一种发电厂滑环小室微光与红外热成像测温在线监测系统的制作方法

本实用新型属于电力行业在线监测领域及光学领域，尤其涉及发电厂滑环小室中利用微光采集技术进行在线监测的技术领域以及利用红外热成像技术进行测温的技术领域。

背景技术：

发电厂滑环小室中的碳刷和滑环是发电机中动静接触和交换能量的设备，因受其通流的大小、碳刷的压力、周围的环境温度、湿度、清洁度、碳刷与滑环表面的磨损以及本身制造工艺等因素影响，在长期运行中，容易在碳刷和滑环之间发生局放或温升等现象，若没有及时发现隐患进行处理，将有可能形成恶性循环，造成刷辫烧断、滑环打毛、压簧震断、碳刷震裂等，严重时将形成环火造成滑环烧毁、被迫停机的事故。紧急停机不仅造成系统出力下降，影响系统稳定运行，而且对发电机组本身也将产生危害。目前对发电厂滑环小室内的检测还是通过人工巡检、日常运行维护、检修的方式来保证其正常工作。

另外电气设备在长期运行过程中常常因设备缺陷绝缘老化、污损或恶劣的温湿度环境而引起发热、局部放电、闪络或电弧等现象发生，最终导致柜体爆炸、烧毁或大面积停电事故，严重影响了电力系统的正常运行和人们的生产生活。对电力设备中的这些故障隐患，关键在于早发现早预防，阻止其继续恶化的趋势，避免由于隐患继续恶化造成重大事故。

电网系统中早期的局部放电造成的光闪络，其光信号非常微弱，要捕捉局部放电光闪络时的微弱光就需要采用目前市场上比较少见的先进的微光采集技术。该技术可以采集到局部放电的微光信号，实现对电力设备在故障产生之前的在线监测。

现阶段，对电力设备表面和触点温度的监测，大部分还停留在人工巡查阶段，也有通过无线测温等方式进行的，但都存在着各自的不足。

巡检人员通过测温仪等专用仪器，人工对开关柜触点温度进行测量。但由于开关柜数量众多,进行人工巡查效率低下。配网设备内高压部分大都是封闭的结构，由于安全的原因，人工监测不彻底，漏检漏报现象严重，且对隐患的发展判断往往局限于监测人员的专业水平，随意性较大，难以为设备的状态检修提供可靠的判据。所以人工巡查方式的非实时监测显然不符合配网自动化的要求。

目前实行的无线测温方法，由于传感器本身是电子器件，需要电池或者小电流互感器取能给测温芯片供电，再将测温芯片得到的信号通过无线芯片无线传输给接收器，这种方案虽然实现了温度信号的无线传输，但是由于电池供电需要定时更换电池，而且电池在夏季抗高温能力较差，给电力部门的运营带来影响；而采用电流互感器取能，传感头体积较大，而且布放的位置对取电是否方便影响很大，缺乏普遍适应性。

还有一种采用无源无线方式传感触点温度的技术，即前端传感器件采用声表面波技术设计，根据温度变化引起的声表面波器件震荡频率变化来测量温度。声表面波器件的核心部件是声表面波振荡器，其无源的工作原理免除了供电问题，克服了有源无线测温方法的问题。但该技术还处于早期发展阶段，目前还存在着在强电场环境下抗干扰能力不强、稳定性较差等问题，难以实现大规模的推广应用。

还有一种是利用红外热成像进行测温的技术。目前，国内红外探测技术基本与国外同步，大部分厂家具有独立开发红外成像组件的能力，尤其在测温技术方面，具有自己的特点。国内销售的主流红外热像仪均采用法国ULIS公司的非制冷焦平面探测器，分别为320*240像素的便携式红外热像仪、 160*120像素的手持式红外热像仪。

目前市场上这两种技术都是独立存在的，并没有一种技术将这两种技术原理融合成一个系统，共同实现对发电厂滑环小室进行在线监测与测温。我们开发的这种具有二合一组合功能的发电厂滑环小室微光与红外热成像测温在线监测系统就能实现上述要求，满足对发电厂滑环小室的微光与温度的在线监测需求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种采用红外热成像技术进行测温和通过微光采集技术采集微光信号的具有此二合一组合功能的发电厂滑环小室微光与温度在线监测系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种发电厂滑环小室微光与红外热成像测温在线监测系统，包括滑环小室和主控室，其特征是，所述滑环小室设有若干微光传感器和一个微光数据及红外热成像测温集中器，所述主控室设有规约转换器和后台监控系统；

