本实用新型专利技术公开了电力设备领域内的一种变电站母排振动、噪声和温度测量装置，包括：振动传感器，用以采集母排的振动信号；噪声传感器，用以采集母排的噪声信号；温度传感器，用以采集母排的温度信号；信号处理电路板，用以接收来自振动传感器、噪声传感器和温度传感器采集的信号；电源模块，用于给各传感器和信号处理电路板提供工作电源；高导热氧化铝陶瓷盒，用以容纳振动传感器、噪声传感器、温度传感器、信号处理电路板以及电源模块，并通过环氧树脂进行封装，本实用新型专利技术实现对母排振动、噪声和温度的监测；监测装置体积较小、易于安装，解决了开关柜内部安装空间小不易安装、电磁干扰等问题；通过无线传输，解决了有线传输的布线问题。
【技术实现步骤摘要】
一种变电站母排振动、噪声和温度测量装置
本技术涉及一种变电站母排，特别涉及一种变电站母排测量装置。
技术介绍
变电站投运后，随着负荷的增大，10kV母联过桥铝母排开始出现有规律的振动，并伴有“嚓嚓”的声响，负荷高峰时声响较大。母排若是长时间大幅度振动，会对支持绝缘子造成损坏，使角钢支架松动，还会损伤螺栓和金具，造成母排变形，给安全生产带来严重隐患。产生振动和噪声的原因主要是，当两根平行的同相母排同时通入电流时，每相母线的电流等于两根母排所通过的电流和，并且会在每根母排周围产生磁场，同时因磁场的相互作用而产生电动力。电动力的方向与母排中通过电流的方向有关，电流方向相同时产生吸引力。由于母排正常运行时通过的是正弦交流电，两根母排之间的吸引力是周期变化的，电动力也会周期变化。这样，会使两根母排产生振动，发出噪声。当母线处于低负载时，两根母排之间的作用力较小，母排左右轻微振动。随着母线负载的增加，通过母排的电流增大，电动力增大，振动幅度也增大，噪声同时变大。由于母线运行过程中电流由小到大或由大到小变化，电动力的大小随电流的变化而变化，所以只要母线在运行，母排间的电动力就会长期存在，不会消失。因此对这一问题的处理主要针对振动大和噪声大这两点，特别是要防止母排间的硬碰撞。在10kV变电站上的监测结果为随着用电负荷的增大，母线开始出现有规律的振动，并伴有嚓嚓的声音，负荷增大时声音更加大，现场测量结果如下表。目前市场上常用的处理的方法主要有三种：其一，改变原有母排结构，变双母排为单母排；其二，在10kV母联过桥母排上全部加装热缩材料；其三，只在装有金具的母排处加装热缩材料。目前关于变电站母排振动的监测国内外均未见报道。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种变电站母排振动、噪声和温度测量装置，其集成了单轴加速度传感器、预极化电容传感器、集成温度传感器、电路板和锂电池等，监测装置采用环氧树脂胶灌封的高导热氧化铝陶瓷一体化封装，构成一体化监测装置，实现对母排振动、噪声和温度的监测；监测装置体积较小、易于安装，解决了开关柜内部安装空间小不易安装、电磁干扰等问题；通过GPS/GPRS/5G进行无线传输，解决了有线传输的布线问题。本技术的目的是这样实现的：一种变电站母排振动、噪声和温度测量装置，包括：振动传感器，用以采集母排的振动信号；噪声传感器，用以采集母排的噪声信号；温度传感器，用以采集母排的温度信号；信号处理电路板，用以接收来自振动传感器、噪声传感器和温度传感器采集的信号；电源模块，用于给各传感器和信号处理电路板提供工作电源；高导热氧化铝陶瓷盒，用以容纳振动传感器、噪声传感器、温度传感器、信号处理电路板以及电源模块，并通过环氧树脂进行封装。作为本技术的进一步限定，所述信号处理电路板将高导热氧化铝陶瓷盒隔开形成上容置空间和下容置空间，所述振动传感器、噪声传感器和温度传感器设置在下容置空间内，电源模块设置在上容置空间内，并安装在信号处理电路板顶面。作为本技术的进一步限定，所述信号处理电路板上设置有前置放大器、滤波器、主放大器辅放大器、RC滤波器、微控制器以及通信模块，所述振动传感器的信号输出端与前置放大器的信号输入端电相连，所述前置放大器的信号输出端与滤波器的信号输入端电相连，所述滤波器的信号输出端与主放大器的信号输入端电相连，所述主放大器的信号输出端与微控制器的信号输入端电相连；所述噪声传感器的信号输出端与辅放大器的信号输入端电连接，所述辅放大器的信号输出端与RC滤波器的信号输入端电连接，所述RC滤波器的信号输出端与微控制器的信号输入端电连接，所述温度传感器的信号输出端与微控制器的信号输入端电连接，所述微控制器还与通信模块电连接。作为本技术的进一步限定，所述振动传感器采用单轴加速度传感器PCB352C33；所述噪声传感器采用预极化电容传声器PCB377B02；所述温度传感器采用集成温度传感器DS18B20；所述微控制器采用STM32F407芯片；所述通信模块采用GPS/GPRS/5G通信模块。