[發明專利]一種電力設備直流電流溫度壓力監測裝置

有效

• 申請號: 201310260086.7
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103323056A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 張敬安;黃利軍;饒國輝;張侖山;張子彪;黃浩然;王柏恒;靳瑋瑋;趙冠華;耿戰霞
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01K11/32;G01L1/24;G01R19/25
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本發明屬于特高壓直流輸電領域，具體涉及一種基于光纖光柵技術的電流、溫度和壓力智能監測裝置。

背景技術

電力工業中的設備大多處在強電磁場中，電氣設備產生故障的大部分原因是設備過熱引起的。電氣設備的熱故障主要指裸露接頭由于壓接不良等原因，在大電流作用下，接頭溫度升高，接觸點氧化引起接觸電阻增大，惡性循環造成隱患。此類故障占熱故障的90%以上。從電纜頭或變電設備的過熱到事故的發生，其發展速度比較緩慢、時間較長，通過電纜/設備溫度監測系統完全可以防止、杜絕此類事故的發生。

除了溫度監測以外，在故障初期階段對高壓運行環境中絕緣子泄漏電流和監測點微氣象狀況進行實時監測可以很好的了解電氣設備運行狀況。當現場環境濕度變化、絕緣子表面污穢物過多、絕緣子覆冰、零值絕緣子等因素引起絕緣子泄漏電流增大時，系統能夠及時向線路運行維護部門發出預/報警信息，起到早發現、早預防，把事故排除在萌芽狀態的作用。

另外，在大雪惡劣天氣下，對輸電線路的結冰電力工業主要采用融冰裝置消除，對積雪結冰產生的壓力沒有采取有效的監測措施。由大雪等對輸電線路施加的過量的壓力可能會引發危險事件，因此實時監測電線張力非常重要，特別是對于那些不易監測到的山區電纜電線。

光纖光柵傳感器是一種新型的分布式傳感器，可以傳感多種物理量，但是現在應用于直流輸電電力設備監測上的卻很少。溫度監控目前主要采用紅外線技術，采用手持設備對電氣設備定期巡檢。申請號201020644978.9公開了一種“基于光纖光柵溫度傳感器的電力設備溫度在線監測系統”，利用了光纖光柵溫度傳感器實現了電力設備溫度的在線監測；但在本領域目前為止還沒有發現利用光纖光柵技術實現電力設備電流和壓力的，對電氣設備泄露電流和輸電線路電線張力的監測目前沒有很理想的技術手段；另外，目前國內應用于電力設備電流、溫度和壓力監測的裝置功能單一，一個裝置或一個模塊僅僅只能實現一個參數的測量監測，這就要求檢測系統的裝置種類多，成本高，安裝復雜，運行維護工作量大，對巡檢人員整體素質要求高。

發明內容

本發明的目的是提供一種電力設備直流電流溫度壓力監測裝置，以實現電流、溫度和壓力三種物理量的同時監測。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：一種電力設備直流電流溫度壓力監測裝置，包括數據采集處理單元、數字化輸出單元和光纖光柵傳感單元，所述光纖光柵傳感單元、數據采集處理單元、數字化輸出單元順次連接；所述光纖光柵傳感單元至少包括分別用于采集待測電力設備待測點的溫度、電流和壓力的溫度光纖傳感元、電流光纖傳感元和壓力光纖傳感元。

所述光纖光柵傳感單元采用模塊化和集成化結構，各光纖設置于一集成盒中，所述集成盒內還設有一個用于將各光纖進行分離以避免交叉接觸的固定架。

所述光纖光柵傳感單元中的各光纖傳感元分別對應一根光纖，且各光纖至少包括一個用于檢測對應待測電力設備待測點的傳感元。

所述電流光纖傳感元用于緊貼于所述待測電力設備待測點所設的與電流轉換器連接的壓電陶瓷的表面安裝。

所述壓力光纖傳感元用于貼設于所述待測電力設備待測點所設的金屬板上。

所述溫度光纖傳感元用于安裝于所述待測電力設備待測點表面。

所述數據采集處理單元采用FPGA。

所述數字化輸出單元采用嵌入式POWERPC處理器。

本發明的電力設備直流電流溫度壓力監測裝置利用光纖光柵傳感技術，高度集成電流、溫度和壓力三種傳感元，采集數據經過內部數據采集處理單元的處理，通過數字化輸出單元轉換為IEC61850要求的數據幀格式輸出。該裝置按照智能電網的要求同時監測電流、溫度和壓力三種不同的物理量，對電力電氣設備運行狀況進行監測，為電力設備監測和決策支持提供原始數據，及時識別電力電氣設備告警信息以及設備參數的非正常變化，對電氣設備運行情況做出正確的評估和判斷，給運行管理人員提供輔助決策的可靠依據。

附圖說明

圖1為本發明傳感元結構示意圖；

圖2為本發明電流量處理過程。

具體實施方式

下面結合附圖及具體的實施例對本發明進行進一步介紹。

本發明的一種電力設備直流電流溫度壓力監測裝置包括數據采集處理單元、數字化輸出單元和光纖光柵傳感單元，光纖光柵傳感單元、數據采集處理單元、數字化輸出單元順次連接；光纖光柵傳感單元至少包括分別用于采集待測電力設備待測點的溫度、電流和壓力的溫度光纖傳感元、電流光纖傳感元和壓力光纖傳感元，