所述微光传感器采集微弱光数据信号，并将该数据信号传递给所述微光数据及红外热成像测温集中器；

所述微光数据及红外热成像测温集中器将所有微光传感器得到的数据信号进行总线汇总和红外热成像得到的数据信号通过数据通信通道传给规约转换器，数据信号经规约传感器转换传递给后台监控系统。

进一步的，所述数据通信通道通过485或以太网与微光数据及红外热成像测温集中器和规约转换器进行通信。

进一步的，所述规约转换器用于将微光数据及红外热成像测温集中器的485 接口以及以太网接口的数据进行规约转换，转换为标准的IEC104/103协议数据以及后台识别的图像/视频数据，或转换为用户指定的通信规约，传送给后台监控系统。

进一步的，所述后台监控系统用于远程观察目前滑环小室的温度状态以及微光监测状态。

本实用新型所达到的有益效果：

1）可实时监测发电厂滑环小室内的故障隐患，在事故潜伏期即向工作人员预警，达到及时维护设备和改善运行环境的目的，很好的解决了发电厂滑环小室实时在线监测的问题；

2）避免人工定时巡检的局限性，节约人力资源；

3）提供非接触、非干扰式的测量，保证不影响设备原来的运行状态；

4）大面积快速扫描检测，节省时间；

5）测温范围宽，监测精度、灵敏度高；

6）检测到位，能准确地发现设备的缺陷及隐患；

7）为电力行业节约了成本，减少了资源浪费，具有很高的经济价值和很大的实用价值；

8）延长设备的使用寿命，保证电网正常运行；

9）解决了目前市场上出现的产品功能单一的问题，具有非常高的应用价值。

附图说明

图1是本实用新型的系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，一种发电厂滑环小室微光与红外热成像测温在线监测系统，包括滑环小室和主控室，其特征是，所述滑环小室设有若干微光传感器和一个微光数据及红外热成像测温集中器，所述主控室设有规约转换器和后台监控系统；

所述微光传感器采集微弱光数据信号，并将该数据信号传递给所述微光数据及红外热成像测温集中器；所述微光数据及红外热成像测温集中器还用于将所有微光传感器得到的数据信号进行总线汇总和红外热成像得到的数据信号通过数据通信通道传给规约转换器，数据信号经规约传感器转换传递给后台监控系统；

当碳刷和滑环之间因局部放电产生微弱光时，微光传感器可采集此时的微弱光，并将微弱光中的可见光滤除，提高监测数据的可靠性，并将数据传给微光数据及红外热成像测温集中器。红外热成像技术是运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，并可以进一步计算出温度值。在不接触的情况下接收物体表面的红外辐射信号,将该信号转变为电信号后, 再经电子系统处理传至显示屏上,得到与待测物体表面热分布相应的“实时热图像”。从而,人类借助热成像系统把景物的不可见热图像转换为可见图像, 并在监视器上以灰度或伪彩显示出来,从而得到被测物体的温度分布场信息。由此人们可以“看到”物体表面的温度分布状况，使人类的视觉范围扩展到了红外谱段。红外热成像得到的数据也可与微光数据一起传送给微光数据及红外热成像测温集中器。

所述微光数据及红外热成像测温集中器将所有微光传感器得到的数据信号进行总线汇总和红外热成像得到的数据信号通过数据通信通道传给规约转换器，数据信号经规约传感器转换传递给后台监控系统。

本实施例中，所述数据通信通道通过485或以太网与微光数据及红外热成像测温集中器和规约转换器进行通信。

本实施例中，所述规约转换器用于将微光数据及红外热成像测温集中器的485 接口以及以太网接口的数据进行规约转换，转换为标准的IEC104/103协议数据以及后台识别的图像/视频数据，或转换为用户指定的通信规约，传送给后台监控系统。

本实施例中，所述后台监控系统用于远程观察目前滑环小室的温度状态以及微光监测状态。工作人员无需去设备运行现场，当后台监控系统提示预警信号时，工作人员可及时安排检修，避免事故发生。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。