一种GIS母线舱舱体运行状态监测系统的制作方法

本发明涉及一种GIS母线舱舱体运行状态监测系统，属于电力传输技术领域。

背景技术：

母线舱是GIS的重要组成部分，多段母线舱通过分段拼接的方式进行安装，并在各段的连接处加装波纹补偿器以补偿设备制造、土建基础、安装等产生的误差，以及运行中温度变化产生的热胀冷缩、基础不均匀沉陷、断路器操作时的瞬间振动、遇到地震力作用等因素造成的母线舱水平位移和垂直位移。环境温度急剧变化情况下，波纹补偿器频繁承受时而拉伸、时而收缩、时而扭曲的变化，容易引起疲劳，致使母线舱上安装的伸缩节不能完全补偿热胀冷缩变化，导致舱体焊缝开裂、气体泄漏、对地放电击穿、母线连接处拔出或顶死等现象，最终造成设备损坏甚至人员伤害。从现有技术的公开文献看，目前人们已认识到该问题的严重性，并开始研究影响母线舱舱体运行状态的因素以及防治方法。研究发现：影响母线舱安全运行的主要因素是母线舱发生了位移形变，其根本原因是温度变化，温度变化主要包括母线舱本身温度变化以及母线舱与地基的温差等。目前公开文献中所涉及的研究多为位移变化对母线舱舱体运行状态的影响、测量方法以及防治方法，而并未对各种自然环境因素对母线舱的运行影响作出综合的监测与评估。

技术实现要素：

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种GIS母线舱舱体运行状态监测系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种GIS母线舱舱体运行状态监测系统，其特征在于，包括：多个采集器、主机和数据处理终端，多个所述采集器分别安装在母线舱的每个监测点上，所述多个采集器通过无线通信与所述主机通信连接，所述主机通过GPRS与所述数据处理终端通信连接；每个所述采集器包括：测温模块、用于测量母线舱三维旋转角度的六轴传感器、用于测量母线舱位移的位移传感器、用于测量光照强度的照度计、第一微处理器和第一无线通信单元，所述测温模块、六轴传感器、位移传感器和照度计的信号输出端与所述微处理器电连接，所述微处理器的信号输出端与所述第一无线通信单元电连接；所述主机包括：第二无线通信单元、用于测量降雨量和降雨强度的雨量计、第二微处理器和GPRS通信单元，所述雨量计的信号输出端与所述第二微处理器电连接，所述第二无线通信单元的输出端与所述第二微处理器电连接，所述第二微处理器的信号输出端与所述GPRS通信单元电连接；所述采集器用于采集母线舱各个监测点的温度信息、旋转角度信息、位移信息、光照强度信息，并通过无线通信传输给所述主机，所述主机用于采集变电站降雨量和降雨强度信息，并将所述降雨量和降雨强度信息与采集器发送的信息打包后通过GPRS传输给所述数据处理终端，所述数据处理终端用于根据接收到的打包信息，进行分析处理和储存。

所述数据处理终端用于评估所述温度信息、降雨量和降雨强度信息、光照强度信息对母线舱舱体运行状态的影响，同时通过母线舱的位移信息、旋转角度信息来评估母线舱目前的运行状态，并通过前述所有历史数据的综合分析，评估预测母线舱的运行状态。

所述测温模块包括分别位于母线舱监测点四象限的4个温度传感器，所述4个温度传感器的信号输出端与所述第一微处理器电连接，用于测量母线舱舱体四象限的温度。

所述主机还包括用于测量环境温度的环境温度传感器，所述环境温度传感器的信号输出端与所述第二微处理器的信号输出端连接，所述主机还用于采集变电站的环境温度信息，并将所述环境温度信息、降雨量和降雨强度信息与采集器发送的信息打包后通过GPRS传输给所述数据处理终端。

所述4个温度传感器和所述环境温度传感器为型号为DS18B20的温度传感器，所述4个温度传感器通过单总线与所述第一微处理电连接。

所述照度计分布在母线舱监测点的向阳侧和背阳测，用于测量所述母线舱向阳侧和背阳测光照强度。

所述第一无线通信单元和所述第二无线通信单元的主芯片型号为SI4463，所述六轴传感器型号为MPU6050，所述第一微处理器和所述第二微处理器的型号为STM32F407VGT6。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明的一种GIS母线舱舱体运行状态监测系统，母线舱每个监测点对应一个采集器，通过采集器采集母线舱监测点的温度信息、旋转角度信息、位移信息和光照强度信息，并通过无线通信传输给所述主机，所述主机采集变电站降雨量和降雨强度信息，并将其和所述采集器传输的信息打包传输给所述数据处理终端，所述数据处理终端用于根据接收到母线舱信息，进行分析处理和储存，不仅可以对GIS母线舱舱体运行状态进行分析评估，即查看所述温度信息、降雨量和降雨强度信息、光照强度信息对母线舱舱体运行状态的影响，同时还可以通过母线舱的位移、旋转角度参数来评估母线舱目前的运行状态，以及前述所有历史数据的综合分析，来预测母线舱的运行状态，从而进行提前检修运维，降低电气设备的损坏等事故的发生；

