，涉及故障监测领域，包括机体及窥镜探头，所述窥镜探头与机体通过导线连接，所述机体包括壳体，设置于壳体上的天线及指示灯，位于壳体内的电源模块、电路板、无线通信模块，所述电路板并联电源模块及无线通信模块，所述天线连接无线通信模块，所述电路板连接指示灯，由窥镜探头监测发电机温度，并由机体将温度信号传送至服务器，服务器制作热图像，由远程终端访问服务器，当出现异常温度时，发送信号给手机终端，达到监测的目的。本发明可实现远程的监测，尤其对于风力发电机，具有很大的优势，风力发电机高，且人员不易到达，可后台分析、对比，便于做记录和提早做出判断。

技术研发人员：焦战威;唐旭涛;赵晓光;李红霞;闫琳;易剑南
受保护的技术使用者：郑州海威光电科技有限公司
技术研发日：2016.03.25
技术公布日：2017.10.03