作为本技术的进一步限定，所述前置放大器由运算放大器A1、耦合电容C1、耦合电容C2、输入电阻R2、输入电阻R3、反馈电阻R4以及平衡电阻R1组成，用以对振动信号输出的电压信号进行前置放大处理；所述滤波器由电阻R5和电容C3组成，用于滤除高频干扰信号；所述主放大器由运算放大器A2、平衡电阻R6和反馈电阻R7组成，对滤波器输出的信号进行放大处理，达到微控制器内置的A/D转换的输入范围；所述辅放大器由运算放大器A3、运算放大器A4、运算放大器A5、耦合电容C4、耦合电容C5、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14组成，对噪声传感器输出的信号进行放大处理，处理后的信号输出到RC滤波器的输入端；所述RC滤波器由电阻R15和电容C6组成，用于滤除高频干扰信号，RC滤波器输出端与微控制器内置的A/D转换器的输入端相连；所述的GPS/GPRS/5G通信模块用于将微控制器处理后的振动信号、噪声信号和温度信号以无线方式传输给上级接受器。作为本技术的进一步限定，所述电源模块包括输电导线、取电线圈、瞬时过电压抑制模块、整流模块、稳压模块以及锂电池，所述输电导线为开关柜中电压为220V、50Hz的输电导线，所述取电线圈为环绕在输电导线上的N匝导线，通过互感获取电能量，获取的电压经过保护模块瞬时电压抑制模块后输入到整流模块，将交流电压转换为直流电压，整流模块输出的直流电压输入到稳压模块进行稳压处理得到相对稳定的直流电压，稳压模块输出的直流电压用于对锂电池进行充电，实现锂电池的连续供电功能。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：本技术采用环氧树脂胶灌封的高导热氧化铝陶瓷一体化封装，采用环氧树脂灌封胶封装，可以提高监测装置的抗电磁干扰能力，保证监测装置电路可靠稳定运行；采用高导热氧化铝陶瓷封装具有高导热、高电气绝缘、高耐压和低吸水率等特性，适用于开关柜母排高电流、强电压的环境，同时氧化铝陶瓷高导热系数保证了母排温度测量数据的准确可靠；监测装置安放时，温度传感器一侧贴近母排，振动传感器考虑母排监测参数要求，选用美国PCB公司生产的单轴、高灵敏度ICP型加速度传感器PCB352C33，该传感器的采样频率为0.3~15kHz，因此是满足对振动信号采集要求的；噪声传感器选用美国PCB公司生产的预极化电容传声器PCB377B02；集成温度传感器采用集成单总线温度传感器DS18B20；信号处理电路板是用来对传感器检测的振动信号、噪声信号和温度信号进行处理电路及锂电池的充电电路；锂电池是用来给电路板和传感器供电，锂电池是通过取电线圈从输电导线中获取的感应电压实现充电，保证了锂电池持续供电。本技术可用于变电站中。附图说明图1为本技术结构示意图。图2为本技术信号处理框图。图3为本技术中锂电池取电原理框图。图4为本技术中传感器调理电路原理图本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变电站母排振动、噪声和温度测量装置，其特征在于，包括：/n振动传感器，用以采集母排的振动信号；/n噪声传感器，用以采集母排的噪声信号；/n温度传感器，用以采集母排的温度信号；/n信号处理电路板，用以接收来自振动传感器、噪声传感器和温度传感器采集的信号；/n电源模块，用于给各传感器和信号处理电路板提供工作电源；/n高导热氧化铝陶瓷盒，用以容纳振动传感器、噪声传感器、温度传感器、信号处理电路板以及电源模块，并通过环氧树脂进行封装。/n
【技术特征摘要】
1.一种变电站母排振动、噪声和温度测量装置，其特征在于，包括：
振动传感器，用以采集母排的振动信号；
噪声传感器，用以采集母排的噪声信号；
温度传感器，用以采集母排的温度信号；
信号处理电路板，用以接收来自振动传感器、噪声传感器和温度传感器采集的信号；
电源模块，用于给各传感器和信号处理电路板提供工作电源；
高导热氧化铝陶瓷盒，用以容纳振动传感器、噪声传感器、温度传感器、信号处理电路板以及电源模块，并通过环氧树脂进行封装。
2.根据权利要求1所述的一种变电站母排振动、噪声和温度测量装置，其特征在于，所述信号处理电路板将高导热氧化铝陶瓷盒隔开形成上容置空间和下容置空间，所述振动传感器、噪声传感器和温度传感器设置在下容置空间内，电源模块设置在上容置空间内，并安装在信号处理电路板顶面。
3.根据权利要求2所述的一种变电站母排振动、噪声和温度测量装置，其特征在于，所述信号处理电路板上设置有前置放大器、滤波器、主放大器辅放大器、RC滤波器、微控制器以及通信模块，所述振动传感器的信号输出端与前置放大器的信号输入端电相连，所述前置放大器的信号输出端与滤波器的信号输入端电相连，所述滤波器的信号输出端与主放大器的信号输入端电相连，所述主放大器的信号输出端与微控制器的信号输入端电相连；所述噪声传感器的信号输出端与辅放大器的信号输入端电连接，所述辅放大器的信号输出端与RC滤波器的信号输入端电连接，所述RC滤波器的信号输出端与微控制器的信号输入端电连接，所述温度传感器的信号输出端与微控制器的信号输入端电连接，所述微控制器还与通信模块电连接。
4.根据权利要求3所述的一种变电站母排振动、噪声和温度测量装置，其特征在于，所述振动传感器采用单轴加速度传感器PCB352C33；所述噪声传感器采用预极化电容传声器PCB377...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨鹏，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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