2、本发明通过检测多种影响母线舱安全运行的因素，并对多种影响因素数据进行综合分析，使母线舱舱体运行状态评估更准确。

附图说明

图1为本发明提出的一种GIS母线舱舱体运行状态监测系统的结构示意图；

图2为本发明的采集器的结构示意图；

图3为本发明的主机的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明提供了一种GIS母线舱舱体运行状态监测系统，包括：多个采集器1、主机2和数据处理终端3，所述多个采集器1通过无线通信方式与主机2通信连接，所述主机2通过GPRS通信与数据处理终端3通信连接，其中，多个所述采集器1分别安装在变电站母线舱的各个监测点上，主机2可以每个变电站设置一个，数据处理终端3可以多个变电站共用一个；如图2所示，每个所述采集器1包括：测温模块11、用于测量母线舱三维旋转角度的六轴传感器12、用于测量母线舱位移的位移传感器13、用于测量光照强度的照度计14、第一微处理器15和无线通信单元16，所述测温模块11、六轴传感器12、位移传感器13和照度计14的信号输出端与所述微处理器15电连接，所述第一微处理器15与所述第一无线通信单元16电连接；所述多个采集器1通过无线通信与所述主机2连接，如图3所示，所述主机2包括第二无线通信单元21、用于测量降雨量和降雨强度的雨量计22、第二微处理器23和GPRS通信单元24，所述雨量计21的信号输出端与所述第二微处理器23电连接，所述无线通信单元21的输出端与所述第二微处理器23电连接，所述第二微处理23器的信号输出端与所述GPRS通信单元24电连接；所述主机2通过GPRS通信单元24与所述数据处理终端3连接；多个采集器1用于分别采集对应的母线舱各个监测点的温度信息、旋转角度信息、位移信息、光照强度信息、，并通过无线通信传输给所述主机2，所述主机2用于采集变电站降雨量和降雨强度信息，并将所述降雨量和降雨强度信息与采集器发送的信息打包后通过GPRS传输给所述数据处理终端3，所述数据处理终端3用于根据接收到的打包信息，进行分析处理和储存。

其中，六轴传感器测量母线舱在三维空间中的旋转角度，通过此来判断母线舱是否发生形变；采用位移传感器来测量母线舱相对地面发生的位移。

具体地，所述数据处理终端3用于评估所述温度信息、降雨量和降雨强度信息、光照强度信息对母线舱舱体运行状态的影响，同时通过母线舱的位移信息、旋转角度信息来评估母线舱目前的运行状态，并通过前述所有历史数据的综合分析，评估预测母线舱的运行状态。具体分析过程可以为：将所述温度信息、降雨量和降雨强度信息、光照强度信息、位移信息、旋转角度信息归一化后在同一个坐标轴上描绘曲线，根据曲线的趋势和绝对差值判断温度、降雨、光照对母线舱运行状态的影响，根据位移和旋转角度的绝对值评估母线舱目前的运行状态，同时可通过按钮显示/隐藏任意信息，灵活对比两个或多个信息的相关性，评估环境对母线舱运行状态的影响，结合历史数据综合分析不同季节、不同光照、降雨等环境下母线舱的位移和旋转角度，评估预测母线舱的运行状态。

具体地，如图2所述，所述测温模块11包括分别位于母线舱监测点四象限的第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器，所述4个温度传感器的信号输出端与所述第一微处理器15电连接，用于测量母线舱舱体四象限的温度。其中，四个温度传感器的具体位置为：将母线舱监测点所在圆周平面分为四个象限，该4个传感器分为安装在母线舱监测点的圆周表面上，并且每个象限安装一个。

具体地，如图3所示，所述主机2还可以包括用于测量环境温度的环境温度传感器25，所述环境温度传感器的信号输出端与所述第二微处理器的信号输出端连接，所述主机还用于采集变电站的环境温度信息，并将所述环境温度信息、降雨量和降雨强度信息与采集器发送的信息打包后通过GPRS传输给所述数据处理终端。

具体地，所述4个温度传感器和所述环境温度传感器25为型号为DS18B20的温度传感器，该芯片采用单总线数字通信，一条总线上可以连接多个温度传感器，所述4个温度传感器通过单总线与所述第一微处理电连接。使本发明的监测系统具有抗干扰能力强、部署方便快捷、占用控制器资源少等优点。

其中，所述照度计的数量可以为2个，分别分布在母线舱监测点的向阳侧和背阳测，用于测量所述母线舱向阳侧和背阳测光照强度。

其中，所述第一无线通信单元16和第二无线通信单元21的主芯片型号可以为SI4463，所述六轴传感器型号为MPU6050，所述第一微处理器和第一微处理器的型号可以为STM32F407VGT6。

本发明的一种GIS母线舱舱体运行状态监测系统，每个母线舱监测点对应一个采集器，通过采集器采集对应的母线舱的温度信息、旋转角度信息、位移信息、光照强度信息，并通过无线通信传输给所述主机，所述主机用于采集变电站降雨量和降雨强度信息以及环境温度信息，并将所述降雨量和降雨强度信息以及环境温度信息与采集器发送的信息打包后通过GPRS传输给所述数据处理终端，进行分析处理和储存，不仅可以对GIS母线舱舱体运行状态进行分析评估，即查看所述温度信息、降雨量和降雨强度信息、光照强度信息对母线舱舱体运行状态的影响，同时还可以通过母线舱的位移、旋转角度参数来评估母线舱目前的运行状态，以及前述所有历史数据的综合分析，来预测母线舱的运行状态，从而进行提前检修运维，降低电气设备损坏等事故的发生。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。