基于声波法便携式高压设备故障定位巡检装置的制作方法

本发明涉及一种基于声波法便携式高压设备故障定位巡检装置，属于电力检测技术领域。

背景技术：

长期以来，我国电力行业多采用变电站设备人工巡检作业方式，在高压、超高压以及雷雨等恶劣气象条件下，巡检存在较大安全风险，而且由于运行设备出现故障时，会发出异样的声音，但是由于设备处在运行中，也无法立刻停电判断故障位置，只有待停电检修时进行大范围的检查寻找故障点，不仅对电网安全运行带来一定隐患，而且由于停运检修，导致故障现象消失，这样给故障点的准确定位也带来困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于声波法便携式高压设备故障定位巡检装置，以解决现有技术中设备处在运行中，也无法立刻停电判断故障位置，而且由于停运检修，导致故障现象消失，这样给故障点的准确定位也带来困难的缺陷。

基于声波法便携式高压设备故障定位巡检装置，包括声音探测传感器、手持接收仪；

所述声音探测传感器与手持接收仪通过无线连接；

所述声音探测传感器将探测到的声音数据通过无线传送给所述手持接收仪。

优选地，所述声音探测传感器包括拾音器、无线发送模块、微处理器、超声波测距传感器、工作电源；所述拾音器与超声波测距传感器的输出端分别与微处理器输入端连接，所述无线发送模块的输入端与微处理器通信接口连接；所述工作电源的输出端与微处理器的电源端连接。

优选地，所述拾音器拾音器采用驻极体，安装在声音探测器的顶端。

优选地，所述手持接收仪包括无线接收模块、接收端微处理器、存储模块、电源模块、显示模块；所述显示模块的输入端与微处理器的输出端连接，所述无线接收模块的输入端与接收端微处理器通信接口连接，所述存储模块的输入端与接收端微处理器的接口连接，所述电源模块的输出端与接收端微处理器的电源接口连接。

优选地，所述手持接收仪还包括时钟模块，所述时钟模块的输出端与接收端微处理器的接口连接。

优选地，所述声音探测传感器连接有绝缘杆，所述声音探测传感器外部套设有均压罩，所述均压罩的外部套设有绝缘外壳。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

1）声音探测传感器可以测量出在某一距离情况下的声音随时间变化图及频谱图，根据频谱图获得最大振动声音源位置，寻找高压设备振动故障的故障点位置

2）可以在高压设备带电运行时检测高压设备异常振动故障点位置，为停电检修快速查找故障点提供便利；

3）利用无线射频技术进行声音数据的传输，解决了高低压物理隔离问题。

附图说明

图1是基于声波法便携式高压设备故障定位巡检装置原理结构图；

图2是声音探测装置原理结构图；

图3是手持接收仪原理框图

图4是手持接收仪程序逻辑图

图中：1、绝缘杆；2、声音探测传感器；3、绝缘外壳；4、均压罩；5、手持接收仪。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图4所示，公开了一种基于声波法便携式高压设备故障定位巡检装置，包括声音探测传感器2、手持接收仪5；

声音探测传感器2与手持接收仪5通过无线连接；

声音探测传感器2将探测到的声音数据通过无线传送给手持接收仪5。

二者之间通过无线射频技术进行声音数据的传输，解决了高低压物理隔离问题；使用时声音探测传感器2固定在绝缘杆1上，测量时用绝缘杆1靠近高压带电设备，检测时声音探测传感器2可以寻找到最大声音的位置及声音探测传感器2与被测高压设备的距离。

声音探测传感器2包括拾音器、无线发送模块、微处理器、超声波测距传感器、工作电源；拾音器与超声波测距传感器的输出端分别与微处理器输入a/d端连接，无线发送模块的输入端与微处理器对应的通信接口连接；工作电源的输出端与微处理器对应的电源端连接，声音探测传感器2可以测量出在某一距离情况下的声音随时间变化图及频谱图；声音探测传感器包括绝缘外壳3、均压罩4和绝缘杆1；声音探测传感器2外部套上均压罩4，然后放置到绝缘外壳3内部，然后固定在绝缘杆1上，均压罩4采用铜质材料，厚度为0.2毫米，连续焊接而成，且要求与工作电源的电源负极端采用弹簧可靠接触，构成等电位。声音探测传感器2可以识别声音范围在40kh在以下，获得声音信号及绘制声音频谱，利用识别声音的方法寻找变电站内高压设备振动故障的故障点位置。

拾音器拾音器采用驻极体，安装在声音探测传感器2的顶端，由物理学可知：平板电容器电容的容量c与电容器相对面积a、介电常数ε及两平板之间的距离d有关系：c=aε/d，当电容器充有一定电荷q后，在其两个平板之间有一定的电压v，则有c=q/v；驻极体内部有一个振膜、垫片和极板组成的电容器，膜片上充有电荷，并且是一个塑料膜片，膜片受到声压强的作用，产生振动，从而改变膜片与极板之间的距离，从而改变电容器两个极板之间的距离，导致电容量发生变化，由于充电电荷不变，使两极板之间的电压差发生变化，这就是声音信号到电信号的转换。但是这个信号非常弱，内阻非常高，不能直接使用，需要进行阻抗变换和信号放大，可以利用压控型场效应管进行信号放大。

手持接收仪5包括显示模块、无线接收模块、接收端微处理器、时钟模块、存储模块、电源模块、按键模块；显示模块的输入端与微处理器输出端i/o口连接；无线接收模块的输入端与接收端微处理器的对应通信接口连接；时钟模块的输出端与接收端微处理器的对应i/o口连接；存储模块的输入端与接收端微处理器的对应i/o口连接；按键模块的输出端与接收端微处理器的对应输入端i/o口连接；电源模块的输出端与接收端微处理器的对应电源接口连接。

手持接收仪5开关按下上电后先将存存储模块中的储芯片、时钟模块上的定时器、显示模块上的液晶显示屏、按键模块、软件看门狗各个部分程序初始化并配置各个引脚同时设置中断优先级，进入程序之后开始扫描按键，出现四个选项（性能检测，通信自检，本机设置以及历史查询）；选择性能检测选项可以查询和显示声音信号随时间变化图及声音频谱图；选择通信自检选项可以判断声音探测传感器2及手持接收仪5之间的通信是否正常；选择本机设置选项可以更改蜂鸣器开关，时间校准大小（用来手动校准）；选择历史查询选项可以查询之前保存的数据并且随时可以删除它们。

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

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于声波法便携式高压设备故障定位巡检装置，包括声音探测传感器、手持接收仪；所述声音探测传感器与手持接收仪通过无线连接；所述声音探测传感器将探测到的声音数据通过无线传送给所述手持接收仪；本发明通过声音探测传感器可以测量出在某一距离情况下的声音随时间变化图及频谱图，根据频谱图获得最大振动声音源位置，为停电检修快速查找故障点提供便利，利用无线射频技术进行声音数据的传输，解决了高低压物理隔离问题。

技术研发人员：张金波;张亦昕;赵发东;王虹霁;韩昕秀;宋佳佳
受保护的技术使用者：河海大学常州校区
技术研发日：2019.08.12
技术公布日：2019.10.18