干式電抗器在線紅外監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種干式電抗器在線紅外監(jiān)測裝置，包括紅外熱像儀、載重云臺、支架以及主控單元，所述載重云臺設(shè)置在支架頂端，所述紅外熱像儀設(shè)置在載重云臺上，載重云臺設(shè)置多個預(yù)置位和監(jiān)測周期，用于實時采集三相電抗器的表面熱紅外圖像數(shù)據(jù)；所述主控單元安裝在支架中部，主控單元通過通訊光纖與控制室的計算機連接。本實用新型具有成像檢測、圖像直觀；高靈敏度、高分辨率；檢測效率高；非接觸檢測，檢測面積大；在線帶電檢測；不受電磁干擾；可實現(xiàn)遠程通訊；24小時實時監(jiān)測等有益效果。
【專利說明】干式電抗器在線紅外監(jiān)測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于一種干式電抗器監(jiān)測裝置，特別是一種通過監(jiān)測干式電抗器的溫度場分布對干式電抗器的進水和受潮現(xiàn)象進行在線監(jiān)測的干式電抗器在線紅外監(jiān)測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]干式電抗器20世紀80年代引入中國，由于其無油、少維護、電感線性度好等突出優(yōu)點而受到電力系統(tǒng)的廣泛歡迎。然而，隨著運行時間的推移，干式電抗器，特別是35Kv及以上電壓等級的干式電抗器的故障率居高不下。到目前為止，許多變電站、換流站都發(fā)生過干式電抗器嚴重燒毀事故，其中不乏超高壓、特高壓變電站以及特高壓換流站，這些事故嚴重影響了變電站和換流站的安全運行，造成了巨大損失。電力系統(tǒng)用戶和生產(chǎn)廠家進行了多次解剖分析，發(fā)現(xiàn)電抗器引線部位存在開裂、包封內(nèi)有受潮現(xiàn)象。因此，普遍認為電抗器故障是電抗器包封進水受潮引起的。針對這一情況，有關(guān)單位采取了加裝防雨帽、改進引線部位等措施，然而這些措施的使用并未能防止干式空心并聯(lián)電抗器事故的發(fā)生。
[0003]電抗器的環(huán)氧樹脂外絕緣屬親水性物質(zhì)，在雨、潮天氣下表面易形成水膜，干式電抗器帶電工作會發(fā)熱將水分蒸發(fā)，致使環(huán)氧樹脂外絕緣老化。當引入線或橫面環(huán)氧因老化而開裂后，會有更多的雨水滲入而加速老化，干式電抗器就會喪失機械強度，不能裹緊導(dǎo)線，當雨水多次滲入后造成匝間短路引起著火燃燒，形成火災(zāi)。而且干式電抗器的受潮、污穢不均也會產(chǎn)生局部干帶并造成電場集中而引發(fā)小電弧，進而破壞局部表面特性，逐步發(fā)展成較穩(wěn)定的放電通道。如材料耐漏電起痕水平低，則絕緣表面出現(xiàn)炭化狀的淺表痕跡，使電場前突畸變，痕跡前端更易形成干區(qū)和火花放電，形成惡性循環(huán)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種利用熱紅外圖像監(jiān)測干式電抗器是否存在進水或受潮的干式電抗器在線紅外監(jiān)測裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種干式電抗器在線紅外監(jiān)測裝置，包括紅外熱像儀、載重云臺、支架以及主控單元，其特點是:所述載重云臺設(shè)置在支架頂端，所述紅外熱像儀設(shè)置在載重云臺上，載重云臺設(shè)置多個預(yù)置位和監(jiān)測周期，用于實時采集三相電抗器的表面熱紅外圖像數(shù)據(jù)；所述主控單元安裝在支架中部，主控單元通過通訊光纖與控制室的計算機連接。
[0007]所述紅外監(jiān)測裝置安裝在線纜溝旁邊，安裝位置能同時監(jiān)測三相電抗器時無遮擋。
[0008]所述紅外熱像儀、載重云臺、主控單元的電源線由控制室接入；載重云臺的監(jiān)測預(yù)置位和監(jiān)測周期由控制室的計算機通過通訊光纖進行控制。
[0009]本實用新型的有益效果是:
[0010]1、成像檢測、圖像直觀:紅外熱像儀是利用紅外探測器和光學成像物鏡接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，成像質(zhì)量非常好，圖像清晰。在計算機的顯示屏可以清楚地看到干式電抗器各點的溫度。
[0011]2、高靈敏度、高分辨率:紅外熱像儀的靈敏度可達0.12°C?0.02°C，可以診斷出設(shè)備熱狀態(tài)微小變化。像素可達76800點，可以監(jiān)測干式電抗器的細節(jié)部位。
[0012]3、檢測效率高:本實用新型將干式電抗器的熱分布狀態(tài)實時顯示在計算機屏幕上，并將熱圖像存儲到計算機上，每秒可儲存和分析數(shù)百萬點的溫度信息。
[0013]4、非接觸檢測，檢測面積大:本實用新型的視場內(nèi)可以監(jiān)測一組干式電抗器，可實行遠距離的檢測。
[0014]5、在線帶電檢測:本實用新型不需要與干式電抗器接觸，在線帶電檢測干式電抗器。
[0015]6、不受電磁干擾:紅外熱像儀工作在3?5μπι和7.5?13μπι波段內(nèi)，與電磁頻譜相差甚遠。因此可在變電站或換流站等強磁場環(huán)境下穩(wěn)定可靠運行。
