基于振动传感器、ZigBee无线模块的GIS柜在线检测系统，包括：安装于GIS外壳上的多个振动检测模块、数据汇集中心模块、监控电脑，多个振动检测模块通过无线网络连接数据汇集中心模块，数据汇集中心模块连接监控电脑，每一个振动检测模块包括加速度传感器，加速度传感器连接前置放大电路，前置放大电路分别通过三个不同频带的带通滤波电路。每一个带通滤波电路均对应连接一个二级放大电路，二级放大电路连接第一单片机模块。所述数据汇集中心模块包括第二单片机模块，第二单片机模块通过RS-485总线连接监控电脑。本实用新型专利技术在线检测系统，达到提前预警、提前维护、延长GIS使用寿命、防止事故发生的目的。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】基于振动传感器、ZigBee无线模块的GIS柜在线检测系统，包括：安装于GIS外壳上的多个振动检测模块、数据汇集中心模块、监控电脑，多个振动检测模块通过无线网络连接数据汇集中心模块，数据汇集中心模块连接监控电脑，每一个振动检测模块包括加速度传感器，加速度传感器连接前置放大电路，前置放大电路分别通过三个不同频带的带通滤波电路。每一个带通滤波电路均对应连接一个二级放大电路，二级放大电路连接第一单片机模块。所述数据汇集中心模块包括第二单片机模块，第二单片机模块通过RS-485总线连接监控电脑。本技术在线检测系统，达到提前预警、提前维护、延长GIS使用寿命、防止事故发生的目的。【专利说明】基于振动传感器、ZigBee无线模块的GIS柜在线检测系统
本技术一种基于振动传感器、ZigBee无线模块的GIS柜在线检测系统，涉及气体绝缘电气设备检测领域。
技术介绍
气体绝缘电气设备由于具有高的运行可靠性已经越来越广泛的被采纳。随着电网的电压等级不断提高，要求电气设备体积小、运行可靠、便于维护。气体绝缘组合电气因具有这些优点，而深受广大用户的欢迎。为了保证气体绝缘组合电气安全运行，尽可能延长检修周期，研究预测GIS内部潜伏性故障的方法是很有必要。GIS内部潜伏性故障常会伴随振动的发生，主要振动源是:导电杂质，如:金属屑、线、以及毛刺等。这些杂质在高电场作用下会漂浮跳动或发生电晕，从而导致外壳的振动。振动还有机械故障导致振动，如GIS内部螺丝等连接部件松动，开关异常分合等都会导致振动。 现有技术中，检测GIS柜内振动故障的检测方法有: I)、用埋入GIS柜内部的光纤传感器检测电弧光强度； 2)、通过电气量检测来测量GIS柜局部放电； 3)、用化学分析法分析放电引起的气体分解成份。 方法I)是通过光纤传感器检测电弧，可以直接判断电弧发生的位置以及强度，但是这种方法使用非常不方便，需要将检测传感器安装到GIS柜内部。并且光纤传感器价格昂贵，以及无法提前检测潜在故障，往往是在电弧发生同时，才能检测到故障，但为时已晚。该方法只能检测电弧故障。 方法2)是通过电气法来检测局部放电，主要是通过检测GIS内部电流、电压、磁场等电气量来检测，这种方法使用相对方便。可以直接使用电流互感器、电压互感器、磁场传感器来检测。但是由于潜在故障时，电流、电压、磁场变化量非常微小，导致检测不准确，只能检测电气故障。 方法3)是用化学分析法分析放电产生的气体，此方法检测比较灵敏，能够在很微弱的放电情况下就可以检测，能够达到提前预警的能力，但是化学法需要将接受器放置在GIS内部，并且分析方法比较复杂，而且不能判断准确的潜在故障位置，该方法只能检测放电故障。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供一种基于振动传感器、ZigBee无线模块的GIS柜在线检测系统，通过在GIS柜外壳上固定多个振动检测模块，组成一个ZigBee无线传输网络，感应GIS外壳上所产生的振动，各个振动检测模块将振动信息以无线传输方式传送到数据汇集中心模块，数据汇集中心模块将会所有振动检测模块传输到电脑监控中心上。电脑监控中心观察GIS正常振动波形，以及潜在的机械和电气故障导致的振动。从而达到提前预警、提前维护、延长GIS使用寿命、防止事故发生的目的。 本技术采取的技术方案为: 基于振动传感器、ZigBee无线模块的GIS柜在线检测系统，包括:安装于GIS外壳上的多个振动检测模块、数据汇集中心模块、监控电脑，多个振动检测模块通过无线网络连接数据汇集中心模块，数据汇集中心模块连接监控电脑，每一个振动检测模块包括加速度传感器，加速度传感器连接前置放大电路，前置放大电路分别通过三个不同频带的带通滤波电路。