电力系统紫外信号采集与状态监测装置

1.本实用新型主要涉及到电力系统技术领域，特指一种电力系统紫外信号采集与状态监测装置。


背景技术：

2.电力系统是由发电、输电、变电、配电、用电设施以及为保障其正常运行所需的调节控制及继电保护和安全自动装置、计量装置、调度自动化、电力通信等二次设施构成的统一整体。发电是指利用发电设备将一次能源转换为电能的生产过程；输电即电能的传输；变电即为电力系统中，通过变电设备将电压由低等级转变为高等级(升压)或由高等级转变为低等级(降压)的过程；配电是指在电力网中起电能分配作用的网络；用电即通过电器具消耗电能的过程。随着科学技术的进步，人类社会对能源的需求与日俱增。譬如我国高压直流输电技术发展迅速，至2004年底，我国高压直流输电工程累计输送容量达12470mw，输电线路累计长度达2820km，位居世界第一。超特高压直流输电技术具有利用率高、低损耗、远距离和大容量等优势，能将西部地区丰富的能源转换为电能输送到能源需求过大的中东部地区，实现能源的合理分配与利用。因为超特高压直流输电系统具有上述特性，但由于其复杂的系统结构以及其特殊的运行方式，也给我国电网的安全运行及操作带来了各种挑战。
3.在电力系统发电、输电、变电、配电技术中，当系统中绝缘设备的性能下降时，就会产生电晕放电，同时会发出紫外线。早期会造成电能损耗和绝缘设备性能的持续恶化，长期影响发输变电系统的安全性，需要进行实时检测。
4.目前，现有技术中针对系统中的电晕放电检测主要有：人工巡查检测、脉冲电流检测、红外检测、超声电晕检测和紫外检测等方法。由于电晕放电的目标小、信号弱，而且许多输电线路架设在自然条件比较差的户外时，人工巡查检测不仅费时费力，而且检测效果难以满足实际需求；脉冲电流检测不太适合超高电压检测，而且仪器体积较大；红外检测受日光影响大,误检率高且响应速度慢,红外能检出时，往往线路已发热，属于后期检测，难以适应现在发输变电的要求；超声电晕检测在户外难以达到理想的效果。高压电网电晕放电监测比较有效的是紫外线监测。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单、检测性能好、可靠性搞、安全性好的电力系统紫外信号采集与状态监测装置。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种电力系统紫外信号采集与状态监测装置，其包括：
8.若干路紫外传感器，用来通过检测外部环境的紫外信号，将其转换输出为电信号；紫外传感器依次与若干个模数转换模块一一串接；
9.模数转换模块，用于接收紫外传感器的输出信号，模数转换模块将模拟量转换为
数字量差分信号，其输出作为集线器模块的若干个输入端；
10.集线器模块，用于将模数转换模块的输出信号转换为多段平衡差分总线信号，并上传至接口转接模块；
11.接口转接模块，用于将多段平衡差分总线信号上传至上位机，并通过网线将从上位机接收到的数字量总线信号上传至路由模块；
12.路由模块，用来通过网线将数据信号传输至服务器。
13.作为本实用新型的进一步改进：还包括电源适配器，用来分别给紫外传感器和模数转换模块供电。
14.作为本实用新型的进一步改进：所述电源适配器是用来将90-264v电源接入、转换为24v给紫外传感器和模数转换模块供电；所述集线器模块、路由模块均有与其模块配套的其他电源适配器，其它模块均接入220v电源模块。
15.作为本实用新型的进一步改进：还包括电源模块，用来给集线器模块、上位机、路由模块以及服务器供电。
16.作为本实用新型的进一步改进：所述紫外传感器采用型号为uv-arc的紫外探头；其中red引脚为屏蔽线，直接连接地线gnd，用于接地保护传感器不受外界电磁信号干扰；yellow﹢引脚为信号输出正端，连接电源适配器的v﹢引脚；yellow﹣引脚为信号输出负端，连接模数转换模块的i1﹢引脚，将外部的紫外信号转换为电信号，上传至模数转换模块。
17.作为本实用新型的进一步改进：所述模数转换模块的vdc﹢引脚为电源输入正极，与电源适配器v﹢引脚相连接，模块的vdc﹣引脚为电源输入负极，与电源适配器v﹣引脚相连接；模块的rs485-a引脚连接集线器模块对应通道的a 引脚，模块的rs485-b引脚连接集线器模块对应通道的b引脚；模块的i1﹢引脚与传感器模块的yellow﹣引脚相连接，模块的i1﹣引脚与电源适配器的v﹣引脚相连接。
