[发明专利]一种电力设备直流电流温度压力监测装置

说明书

技术领域

本发明属于特高压直流输电领域，具体涉及一种基于光纤光栅技术的电流、温度和压力智能监测装置。

背景技术

电力工业中的设备大多处在强电磁场中，电气设备产生故障的大部分原因是设备过热引起的。电气设备的热故障主要指裸露接头由于压接不良等原因，在大电流作用下，接头温度升高，接触点氧化引起接触电阻增大，恶性循环造成隐患。此类故障占热故障的90%以上。从电缆头或变电设备的过热到事故的发生，其发展速度比较缓慢、时间较长，通过电缆/设备温度监测系统完全可以防止、杜绝此类事故的发生。

除了温度监测以外，在故障初期阶段对高压运行环境中绝缘子泄漏电流和监测点微气象状况进行实时监测可以很好的了解电气设备运行状况。当现场环境湿度变化、绝缘子表面污秽物过多、绝缘子覆冰、零值绝缘子等因素引起绝缘子泄漏电流增大时，系统能够及时向线路运行维护部门发出预/报警信息，起到早发现、早预防，把事故排除在萌芽状态的作用。

另外，在大雪恶劣天气下，对输电线路的结冰电力工业主要采用融冰装置消除，对积雪结冰产生的压力没有采取有效的监测措施。由大雪等对输电线路施加的过量的压力可能会引发危险事件，因此实时监测电线张力非常重要，特别是对于那些不易监测到的山区电缆电线。

光纤光栅传感器是一种新型的分布式传感器，可以传感多种物理量，但是现在应用于直流输电电力设备监测上的却很少。温度监控目前主要采用红外线技术，采用手持设备对电气设备定期巡检。申请号201020644978.9公开了一种“基于光纤光栅温度传感器的电力设备温度在线监测系统”，利用了光纤光栅温度传感器实现了电力设备温度的在线监测；但在本领域目前为止还没有发现利用光纤光栅技术实现电力设备电流和压力的，对电气设备泄露电流和输电线路电线张力的监测目前没有很理想的技术手段；另外，目前国内应用于电力设备电流、温度和压力监测的装置功能单一，一个装置或一个模块仅仅只能实现一个参数的测量监测，这就要求检测系统的装置种类多，成本高，安装复杂，运行维护工作量大，对巡检人员整体素质要求高。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力设备直流电流温度压力监测装置，以实现电流、温度和压力三种物理量的同时监测。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种电力设备直流电流温度压力监测装置，包括数据采集处理单元、数字化输出单元和光纤光栅传感单元，所述光纤光栅传感单元、数据采集处理单元、数字化输出单元顺次连接；所述光纤光栅传感单元至少包括分别用于采集待测电力设备待测点的温度、电流和压力的温度光纤传感元、电流光纤传感元和压力光纤传感元。

所述光纤光栅传感单元采用模块化和集成化结构，各光纤设置于一集成盒中，所述集成盒内还设有一个用于将各光纤进行分离以避免交叉接触的固定架。

所述光纤光栅传感单元中的各光纤传感元分别对应一根光纤，且各光纤至少包括一个用于检测对应待测电力设备待测点的传感元。

所述电流光纤传感元用于紧贴于所述待测电力设备待测点所设的与电流转换器连接的压电陶瓷的表面安装。

所述压力光纤传感元用于贴设于所述待测电力设备待测点所设的金属板上。

所述温度光纤传感元用于安装于所述待测电力设备待测点表面。

所述数据采集处理单元采用FPGA。

所述数字化输出单元采用嵌入式POWERPC处理器。

本发明的电力设备直流电流温度压力监测装置利用光纤光栅传感技术，高度集成电流、温度和压力三种传感元，采集数据经过内部数据采集处理单元的处理，通过数字化输出单元转换为IEC61850要求的数据帧格式输出。该装置按照智能电网的要求同时监测电流、温度和压力三种不同的物理量，对电力电气设备运行状况进行监测，为电力设备监测和决策支持提供原始数据，及时识别电力电气设备告警信息以及设备参数的非正常变化，对电气设备运行情况做出正确的评估和判断，给运行管理人员提供辅助决策的可靠依据。

附图说明

图1为本发明传感元结构示意图；

图2为本发明电流量处理过程。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

本发明的一种电力设备直流电流温度压力监测装置包括数据采集处理单元、数字化输出单元和光纤光栅传感单元，光纤光栅传感单元、数据采集处理单元、数字化输出单元顺次连接；光纤光栅传感单元至少包括分别用于采集待测电力设备待测点的温度、电流和压力的温度光纤传感元、电流光纤传感元和压力光纤传感元，