基于能谱分析的多路GIS机械状态检测装置及供电系统的制作方法

本实用新型属于GIS机械状态检测领域，尤其涉及一种基于能谱分析的多路GIS机械状态检测装置及供电系统。

背景技术：

随着电网建设规模的不断扩大，电压等级的不断提高，气体绝缘全封闭组合电器(GAS insulated SWITCHGEAR，GIS)以其占地面积小、高可靠性、易维护等优良特性在全国范围内得到大规模应用。GIS在长期运行中，由于其机械连接部件的固有存在，且长期运行在强电磁场环境下，机械故障已渐渐成为导致GIS故障的主要原因。当GIS存在某些机械缺陷时，由于导体中电流产生的交变电动力、互感器铁芯产生的电磁力等会导致的GIS产生机械性运动，破坏原有的机械状态，使得GIS在异常状态下运行。长期处于异常状态运行，会导致连接部件松动，损坏绝缘子和绝缘柱等重要部件。因此针对GIS机械状态进行检测，提前发现并解决机械状态异常是保证GIS可靠运行的重要保障。

针对GIS机械状态开展检测并分析的技术已经有部分研究，但是其分析方法单通道逐一测量分析为主，单通道检测难以全面反应被测设备的特性，故障检测准确度。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于能谱分析的多路GIS机械状态检测装置及供电系统，该种GIS机械状态检测装置的故障检测准确度更高。

为解决上述问题，本实用新型的技术方案为：

一种基于能谱分析的多路GIS机械状态检测装置，包括：

多个信号传感单元，多个所述信号传感单元分别设于所述GIS设备的外壳的不同位置处；

多个信号调整单元，每个所述信号调整单元接收其中一个所述信号传感单元的检测信号，并对所述检测信号进行预处理；

信号采集单元，采集多个所述信号调整单元预处理之后的检测信号，并对所述检测信号进行模数转换，得到数字化的检测信号；

信号处理单元，接收多个所述数字化的检测信号，并对多个所述数字化的检测信号进行能谱计算；

其中，

每个所述信号调整单元同时接收和其电性连接的所述信号传感单元的检测信号；

所述信号传感单元包括振动传感器，用于检测所述GIS设备的外壳振动；

所述信号传感单元还包括无线发射模块，所述信号采集单元包括无线接收模块，所述检测信号经所述无线发射模块发送至所述无线接收模块。

根据本实用新型一实施例，所述无线发射模块以及所述无线接收模块为窄带物联网模块。

根据本实用新型一实施例，所述信号调整单元包括：

滤波器，对所述检测信号进行滤波处理；

整形器，对滤波处理之后的所述检测信号进行整形；

信号放大器，对整形之后的所述检测信号进行放大输出。

根据本实用新型一实施例，所述信号采集单元还包括A/D转换器。

根据本实用新型一实施例，所述振动传感器为压电式振动传感器或光纤振动传感器。

本实用新型还提供了一种供电系统，包括上述的基于能谱分析的多路GIS机械状态检测装置。

本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1)本实用新型一实施例通过在GIS设备的外壳的不同位置处分别设置信号传感单元，多个信号传感单元能够同时检测GIS设备不同位置处的外壳振动，通过对同一时刻多个不同位置处的振动信号的能谱综合分析能够更加准确的分析出GIS机械状态的异常，检测准确度更高。

2)本实用新型一实施例通过在信号传感单元设置无线发射模块，在信号采集单元设置无线接收模块，使得检测信号经无线发射模块发送至无线接收模块，实现了检测信号的无线传输，解决了使用多个连接电缆现场连接不便连接的问题。

3)本实用新型一实施例通过使用窄带物联网模块作为无线发射模块以及无线接收模块，窄带物联网模块具有传输距离远且低功耗的特点，能够方便监控单位对GIS设备进行远程监测。

附图说明

图1为基于能谱分析的多路GIS机械状态检测装置结构示意图。

附图标记说明：

1：GIS设备；2：信号传感单元；3：信号调整单元；4：信号采集单元；5：信号处理单元。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种基于能谱分析的多路GIS机械状态检测装置及供电系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。

参看图1，一种基于能谱分析的多路GIS机械状态检测装置，包括：多个信号传感单元2，多个信号传感单元2分别设于GIS设备1的外壳的不同位置处；多个信号调整单元3，每个信号调整单元3接收其中一个信号传感单元2的检测信号，并对检测信号进行预处理；信号采集单元4，采集多个信号调整单元3预处理之后的检测信号，并对检测信号进行模数转换，得到数字化的检测信号；信号处理单元5，接收多个数字化的检测信号，并对多个数字化的检测信号进行能谱计算；其中，每个信号调整单元3同时接收和其电性连接的信号传感单元2的检测信号；信号传感单元2包括振动传感器，用于检测GIS设备1的外壳振动；信号传感单元2还包括无线发射模块，信号采集单元4包括无线接收模块，检测信号经无线发射模块发送至无线接收模块。

可以理解，GIS设备1由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，其内部的机械状态的变化会导致外壳不同方向或不同位置处的振动，如果仅检测某一位置处的振动或者在不同时刻检测不同位置处的振动则有可能未检测出异常信号，同时也容易受到干扰信号的影响。本实施例通过在GIS设备1的外壳的不同位置处分别设置信号传感单元2，多个信号传感单元2能够同时检测GIS设备1不同位置处的外壳振动，通过对同一时刻多个不同位置处的振动信号的能谱综合分析能够更加准确的分析出GIS设备1的机械状态的异常，实现了对GIS设备1的机械状态多路或多通道的检测，检测准确度更高。

另外，本实施例通过在信号传感单元2设置无线发射模块，在信号采集单元4设置无线接收模块，使得检测信号经无线发射模块发送至无线接收模块，实现了检测信号的无线传输，解决了使用多个连接电缆现场连接不便连接的问题。可以理解为，由于本实用新型中的技术方案需要在GIS设备1的外壳的不同位置处设置多个信号传感单元2，如果使用电缆将每个信号传感单元2和信号调整单元3连接会存在电缆布线的困难，同时一些信号传感单元2的设置位置可能也不方便引出电缆。因此，使用无线传输的方式更加符合现场情况。

当然，信号调整单元3与对应的信号传感单元2通过同轴电缆相连。或者其他实施例中，信号调整单元3与对应的信号传感单元2也可通过双绞线相连，也属于本实用新型的保护范围。

进一步地，无线发射模块以及无线接收模块为窄带物联网模块。可以想象，为了实现对GIS设备1远程且长期的监控，或者对多组不同地点的GIS设备1进行监控，信号需要传输较远的距离，窄带物联网模块具有传输距离远且低功耗的特点，能够方便监控单位对GIS设备1进行远程监测。

具体地，信号调整单元3包括：滤波器，对检测信号进行滤波处理；整形器，对滤波处理之后的检测信号进行整形；信号放大器，对整形之后的检测信号进行放大输出。

可选地，整形器可反相器实现，例如施密特反相器等。当然，整形器也可采用由多个元器件构成的整形电路实现。

具体地，信号采集单元4还包括A/D转换器。

具体地，振动传感器为压电式振动传感器或光纤振动传感器。

实施例2

一种供电系统，包括上述的基于能谱分析的多路GIS机械状态检测装置。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。