18.作为本实用新型的进一步改进：所述集线器模块为具有前置通信芯片的电路；所述通信芯片的引脚连接电源信号vcc并取电；所述通信芯片的若干通道用来接入若干路紫外传感器与模数转换模块的串接输出，若干路模数转换模块的rs485-a引脚依次接入集线器模块对应通道的a引脚，若干路模数转换模块的rs485-b引脚依次接入集线器模块对应通道的b引脚；所述通信芯片的引脚为集线器模块的信号输出端，与接口转模块相连接。
19.作为本实用新型的进一步改进：所述接口转接模块通过集线器的输出接口由rs232接口转换为usb接口，接口转接模块的usb端与上位机相连接。
20.作为本实用新型的进一步改进：所述路由模块通过rj-45网线连接到上位机的以太网接口，通过路由模块将服务器与上位机相连接，使用rj-45网线连接到服务器的以太网接口。
21.作为本实用新型的进一步改进：所述的若干路紫外传感器模块依次与若干个模数转换模块一一串接，其输出作为集线器模块的若干个输入端，所述集线器模块、接口转换模块、上位机、路由模块和服务器形成依次串接。
22.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
23.1、本实用新型电力系统紫外信号采集与状态监测装置，结构简单、检测性能好、可靠性搞、安全性好，利用若干路紫外传感器通过检测外部环境的紫外信号，将其转换输出为电信号，若干路模数转换模块用于接收若干个紫外传感器的输出信号，模数转换模块将模
拟量转换为数字量差分信号；集线器模块将模数转换模块的输出信号转换为为多段平衡差分总线信号，并上传至接口转接模块，使串口(rs-232)与usb接口之间建立可靠连接，通过接口转接模块将多段平衡差分总线信号上传至上位机，并通过网线将从上位机接收到的数字量总线信号上传至路由模块，并通过网线将数据信号传输至服务器，以便进行状态查询。从而完成电力系统的紫外信号数据采集。
24.2、本实用新型电力系统紫外信号采集与状态监测装置，通过科学合理的电路设计，不仅实现了电力系统的紫外数据采集，并且检测性能好、可靠性及安全性高。
附图说明
25.图1是本实用新型的拓扑结构原理示意图。
26.图2是本实用新型在具体应用实例中紫外传感器的电路原理示意图。
27.图3是本实用新型在具体应用实例中模数转换模块的电路原理示意图。
28.图4是本实用新型在具体应用实例中电源适配器的电路原理示意图。
29.图5是本实用新型在具体应用实例中集线器模块的电路原理示意图。
30.图6是本实用新型在具体应用实例中接口转接模块的电路原理示意图。
31.图7是本实用新型在具体应用实例中路由模块的电路原理示意图。
32.图例说明：
33.1、紫外传感器；2、电源适配器；3、电源模块；4、集线器模块；5、模数转换模块；6、上位机；7、路由模块；8、服务器；9、接口转换模块。
具体实施方式
34.以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
35.如图1所示，本实用新型的电力系统紫外信号采集与状态监测装置，包括：电源适配器2、电源模块3、若干路紫外传感器1、模数转换模块5、集线器模块4、接口转换模块9、路由模块7、服务器8和上位机6；其中：
36.若干路紫外传感器1，用来通过检测外部环境的紫外信号，将其转换输出为电信号；紫外传感器1依次与若干个模数转换模块5一一串接；
37.模数转换模块5，用于接收紫外传感器1的输出信号，模数转换模块5将模拟量转换为数字量信号，其输出作为集线器模块4的若干个输入端；
38.集线器模块4，用于将模数转换模块5的输出信号转换为多段平衡差分总线信号，并上传至接口转接模块9；
39.接口转接模块9，用于将多段平衡差分总线信号上传至上位机6，并通过网线将从上位机6接收到的数字量总线信号上传至路由模块7；
40.路由模块7，用来通过网线将数据信号传输至服务器8，以便进行状态查询，从而完成电力系统的紫外信号数据采集。
41.在具体实施实施例中，集线器模块4、接口转换模块9、上位机6、路由模块7和服务器8形成依次串接；
42.在具体实施实施例中，本实用新型还包括电源适配器2，用来分别给紫外传感器1和模数转换模块5供电。
43.在具体实施实施例中，本实用新型还包括电源模块3，用来给集线器模块4、接口转接模块9、上位机6、路由模块7以及服务器8供电。