[0016]7、繪制溫度曲線:利用計算機的圖像處理系統(tǒng)對熱紅外圖像進行分析處理分析，同時把數(shù)據(jù)存儲于磁盤中，繪制溫度曲線，方便對干式電抗器運行狀態(tài)做出分析。
[0017]8、可實現(xiàn)遠程通訊:本實用新型可以配有GPRS遠程通訊系統(tǒng)；可將監(jiān)測數(shù)據(jù)和報警信息發(fā)送至手機終端，及時通知相關(guān)負責人員干式電抗器的運行狀態(tài)。
[0018]9、24小時實時監(jiān)測:本實用新型可以24小時連續(xù)工作，大大降低了工作人員的工作強度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為正常工作的干式電抗器的溫度場分布圖。
[0020]圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本實用新型安裝位置示意圖。
[0022]圖中:1-紅外熱像儀、2-載重云臺、3-支架、4-主控單元、5-通訊光纖、6-控制室計算機。

【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述
[0024]干式電抗器帶電正常工作時，會形成穩(wěn)定的溫度場，當干式電抗器出現(xiàn)進水或受潮時，會因為水分蒸發(fā)帶走熱量，造成局部溫度低于正常溫度，紅外熱像儀是通過熱紅外探測器收集、記錄物體輻射出來的人眼看不到的熱紅外輻射信息，并利用這種熱紅外信息來識別物體的溫度參數(shù)，形成熱紅外圖像，所以熱紅外圖像的每個像素點都能反映出干式電抗器的表面溫度。在20°C環(huán)境溫度下，通過紅外熱像儀采集到正常工作的干式電抗器的溫度場分布情況為:縱向Y軸的溫度與電抗器的高度成正比，橫向X軸的溫度基本相等(圖1)。
[0025]本實用新型包括紅外熱像儀、載重云臺、支架、主控單元和通訊光纖等。支架頂端安裝有紅外熱像儀和載重云臺，載重云臺可設(shè)置多個預(yù)置位和監(jiān)測周期，用于實時采集三相電抗器的表面熱紅外圖像數(shù)據(jù)；支架中部安裝有主控單元，主控單元將采集到的熱紅外圖像數(shù)據(jù)通過通訊光纖傳輸?shù)娇刂剖矣嬎銠C上(圖2);計算機接收到實時熱圖像信息就能分析得到三相電抗器的表面實時溫度、環(huán)境溫度。計算機通過對干式電抗器表面溫度場像素點溫度統(tǒng)計、計算，可得到各像素點溫度期望值，再計算出各像素點溫度值方差，確定各像素點溫度方差是否超過閥值，如果超過閥值，則發(fā)出報警信息，實時在線監(jiān)測電抗器的運行狀態(tài)。
[0026]本實用新型的紅外熱像儀、載重云臺、主控單元的電源線由主控室接入；干式電抗器的監(jiān)測預(yù)置位和監(jiān)測周期是有控制室計算機通過通訊光纖進行控制。
[0027]本實用新型應(yīng)安裝在線纜溝旁邊，并確保安裝位置能同時監(jiān)測三相電抗器時無遮擋(圖3)。
[0028]本實用新型若被監(jiān)測的干式電抗器出現(xiàn)進水或受潮，相關(guān)負責人會立即收到報警信號，在密切關(guān)注這臺電抗器的同時，按相關(guān)故障處理文件規(guī)定通知調(diào)度和上級領(lǐng)導(dǎo)、電抗器廠家，各方共同協(xié)商，制定故障處理方案，在這種情況下制定的處理方案一定是比較完善的。
[0029]本實用新型若被監(jiān)測的干式電抗器出現(xiàn)進水或受潮，存儲的歷史熱紅外圖譜和溫度曲線可以為制定電抗器維修方案提供非常有價值的信息，縮短維修時間，減少附帶損傷。
[0030]本實用新型是智能型全自動設(shè)備，而且自帶GPRS通訊模塊，可以全天候、24小時連續(xù)工作，能夠自動完成一組干式電抗器的監(jiān)測工作，建立多種接入方案，以不同方式完成自動或手動數(shù)據(jù)接入，大大降低了運維人員的工作強度和工作難度。
[0031]本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種干式電抗器在線紅外監(jiān)測裝置，包括紅外熱像儀、載重云臺、支架以及主控單元，其特征在于:所述載重云臺設(shè)置在支架頂端，所述紅外熱像儀設(shè)置在載重云臺上，載重云臺設(shè)置多個預(yù)置位和監(jiān)測周期，用于實時采集三相電抗器的表面熱紅外圖像數(shù)據(jù)；所述主控單元安裝在支架中部，主控單元通過通訊光纖與控制室的計算機連接。
2.如權(quán)利要求1所述的干式電抗器在線紅外監(jiān)測裝置，其特征在于:所述紅外監(jiān)測裝置安裝在線纜溝旁邊，安裝位置能同時監(jiān)測三相電抗器時無遮擋。
3.如權(quán)利要求1所述的干式電抗器在線紅外監(jiān)測裝置，其特征在于:所述紅外熱像儀、載重云臺、主控單元的電源線由控制室接入；載重云臺的監(jiān)測預(yù)置位和監(jiān)測周期由控制室的計算機通過通訊光纖進行控制。
【文檔編號】G01N25/72GK204241402SQ201420796727
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】覃紹先, 林磊, 張興無, 李柏松, 方剛, 杜利輝, 趙維剛 申請人:湖北省超能超高壓電力科技開發(fā)有限公司, 西安欣東源電氣有限公司