一种用于电力设备的局放监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及电力设备监测相关技术领域，尤其是指一种用于电力设备的局放监测装置。


背景技术：

2.局部放电现象指的是高压电气设备在足够强的电场作用下局部范围内发生的放电，这种放电以仅造成导体间的绝缘局部短接而不形成导电通道为限。局部放电对绝缘设备的破坏要经过长期、缓慢的发展过程才能显现。因此对高压电气设备做局部放电在线监测具有重要意义。目前饮用较广泛的传感器有以下几种；
3.高频电流传感器适用于具备接地引线的电力设备局部放电检测，主要包括高压电力电缆及其附件、变压器铁芯及夹件、避雷器等。例如高压电缆局部放电在线监测系统的核心部件之一就是高频脉冲电流传感器。
4.电容耦合传感器广泛地应用于地铁35kv环网电缆中间接头的高频局放检测（无接地线引出的高压电缆中间接头）。例如10kv/35kv电缆接头局放在线监测系统就应用了电磁耦合传感器。
5.特高频传感器较多地应用于gis、变压器、开关柜等，尤其在gis及110kv主变压器中局放检测效果最好，得到国际上的普遍认可。gzpd-800t开关柜局放及温度监测装置就用到了特高频传感器。
6.目前国内对局放传感器的投入量并不大，以试验和试点检测为主。但随着电路网络布局规模的扩大，局部放电作为电气设备安全监测的重要项目必会引起重视。


