[发明专利]基于声表面波技术的变电设备综合状态监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及变电设备综合状态监测系统。 

背景技术

为加强智能电网的建设，保障电网的安全运行，现代化的变电状态监测手段是必不可少的环节，国内外对变电设备在线监测及带电检测技术的探索和研究已有30多年的历史。随着电网建设的加速和市场经济的推进，我国目前成为既是全球变电设备状态在线监测与诊断装置最大的市场，又是生产及推销这类装置最多的国家，而在研究水平上与国外同步甚至在某些方面领先的成果还难于产业化和推广运用。 

现有的变电设备在线监测技术存在的问题主要体现在以下几个方面：(1)虽然在线监测装置在电网内应用越来越多，但由于很多装置在技术上并不十分成熟，其运行稳定性较差，功能也有待完善。实际应用情况表明，一些早期的监测装置存在设计不合理、原理不准确等问题，需要综合考虑新工艺和新技术进行改进和完善，提高其稳定性和准确性，确保传感器等重要部件的自身质量和现场测量中的可靠性，才能提高在线监测的效果。(2)部分电网公司的统计数据表明，集中型在线监测系统不能正常使用的比率高达60％，主要原因是装置存在质量问题如灵敏度不高、元件性能不稳定、抗干扰性能较差、抗外界因素如温度、湿度变化能力不足，存在可靠性问题如测量数据不稳定、信息上传时而断续，起不到动态跟踪设备运行状态的作用，甚至影响电力设备的正常运行维护。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于声表面波技术的变电设备综合状态监测系统，提高在线监测装置可靠性和实用性。 

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：基于声表面波技术的变电设备综合状态监测系统，包括声学传感器及采集器，所述声学传感器安装于电力设备上并实时监测电力设备声表面波的变化数值，所述采集器采集声学传感器监测到的电力设备声表面波变化数值并传递给智能电力通信设备，所述声学传感器包括基于声表面波原理的激发式无源气体传感器，所述激发式无源气体传感器包括声表面波发生装置、声表面波激发装置、探测光束发射装置以及光束强度检测装置，所述声表面波发生装置包括金属靶材和设于金属靶材表面的气体选择性吸附膜，所述声表面波激发装置向声表面波发生装置发射激光并在声表面波发生装置中激发出各种波型，所述探测光束发射装置向声表面波发生装置发射探测光束，所述光束强度检测装置接收探测光束的反射光并检测探测光束的强度. 

优选的，所述金属靶材使用抛光铝材。 

优选的，所述气体选择性吸附膜采用聚苯胺薄膜。 

优选的，所述声表面波激发装置包括激光器、光束分离器以及柱面透镜，激光器激发激光脉冲，激光脉冲通过光束分离器后被柱面透镜聚焦到声表面波发生装置上。 

优选的，所述探测光束发射装置包括半导体激光器，所述半导体激光器激发的探测光束由聚焦透镜聚焦在声表面波发生装置表面。 

优选的，所述光束强度检测装置包括光电倍增管，探测光束的反射光由一个显微透镜聚焦并通过光电倍增管转化为电信号。 

本发明应用声表面波传感器技术，提高在线监测装置可靠性和实用性。 

本发明的有益效果为： 

(1)推动变电站智能状态监测技术进步。 

声表面波技术采用被动工作方式，有效的解决了传统在线监测装置存在的在安全性、可靠性、稳定性等方面存在的问题。 

(2)节约成本。 

基于声表面波技术的无源无线传感器与被监测设备同寿命，具有极高的可靠性和稳定性，大大减少了系统的维护工作量，有利于节约成本。 

(3)提高设备安全运行水平。 

基于声表面波技术的无源无线在线监测装置的应用既保障了在线监测装置的可靠性和稳定性，还有利于实现一些新的更真实反映设备运行状态的特征量的监测，从而更加及时、准确、全面掌握设备状态。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述： 

图1为激发式无源气体传感器的结构原理图； 

图2为激发式无源气体传感器的气体测量光路倾角变化图； 

图3为本发明的原理框图。 

具体实施方式

如图3所示，基于声表面波技术的变电设备综合状态监测系统，包括声学传感器及采集器，所述声学传感器安装于电力设备上并实时监测电力设备声表面波的变化数值，所述采集器采集声学传感器监测到的电力设备声表面波变化数值并传递给智能电力通信设备。