一种GIL母线温升测量系统的制作方法

本实用新型涉及红外升温检测技术领域，特别涉及一种GIL母线温升测量系统。

背景技术：

随着社会的不断发展，气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)的技术日益成熟，使得气体绝缘金属封闭输电线路具有电压等级和输送能量高、线路长的特点，并且GIL的结构更加紧凑、成本更低，与外界环境相互影响更小、适用于高落差输电场合，是替代架空线的首选，目前气体绝缘金属封闭输电线路越来越广泛的应用于远距离、大容量的超、特高压输电技术中。

然而，目前的GIL管廊存在母线发热量高、散热性能差等问题，而温升过高会影响金属的机械强度，加速绝缘老化速度。同时，母线长期过热运行还会导致接头处接触电阻增大，而随着电阻发热的程度继续增大，会形成恶性循环，严重影响发电厂、变电站乃至整个电力系统的安全运行。因此，对GIL管廊导体和GIL管廊外壳的温升进行连续性的温度检测就显得尤为重要。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种GIL母线温升测量系统，所述GIL母线温升测量系统包括信号发射单元、工作站、GIL管廊导体红外测温仪、GIL管廊外壳红外测温仪、信号调理单元、A/D转换单元、控制单元、通讯单元、存储单元、报警单元和PC机，所述GIL母线温升测量系统的输出端电连接信号发射单元，所述信号发射单元的输出端电连接工作站；

所述GIL管廊导体红外测温仪和GIL管廊外壳红外测温仪的输出端均电连接信号调理单元的输入端，所述信号调理单元的输出端电连接A/D转换单元的输入端，所述A/D转换单元的输出端电连接控制单元的输入端，所述控制单元的输出端分别电连接通讯单元的输入端、报警单元的输入端和存储单元的输入端，所述通讯单元的输出端电连接PC机，所述通讯单元是用来将温度送至PC机显示；

所述信号调理单元由第一放大器A1、第二放大器A2、第三放大器A3、第四放大器A4和第五放大器A5组成，所述第一放大器A1串联连接第二放大器A2，所述第四放大器A4串联连接第五放大器A5，所述第一放大器A1串联连接第二放大器A2之后与所述第四放大器A4和第五放大器A5串联连接之后的支路并联连接，再与所述第三放大器A3串联连接；

所述报警单元，是采用TLP127芯片的超温报警模块，当超温报警模块接收到所述控制单元发出的报警信号时，会进行超温报警。

优选的，所述GIL管廊导体红外测温仪和GIL管廊外壳红外测温仪为采用红外线检测的温升仪器，当将本系统安装在设备上时，能够对GIL管廊导体和GIL管廊外壳等检测位置进行实时的检测。

优选的，所述控制单元是采用stm32f103rct6芯片，该芯片用来分别接收GIL管廊廊道导体的温度和GIL管廊廊道外壳的温度，接收后，经由所述控制单元对数据进行处理，当数据处理完成后，再经由控制单元输出到所述通讯单元进行显示，同时，输出到所述存储单元进行数据的存储，当GIL管廊廊道导体或GIL管廊廊道外壳的温度超过设定阈值时，所述控制单元输出报警信号。

优选的，所述A/D转换单元是对模拟信号进行数字信号的转化，并把数字信号送到控制单元，以便用于系统的数据处理。

优选的，所述存储单元采用FRAM芯片，用来接收所述控制单元的存储信号。

优选的，所述第一放大器A1、第二放大器A2、第三放大器A3、第四放大器A4和第五放大器A5均为型号为OP07的放大器。

有益效果：本实用新型通过红外测温仪来实时检测GIL管廊导体与GIL管廊外壳的温升情况，能够对回路过热性的故障起到预防作用，解决了现有技术中开关设备温升检测效率低下、精度不够高的问题，通过多路采集电路采集GIL各连接点的温度，使之无论在任何情况下，都能够对GIL管廊的温升情况进行检测，保障了GIL温升检测系统在故障时系统运行的可靠性，同时本实用新型的性能稳定、测量精度高、抗干扰能力强、大大增强了检测效率，提高了安全性，减缓了由于温升过高而导致绝缘老化的速度。

附图说明

图1是本实用新型提供的GIL母线温升测量系统模块连接示意图；

图2是本实用新型提供的GIL母线温升测量总系统结构示意图；

图3是本实用新型提供的信号调理单元的信号调理电路图；

图4是本实用新型提供的GIL母线温升测量系统的控制电路图；

图5是本实用新型提供的报警单元的报警电路图。

图中，

1、信号发射单元，2、工作站，3、GIL管廊导体红外线测温仪，4、GIL管廊外壳红外线测温仪，5、信号调理单元，501、采样电阻，502、第一放大器A1，503、第二放大器A2，504、第三放大器A3，505、第四放大器A4，506、第五放大器A5，6、A/D转换单元，7、控制单元，8、存储单元，9、报警单元，10、通讯单元，11、PC机。