技术实现要素：

7.本实用新型是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种减少安全隐患的用于电力设备的局放监测装置。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.一种用于电力设备的局放监测装置，包括处理器模块、lora无线模块、锂电池、tev传感器模块、ae传感器模块和绝缘外壳，所述的处理器模块、lora无线模块、锂电池均安装在绝缘外壳的内部，所述的tev传感器模块和ae传感器模块安装在绝缘外壳的底部，所述的lora无线模块、tev传感器模块和ae传感器模块均与处理器模块电连接，所述的处理器模块、lora无线模块、tev传感器模块和ae传感器模块均与锂电池电连接。
10.该监测装置通过绝缘外壳安装在电力设备上，同时通过lora无线模块经网关与电力物联网平台连接，而电力设备涵盖各类开关柜、低压柜、环网柜、变压器。该监测装置的目的为通过ae传感器模块监测电力设备的振动和通过tev传感器模块监测电力设备的局部放电，该监测装置经lora无线模块发送数据最终到电力物联网平台，到达实时监控的目的，减少安全隐患。
11.作为优选，所述的lora无线模块上安装有天线，所述天线的一端置于绝缘外壳的
外侧，所述天线的另一端穿过绝缘外壳后与lora无线模块连接。通过天线的设计能够更为高效的进行信号数据的传输。
12.作为优选，所述的绝缘外壳上设有电源开关，所述的锂电池通过电源开关分别与处理器模块、lora无线模块、tev传感器模块和ae传感器模块连接。通过电源开关的设计实现装置的开启与关闭。
13.作为优选，所述绝缘外壳的底部设有若干个第一安装孔，所述的tev传感器模块通过第一安装孔安装在绝缘外壳的底部，所述的tev传感器模块通过485总线与处理器模块连接。通过第一安装孔的设计用于tev传感器模块嵌接安装，使得tev传感器模块能够贴合待监测的电力设备。
14.作为优选，所述的ae传感器模块包括声发射传感器、前置放大电路和模数转换器，所述绝缘外壳的底部设有第二安装孔，所述的声发射传感器通过第二安装孔安装在绝缘外壳的底部，所述的声发射传感器通过前置放大电路和模数转换器连接，所述的模数转换器通过485总线与处理器模块连接。通过第二安装孔的设计用于ae传感器模块嵌接安装，使得ae传感器模块能够贴合待监测的电力设备。
15.作为优选，所述的前置放大电路内设有三个运算放大器，所述声发射传感器的正极输出端与其中一个运算放大器的输入端连接，所述声发射传感器的负极输出端与另一个运算放大器的输入端连接，两个运算放大器的输出端与剩下一个运算放大器的输入端连接，剩下一个运算放大器的输出端与模数转换器连接。通过三个运算放大器的设计，对超小信号进行二级放大，以便于数据的处理。
16.作为优选，所述绝缘外壳的形状呈矩形，所述绝缘外壳的底部四个角上均设有圆形的磁铁。通过绝缘外壳和磁铁的设计能够方便该监测装置的安装在电力设备上。
17.本实用新型的有益效果是：通过ae传感器模块监测电力设备的振动和通过tev传感器模块监测电力设备的局部放电，该监测装置经lora无线模块发送数据最终到电力物联网平台，到达实时监控的目的，减少安全隐患。
附图说明
18.图1是本实用新型的电路原理框图；
19.图2是前置放大电路的电路原理图；
20.图3是信号传输的流程图；
21.图4是本实用新型的俯视图；
22.图5是本实用新型的仰视图；
23.图6是本实用新型的右视图。
24.图中：1. 锂电池，2. tev传感器模块，3. ae传感器模块，4. 处理器模块，5. lora无线模块，6. 天线，7. 绝缘外壳，8. 电源开关，9. 磁铁，10. 第二安装孔，11. 第一安装孔。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
26.如图1所示的实施例中，一种用于电力设备的局放监测装置，包括处理器模块4、
lora无线模块5、锂电池1、tev传感器模块2、ae传感器模块3和绝缘外壳7，处理器模块4、lora无线模块5、锂电池1均安装在绝缘外壳7的内部，tev传感器模块2和ae传感器模块3安装在绝缘外壳7的底部，lora无线模块5、tev传感器模块2和ae传感器模块3均与处理器模块4电连接，处理器模块4、lora无线模块5、tev传感器模块2和ae传感器模块3均与锂电池1电连接。
27.处理器模块4采用低成本的国产芯片，厂家为芯马，型号为xm1008f6p6，拥有32kbyte flash和8kbyte sram，与普通的stm32芯片相比，拥有更宽的电压输入2~5v；更高的esd性能，4000v；工作温度范围-40℃~105℃。
28.lora无线模块5上安装有天线6，天线6的一端置于绝缘外壳7的外侧，天线6的另一端穿过绝缘外壳7后与lora无线模块5连接。lora无线模块5采用低成本的国产芯片，厂家为成都亿佰特，型号为e22-400m22s，相比较其他lora芯片，该芯片拥有更远的信号传输距离12000米；更低的发射功率22dbm；更小的体积20mm*14mm*3mm。
29.如图4、图5、图6所示，绝缘外壳7上设有电源开关8，锂电池1通过电源开关8分别与处理器模块4、lora无线模块5、tev传感器模块2和ae传感器模块3连接。锂电池1模块采用的18650锂电池1组，每节12000mah电量，可确保装置持续运行2年以上，支持充放电。
30.如图4、图5、图6所示，绝缘外壳7的底部设有若干个第一安装孔11，tev传感器模块2通过第一安装孔11安装在绝缘外壳7的底部，tev传感器模块2通过485总线与处理器模块4连接。tev传感器模块2（瞬态接地电压传感器），厂家为北京圣兰达科技，型号为sl-tev3100，监测强度30pc，工作频段为3~110mhz，通信接口采用485总线，支持modbus协议，与处理器模块4通过485总线相连。tev传感器模块2主要用于探测电气设备局部放电，能够监测设备外壳所产生的对地电压信号。
31.如图4、图5、图6所示，ae传感器模块3包括声发射传感器、前置放大电路和模数转换器，绝缘外壳7的底部设有第二安装孔10，声发射传感器通过第二安装孔10安装在绝缘外壳7的底部，声发射传感器通过前置放大电路和模数转换器连接，模数转换器通过485总线与处理器模块4连接。前置放大电路内设有三个运算放大器，声发射传感器的正极输出端与其中一个运算放大器的输入端连接，声发射传感器的负极输出端与另一个运算放大器的输入端连接，两个运算放大器的输出端与剩下一个运算放大器的输入端连接，剩下一个运算放大器的输出端与模数转换器连接。ae传感器模块3，厂家为日本富士，型号为ae-503s。模块灵敏度为80db，谐振频率为50khz，通信接口采用485总线，支持modbus协议，与处理器模块4通过485总线相连。ae传感器模块3能够监测局部放电产生的超声波。其中，针对前置放大电路做了改进，相比较普通的放大电路，我们在电路中采用了多级运算的形式，利用三个运算放大器对超小信号进行二级放大，电路原理图如图2所示。
32.如图4、图5、图6所示，绝缘外壳7的形状呈矩形，绝缘外壳7的底部四个角上均设有圆形的磁铁9。绝缘外壳7采用abs工程塑料，强度高，绝缘性好，矩形四个角都有一个圆形的磁铁9，可牢固的吸附在电气装置侧面或底面。tev传感器模块2和ae传感器模块3内嵌在装置的下表面。当该监测装置吸附在电气设备金属外壳时，tev传感器模块2和ae传感器模块3能够贴紧电气设备外壳。该监测装置侧面有一个电源开关8，用于开启和关闭该监测装置。同时，该监测装置的侧面有一根天线6，如图3所示，该监测装置通过tev传感器模块2和ae传感器模块3采集电气设备的对地电压信号和超声波振动信号并转换成数字信号，通过485总
线传输信号到处理器模块4，通过处理器模块4将信号封装打包，通过lora无线模块5经天线6发送至网关，最后汇集到电力物联网平台。
33.该监测装置通过绝缘外壳7安装在电力设备上，同时通过lora无线模块5经网关与电力物联网平台连接，而电力设备涵盖各类开关柜、低压柜、环网柜、变压器。该监测装置的目的为通过ae传感器模块3监测电力设备的振动和通过tev传感器模块2监测电力设备的局部放电，该监测装置经lora无线模块5发送数据最终到电力物联网平台，到达实时监控的目的，减少安全隐患。