一种变电构架在线监测方法及系统与流程

[0001]
本发明属于电力工程技术领域，具体涉及一种变电构架在线监测方法及系统。


背景技术：

[0002]
由于电力工程迅速发展，电气接线形式与设备要求紧凑布置，故变电构架作为配电装置场地的重要构筑物备受关注，变电站的构架一般为钢结构,有门型和π型等，用于悬挂导体、支撑导体或开关设备及其他电气设备；其安全可靠性直接影响输变电设备的工作性能以及变电站和整个电力系统的正常运行。
[0003]
在变电构架的设计、制作、运输和安装过程中，以及环境灾害的侵蚀、材料老化和人为破坏等将不可避免地导致结构的损伤累计，从而使得对变电站运行造成安全隐患。变电构架的横梁作为重要的称重结构，由于其处于横向设置，相比于变电构架的其他结构部位更加容易产生损伤和破坏，产生破损，长期不进行修复就会影响变电构架的稳定性；目前在破损的检测主要为人工检查后对局部进行细查，例如射线检测、超声检测、电磁检测等，这些方法的不足包括对受限于检测物体的形状、需要供电检测、故现有监测方式具有较大的局限性。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种变电构架在线监测方法及系统，以解决上述技术问题。
[0005]
第一方面，本发明提供一种变电构架在线监测方法，包括：
[0006]
通过检测变电构架的横梁的应力值确定容易产生破损的目标区域；
[0007]
触发与所述目标区域最近且大于位于所述目标区域以外的两个声发射探头；
[0008]
根据接收的声发射信号确定横杆发生破损的具体位置；
[0009]
分析所述声发射信号，判断破损影响程度；
[0010]
根据破损影响程度生产不同级别的报警信息。
[0011]
进一步的，所述方根据接收的声发射信号确定横杆发生破损的具体位置，包括：
[0012]
获取声发射源到达两个声发射探头的时间差，根据时间差和声波传播速度以及两个声发射探头之间的总距离可得出声发射源与较近声发射探头的监测距离，计算公式为：监测距离＝1/2(总距离-时间差*传播速度)。
[0013]
第二方面，本发明提供一种变电构架在线监测系统，包括：
[0014]
光纤应力传感器,用于在线监测的变电构架的横梁应力值，从而找到受力较大的目标区域；
[0015]
声发射无损监测装置，用于通过声发射的特性监测变电构架上目标区域是否有破损；
[0016]
监控中心，用于综合处理监测数据并远程发送控制信号，所述光纤应力传感器声和发射无损监测装置均通信连接所述监控中心。
[0017]
进一步的，所述声发射无损监测装置包括：声发射传感器、信号放大器以及声发射采集器，声发射传感器与信号放大器连接，所述信号放大器与声发射采集器连接；所述声发射传感器设置有多个声发射探头，多个所述的声发射探头等距设置在变电架构横梁上。
[0018]
进一步的，所述系统还包括：下沉监测装置，用于监测变电构架下沉的距离；下沉监测装置包括设置在变电构架各个支架上的位移传感器；所述下沉监测装置与所述监控中心通信连接。
[0019]
进一步的，所述系统还包括实时画面监测装置，所述实时画面监测装置与所述监控中心通信连接，所述实时画面监测装置包括：
[0020]
图像采集单元，用于获取所述变电构架的图像信息；
[0021]
故障判别单元，用于基于所述图像信息及初始图像模型的图像差，获取特征值，根据预设的特征模型识别特征值。
[0022]
进一步的，所述系统还包括：
[0023]
报警执行装置，用于根据所述监控系统下达的监测结果执行声光报警；所述报警执行装置与所述监控中心通信连接。
[0024]
本发明的有益效果在于，
[0025]
本发明提供的一种变电构架在线监测方法及系统，通过判断变电构架横梁的应力确定破损检测的目标区域，从而进行目标区域定位破损的具体位置，提高破损检测的精准度；并监测构架的下沉位移，同时提供多方面拓展功能的图像监控，方便用于根据图像进行驱鸟、倾斜监测等其他明显的故障监测，提高了本系统的可用性。
[0026]
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
附图说明
[0027]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]
图1是本发明一个实施例的声发射的破损定位示意图。
[0029]
图2是本发明一个实施例的方法的流程框图。
具体实施方式