具体实施方式

下面将结合实用新型实施例中的附图，对实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，

如图1至图5所示，本实用新型提供了一种GIL母线温升测量系统，所述GIL母线温升测量系统包括信号发射单元1、工作站2、GIL管廊导体红外测温仪3、GIL管廊外壳红外测温仪4、信号调理单元5、A/D转换单元6、控制单元7、通讯单元10、存储单元8、报警单元9和PC机11，所述GIL母线温升测量系统的输出端电连接信号发射单元1，信号发射单元1是用来接收经由GIL母线温升测量系统处理完成的电信号的，所述信号发射单元1的输出端电连接工作站2，工作站2中的输出电压用来供人们使用；

所述GIL管廊导体红外测温仪3和GIL管廊外壳红外测温仪4的输出端均电连接信号调理单元5的输入端，所述信号调理单元5的输出端电连接A/D转换单元6的输入端，A/D转换单元6采用A/D转换器，是用来进行数模转换的，所述A/D转换单元6的输出端电连接控制单元7的输入端，所述控制单元7的输出端分别电连接通讯单元10的输入端、报警单元9的输入端和存储单元8的输入端，所述通讯单元10的输出端电连接PC机11；

所述信号调理单元5由第一放大器A1502、第二放大器A2503、第三放大器A3504、第四放大器A4505和第五放大器A5506组成，所述第一放大器A1502串联连接第二放大器A2503，所述第四放大器A4505串联连接第五放大器A5506，所述第一放大器A1502串联连接第二放大器A2503之后与所述第四放大器A4505和第五放大器A5506串联连接之后的支路并联连接，再与所述第三放大器A3504串联连接，所述信号调理单元5经由所述GIL管廊导体红外测温仪3和GIL管廊外壳红外测温仪4输出4-20mA的电流信号，电流经由所述采样电阻501转换成电压信号，再经由运算放大器将电压信号放大为0-3V的电压；

所述报警单元9，是采用TLP127芯片的超温的报警模块，当超温报警模块接收到所述控制单元7发出的报警信号时，会进行超温报警。

所述GIL管廊导体红外测温仪3和GIL管廊外壳红外测温仪4为采用红外线检测的温升仪器，当将本系统安装在设备上时，能够对GIL管廊导体和GIL管廊外壳等检测位置进行实时的检测。

所述控制单元7是采用stm32f103rct6芯片，该芯片用来分别接收GIL管廊廊道导体的温度和GIL管廊廊道外壳的温度，接收后，经由所述控制单元7对数据进行处理，当数据处理完成后，再经由控制单元7输出到所述通讯单元10进行显示，同时，输出到所述存储单元8进行数据的存储，当GIL管廊廊道导体或GIL管廊廊道外壳的温度超过设定阈值时，所述控制单元7输出报警信号。

所述A/D转换单元6是对模拟信号进行数字信号的转化，并把数字信号送到控制单元7，以便用于系统的数据处理。

所述存储单元8采用FRAM芯片，用来接收所述控制单元7的存储信号，并通过储存信号来存储温升数据。

所述第一放大器A1502、第二放大器A2503、第三放大器A3504、第四放大器A4505和第五放大器A5506均为型号为OP07的放大器。

本实用新型中的GIL母线温升测量的方法，所述方法包括：

步骤1、接通外部电源后，首先通过所述GIL管廊导体红外线测温仪3和GIL管廊外壳红外线测温仪4对数据进行采集和读取；

步骤2、通过所述信号调理单元5中信号调理电路中的五个放大器来实现采集温升数据的放大、滤波、衰减、调制解调和偏置等的优化处理；

步骤3、将从信号调理单元5输出的数据通过电信号传入到A/D转换单元6即A/D转换器中，将模拟信号转换为数字信号；

步骤4、将从A/D转换单元6中输出的数据通过电信号传入控制单元7，所述控制单元7会对数据进行进一步处理，将数字信号转化为温度数据；

步骤5、当测量的温度数据温升超过设定阈值时，所述控制单元将温升数据传递给所述报警单元9，报警单元9进行超温报警；当测量的温度数据温升在设定阈值之内，所述控制单元7将温升数据传递给存储单元8和通讯单元10，所述存储单元8用来存储温升数据，所述通讯单元10用来将温升数据传递到PC机11上，用来更直观的监测；

步骤6、然后将存入存储单元7内的存储数据继续通过GIL管廊导体红外线测温仪3和GIL管廊外壳红外线测温仪4进行测量，以此循环。

工作原理：接通电源后，本实用新型首先通过GIL管廊导体红外线测温仪3和GIL管廊外壳红外线测温仪4对GIL管廊导体和GIL管廊外壳的温度进行数据的读取，然后通过信号调理单元5中信号调理电路中的采样电阻501和五个放大器对温升数据的滤波和偏置等进行优化处理，通过A/D转换单元6将数据的模拟信号转换为数字信号，再将数字信号传入到控制单元7中，当GIL管廊导体红外线测温仪3和GIL管廊外壳红外线测温仪4测量到的温升超过设定阈值时，所述控制单元7会控制报警单元9发出报警，当GIL管廊导体红外线测温仪3和GIL管廊外壳红外线测温仪4测量到的温升在设定阈内时，所述控制单元7会将温升数据传递到存储单元8内，当使用者需要使用时，控制所述控制单元7将温升数据传入通讯单元10，并通过所述通讯单元10传入PC机11内，使GIL在任何情况下都具备温升检测的能力，对GIL管廊起到预防回路过热性故障的能力。