44.在具体实施实施例中，根据实际应用的需要，电源适配器2可以采用将常用90-264v电源转换为24v的电源适配器2；电源模块3可选用现有市面上集成电压模块，如明纬电源等。
45.在具体实施实施例中，所述电源适配器2是用来将90-264v电源接入，电源适配器2再给紫外传感器1以及模数转换模块5供电，集线器模块4、路由模块7均有与其模块配套的电源适配器2，其它模块均可接入220v电源模块3；若干个紫外传感器1与若干个模数转换模块5依次串接，形成多路多角度采集功能的装置，再将若干路采集信号接入集线器模块4的若干个通道。
46.在具体实施实施例中，接口转接模块9通过集线器的输出接口由rs232接口转换为usb接口，接口转接模块9的usb端与上位机相连接。
47.如图2所示，为在具体应用实例中紫外传感器1的电路原理示意图。本实例中，紫外传感器1采用型号为uv-arc的紫外探头；模块的red引脚为屏蔽线，直接连接地线gnd，用于接地保护传感器不受外界电磁信号干扰；模块的yellow ﹢引脚为信号输出正端，连接电源适配器2(给紫外传感器1供电)的v﹢引脚；模块的yellow﹣引脚为信号输出负端，连接模数转换模块5的i1﹢引脚，将外部的紫外信号转换为电信号，即模拟量，上传至模数转换模块5。
48.如图3所示，为在具体应用实例中模数转换模块5的电路原理示意图。模数转换模块5采用型号为zs-1c-4-20ma-485-i的转换模块；模块的vdc﹢引脚为电源输入正极，与电源适配器2(给模数转换模块5供电)v﹢引脚相连接，模块的vdc﹣引脚为电源输入负极，与电源适配器2(给模数转换模块5供电) v﹣引脚相连接；模块的rs485-a引脚连接集线器模块4对应通道的a引脚，模块的rs485-b引脚连接集线器模块4对应通道的b引脚；模块的i1﹢引脚与传感器模块的yellow﹣引脚相连接；模块的i1﹣引脚与电源适配器2(给紫外传感器1模块供电)的v﹣引脚相连接。
49.具体应用时，若干路紫外传感器1与若干路模数转换模块5依次对应连接，形成多路多角度采集功能的装置，再将若干路采集信号一一对应接入集线器的若干个通道。
50.如图4所示，为在具体应用实例中电源适配器2的电路原理示意图。电源适配器2采用型号为edr-120-24的适配电源；模块的v﹢为电源适配器2正极输出引脚，给紫外传感器1供电的电源适配器2的v﹢引脚与紫外传感器1的 yellow﹢引脚相连接，给模数转换模块5供电的电源适配器2的v﹢引脚与模数转换模块5的vdc﹢引脚相连接；模块的v﹣为电源适配器2负极输出引脚，给紫外传感器1供电的电源适配器2的v﹣引脚与模数转换模块5的的i1﹣引脚相连接，给模数转换器模块供电的电源适配器2的v﹣引脚与模数转换模块5 的vdc﹣引脚相连接；模块的gnd引脚为接地端，接入地端；l引脚为live wire 端，与电源模块3火线端相连接；n引脚为neutral wire端，与电源模块3零线端相连接。
51.如图5所示，为在具体应用实例中集线器模块4的电路原理示意图。集线器模块4采用由型号为yt-2224u前置的通信芯片构成的电路；通信芯片的53 脚连接电源信号vcc并取电；芯片的24通道可接入24路传感器模块与模数转换模块5的串接输出，若干路模数转换模块5的rs485-a引脚依次接入集线器模块4对应通道的a引脚，若干路模数转换模块5的rs485-b引脚依次接入集线器模块4对应通道的b引脚；50引脚为集线器模块4的信号输出
端，与接口转模块的rs-232引脚相连接。
52.如图6所示，为在具体应用实例中接口转接模块9的电路原理示意图。接口转接模块9采用型号为dam-3233n的转换模块；模块的1-9号引脚为九针 rs-232接口作为信号输入端，与集线器模块4的50号引脚(即rs-232接口) 相连接；模块的usb引脚为信号输出端，与上位机的usb接口相连接。
53.如图7所示，为在具体应用实例中路由模块7的电路原理示意图。路由模块7采用型号为tl-r488gpm-ac的千兆路由模块7。wan/lan引脚使用rj-45 网线连接到上位机6的以太网接口。同时利用路由模块7将服务器8与上位机 6相连接，使用rj-45网线连接到服务器8的以太网接口，以便进行状态查询。
54.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。