[0030]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0031]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0032]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0033]
实施例1
[0034]
如图2所示，本实施例提供一种变电构架在线监测方法，包括：
[0035]
步骤110，通过检测变电构架的横梁的应力值确定容易产生破损的目标区域；
[0036]
步骤120，触发与所述目标区域最近且大于位于所述目标区域以外的两个声发射探头；
[0037]
步骤130，根据接收的声发射信号确定横杆发生破损的具体位置；
[0038]
步骤140，分析所述声发射信号，判断破损影响程度；
[0039]
步骤150，根据破损影响程度生产不同级别的报警信息。
[0040]
具体的，所述方法包括如下步骤：
[0041]
s1、通过检测变电构架的横梁的应力值确定容易产生破损的目标区域；在检测之前先进行目标区域的筛选，针对承重力较差的区域进行重点排查，提高监测效率；
[0042]
s2、锁定目标区域后，触发与所述目标区域最近且大于位于所述目标区域以外的两个声发射探头；如图1所示，为目标区域，目标区域两端最近的两个声发射探头a和b；声发射技术作为非破坏检测技术之一，器其优势在于：声发射检测的是材料内的情况，而非表面情况；
[0043]
s3、根据接收的声发射信号确定横杆发生破损的具体位置；根据声发射的特性，所述破损故障点为发射源c，获取声发射源c到达两个声发射探头的时间差δt，根据时间差δt和声波传播速度v以及两个声发射探头a、b之间的总距离s可得出声发射源与较近声发射探头a的监测距离d，计算公式为：d＝1/2(s-δt*v)；得到的监测距离d即为发射源c与a的距离，从而定位破损故障点的具体位置；
[0044]
s4、分析所述声发射信号，根据所述声发射信号判断破损影响程度；并根据破损影响程度生产不同级别的报警信息。
[0045]
声发射的监测原理是由外部条件(力、热、电、磁等)的作用而使物体产生并发射信号，从而判断材料内部状态或者缺陷性质的信息。
[0046]
本实施例通过判断变电构架横梁的应力确定破损检测的目标区域，采用时差定位方法，进行目标区域定位破损的具体位置，提高破损检测的精准度，实现变电架构的被动的动态监测。
[0047]
实施例2
[0048]
本发明提供一种变电构架在线监测系统，包括：
[0049]
光纤应力传感器,用于在线监测的变电构架的横梁应力值，从而找到受力较大的目标区域；
[0050]
声发射无损监测装置，用于通过声发射的特性监测变电构架上目标区域是否有破损；
[0051]
下沉监测装置，用于监测变电构架下沉的距离；下沉监测装置包括设置在变电构架各个支架上的位移传感器；
[0052]
报警执行装置，用于根据所述监控系统下达的监测结果执行声光报警；
[0053]
监控中心，用于综合处理监测数据并远程发送控制信号，所述光纤应力传感器声、发射无损监测装置、下沉监测装置和报警执行装置均通信连接所述监控中心。
[0054]
所述声发射无损监测装置包括：声发射传感器、信号放大器以及声发射采集器，声发射传感器与信号放大器连接，所述信号放大器与声发射采集器连接；所述声发射传感器设置有多个声发射探头，多个所述的声发射探头等距设置在变电架构横梁上。声发射信号为高频信号，一般都在几十赫兹以上，声发射采集器科采用amsy-6声发射采集分析仪。
[0055]
本实施例通过判断变电构架横梁的应力确定破损检测的目标区域，从而进行目标区域定位破损的具体位置，提高破损检测的精准度；并监测构架的下沉位移，判断变电构架下沉情况，进一步保证变电构架的稳定性。
[0056]
实施例3
[0057]
本实施例提供一种变电构架在线监测系统，本实施例在实施例2的基础上增加了实时画面监测装置，所述实时画面监测装置包括：
[0058]
图像采集单元，用于获取所述变电构架的图像信息；
[0059]
故障判别单元，用于基于所述图像信息及初始图像模型的图像差，获取特征值，根据预设的特征模型识别特征值；
[0060]
本实施例根据图像识别可进行鸟类闯入判断、以及构架倾斜监测等其他明显的故障监测，相当于提供了一个可扩展接口，用于根据需求实现更多的功能，提高了本系统的可用性。
[0061]
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。