[發明專利]基于聲表面波技術的變電設備綜合狀態監測系統

在審

• 申請號: 201410677653.3
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN104458903A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 章義軍;金國亮;高久國;丁海華;鄭城;周俊杰;何鋒;何寅
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網浙江省電力公司湖州供電公司;國網浙江安吉縣供電公司
• 主分類號: G01N29/02
• 分類號: G01N29/02
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 秦曉剛

技術領域

本發明涉及變電設備綜合狀態監測系統。?

背景技術

為加強智能電網的建設，保障電網的安全運行，現代化的變電狀態監測手段是必不可少的環節，國內外對變電設備在線監測及帶電檢測技術的探索和研究已有30多年的歷史。隨著電網建設的加速和市場經濟的推進，我國目前成為既是全球變電設備狀態在線監測與診斷裝置最大的市場，又是生產及推銷這類裝置最多的國家，而在研究水平上與國外同步甚至在某些方面領先的成果還難于產業化和推廣運用。?

現有的變電設備在線監測技術存在的問題主要體現在以下幾個方面：(1)雖然在線監測裝置在電網內應用越來越多，但由于很多裝置在技術上并不十分成熟，其運行穩定性較差，功能也有待完善。實際應用情況表明，一些早期的監測裝置存在設計不合理、原理不準確等問題，需要綜合考慮新工藝和新技術進行改進和完善，提高其穩定性和準確性，確保傳感器等重要部件的自身質量和現場測量中的可靠性，才能提高在線監測的效果。(2)部分電網公司的統計數據表明，集中型在線監測系統不能正常使用的比率高達60％，主要原因是裝置存在質量問題如靈敏度不高、元件性能不穩定、抗干擾性能較差、抗外界因素如溫度、濕度變化能力不足，存在可靠性問題如測量數據不穩定、信息上傳時而斷續，起不到動態跟蹤設備運行狀態的作用，甚至影響電力設備的正常運行維護。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是提供一種基于聲表面波技術的變電設備綜合狀態監測系統，提高在線監測裝置可靠性和實用性。?

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：基于聲表面波技術的變電設備綜合狀態監測系統，包括聲學傳感器及采集器，所述聲學傳感器安裝于電力設備上并實時監測電力設備聲表面波的變化數值，所述采集器采集聲學傳感器監測到的電力設備聲表面波變化數值并傳遞給智能電力通信設備，所述聲學傳感器包括基于聲表面波原理的激發式無源氣體傳感器，所述激發式無源氣體傳感器包括聲表面波發生裝置、聲表面波激發裝置、探測光束發射裝置以及光束強度檢測裝置，所述聲表面波發生裝置包括金屬靶材和設于金屬靶材表面的氣體選擇性吸附膜，所述聲表面波激發裝置向聲表面波發生裝置發射激光并在聲表面波發生裝置中激發出各種波型，所述探測光束發射裝置向聲表面波發生裝置發射探測光束，所述光束強度檢測裝置接收探測光束的反射光并檢測探測光束的強度.?

優選的，所述金屬靶材使用拋光鋁材。?

優選的，所述氣體選擇性吸附膜采用聚苯胺薄膜。?

優選的，所述聲表面波激發裝置包括激光器、光束分離器以及柱面透鏡，激光器激發激光脈沖，激光脈沖通過光束分離器后被柱面透鏡聚焦到聲表面波發生裝置上。?

優選的，所述探測光束發射裝置包括半導體激光器，所述半導體激光器激發的探測光束由聚焦透鏡聚焦在聲表面波發生裝置表面。?

優選的，所述光束強度檢測裝置包括光電倍增管，探測光束的反射光由一個顯微透鏡聚焦并通過光電倍增管轉化為電信號。?

本發明應用聲表面波傳感器技術，提高在線監測裝置可靠性和實用性。?

本發明的有益效果為：?

(1)推動變電站智能狀態監測技術進步。?

聲表面波技術采用被動工作方式，有效的解決了傳統在線監測裝置存在的在安全性、可靠性、穩定性等方面存在的問題。?

(2)節約成本。?

基于聲表面波技術的無源無線傳感器與被監測設備同壽命，具有極高的可靠性和穩定性，大大減少了系統的維護工作量，有利于節約成本。?

(3)提高設備安全運行水平。?

基于聲表面波技術的無源無線在線監測裝置的應用既保障了在線監測裝置的可靠性和穩定性，還有利于實現一些新的更真實反映設備運行狀態的特征量的監測，從而更加及時、準確、全面掌握設備狀態。?

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步描述：?

圖1為激發式無源氣體傳感器的結構原理圖；?

圖2為激發式無源氣體傳感器的氣體測量光路傾角變化圖；?

圖3為本發明的原理框圖。?

具體實施方式

如圖3所示，基于聲表面波技術的變電設備綜合狀態監測系統，包括聲學傳感器及采集器，所述聲學傳感器安裝于電力設備上并實時監測電力設備聲表面波的變化數值，所述采集器采集聲學傳感器監測到的電力設備聲表面波變化數值并傳遞給智能電力通信設備。?