2?10KHZ带通滤波电路、5?17KHZ带通滤波电路、0.25^1.5KHZ带通滤波电路，每一个带通滤波电路均对应连接一个二级放大电路，二级放大电路连接第一单片机模块。 所述数据汇集中心模块包括第二单片机模块，第二单片机模块通过RS-485总线连接监控电脑，所述第二单片机模块连接LED指示灯，每一个LED指示灯对应一个振动检测模块。 所述第一单片机模块为Atmegal6单片机，Atmegal6单片机连接第一无线传输模块。所述第二单片机模块为Atmegal28单片机,Atmegal28单片机连接第二无线传输模块。 所述加速度传感器为FUS-40BT/BR振动加速度传感器。 所述第一无线传输模块包括nRF24L01无线收发芯片。所述第二无线传输模块包括nRF24L01无线收发芯片。 所述前置放大电路包括AD620仪表放大器。 每一个带通滤波电路由两个运放0P37A、电阻、电容连接组成，包括一个高通滤波电路和一个低通滤波电路。 每一个二级放大电路由一个运放0P37A、可调电阻、滤波电容连接组成。 所述数据汇集中心模块包括:按键电路、指示灯电路,按键电路由按键B1、按键B2、电阻R1、电阻R2组成，第二单片机模块分别连接电阻Rl —端、电阻R2 —端，电阻Rl另一端、电阻R2另一端接地，电阻Rl —端、电阻R2 —端分别连接按键BI —端、按键B2 —端，按键BI另一端、按键B2另一端连接电源；指示灯电路包括排型LED灯U2，第二单片机模块连接排型LED灯U2 —侧，排型LED灯U2另一侧分别通过电阻R3?Rl2接地。 本技术一种基于振动传感器、ZigBee无线模块的GIS柜在线检测系统，有益效果如下: I)、使用方便，多个振动检测模块可以直接安装在GIS外壳上，不需要改变GIS本身结构。 2 )、检测功能全面，不仅可以检测电气故障，还可以检测机械故障，而且还可以通过振动频率判断故障是有何种原因引起。 3 )、采用多个振动检测模块、一个数据汇集中心模块模式,使各个振动检测模块相互独立，并且振动检测模块与数据汇集中心模块之间采用无线方式通讯连接，杜绝电磁场对信息的干扰；去除了振动信号检测和数据传输之间的耦合关联；提高振动信号检测的准确性和可靠性。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术系统数据传输结构示意图。 图2为本技术系统振动检测模块内部结构示意图。 图3为本技术系统数据汇集中心模块内部结构示意图。 图4为本技术系统振动信号前置放大电路图。 图5为本技术系统振动信号滤波电路图。 图6为本技术系统振动信号二级放大电路图。 图7为本技术系统无线传输电路图。 图8为本技术系统数据汇集中心模块内部电路图。 【具体实施方式】 原理分析: 自由导电粒子为金属杂质时，在GIS柜内电场中运动碰撞外壳所弓I起振动主要频率集中在2kHz?10kHz。自由导电粒子为导线型杂质时，在GIS柜内电场中运动所引起的振动频率主要集中在6kHz?1kHz。由自由导电粒子的运动引起的振动强度可达千分之一个重力加速度甚至千分之几个重力加速度。固定杂质(如GIS中电极表面不平整出现的毛刺、绝缘子中有气穴)的局部放电引起外壳振动频谱范围集中在5kHz?17kHz，区别于自由导电粒子的振动频谱，局部放电主要有I IkHz、16kHz。这种放电产生的电磁波引起的本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于振动传感器、ZigBee无线模块的GIS柜在线检测系统，包括：安装于GIS外壳上的多个振动检测模块、数据汇集中心模块、监控电脑，多个振动检测模块通过无线网络连接数据汇集中心模块，数据汇集中心模块连接监控电脑，其特征在于，每一个振动检测模块包括加速度传感器，加速度传感器连接前置放大电路，前置放大电路分别通过三个不同频带的带通滤波电路：2~10KHZ带通滤波电路、5~17KHZ带通滤波电路、0.25~1.5KHZ带通滤波电路，每一个带通滤波电路均对应连接一个二级放大电路，二级放大电路连接第一单片机模块；所述数据汇集中心模块包括第二单片机模块，第二单片机模块通过RS‑485总线连接监控电脑，所述第二单片机模块连接LED指示灯，每一个LED指示灯对应一个振动检测模块。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：关小芳，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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