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【关键词】单片机;霍尔传感器;金属探测器
1.引言
金属探测器是一种专门用来探测金属的仪器,用于探测地雷,隐蔽的电缆、水管,甚至能够地下探宝,发现埋藏在地下的金属物体。机场和车站的安检。考场防作弊之金属探测等。
金属探测器是采用的线圈的电磁感应原理来进行探测金属的。由电磁感应原理:当金属物体靠近通电线圈平面时,线圈介质条件会发生变化并产生涡流效应。
2.电路总体框图
探测系统以8位单片机AT89S52作为控制核心,其硬件电路分为两个部分,一部分为线圈振荡电路,包括:多谐振荡电路、放大电路和探测线圈;另一部分为控制电路。系统组成框图如图1所示:
3.系统硬件设计
3.1 线圈振荡电路
由555定时器构成的多谐振荡器产生一个频率为24KHz的脉冲信号经过缓冲和放大之后,形成频率稳定度高、功率较大的脉冲信号输入到探测线圈中,通电的线圈周围就会产生磁场,此时,固定在线圈L1中心的霍尔元件UGN3503U就会感应到线圈周围的磁场,并将磁场强度信号线性地转变成电压信号。线圈振荡电路如图2所示:
3.2 数据采集电路
线性霍尔传感器UGN3503U--以电涡流传感器为传感元件,将金属接近传感器的距离转化为电感;金属物体使通电线圈周围磁场发生变化,霍尔元件磁场的变化转变成电压信号。
3.3 放大和峰值检波电路
放大和峰值检波电路:由前置放大电路和峰值检波电路组成。
3.3.1 前置放大电路
霍尔传感器采集到是毫伏级的微弱的电压信号,需用LM324运算放大器进行放大。
LM324特点:输入阻抗高、漂移较小、共模抑制比高,集成运放。具有优良的保持性能和传输性能。
如图3所示:用函数信号发生器模拟霍尔传感器毫伏级信号,C6C7是耦合电容,反馈电位器RP1调节前置放大级的放大倍数。
3.3.2 峰值检波电路组成
由峰值传递电路和缓冲放大电路组成。
通过峰值检波和后级缓冲放大电路,将采集到的微弱信号放大至0V~5V的直流电平,以满足A/D转换器ADC0809所要求的输入电压变换范围,然后通过A/D转换电路将检测到的峰值转化成数字量。放大和峰值检波电路如图3所示:
3.4 A/D转换电路
采集到的连续变化的模拟量经ADC0809完成模数转换。
ADC0809:是8位逐次逼近型A/D转换器,片内有八路模拟开关,可对八路模拟电压量实现分时转换,转换速度为100(即10千次/秒)。当地址锁存允许信号ALE=1时,3位地址信号A、B、C送入地址锁存器,选择8路模拟量中的一路实现A/D变换。金属探测器峰值运行图如图4所示:
如图4所示:地址译码器ABC直接地址为000,选择通道IN0;ADC0809片内有三态输出缓冲器,可直接与单片机的数据总线相连接,这里将它的数据输出口直接与单片机的数据总线P1口相连接,AT89S52的P1口作为数据总线,又作为低8位地址总线。ADC0809的片内没有时钟,时钟信号必须由外部提供,这里利用AT89S52内部的T0定时器提供,T0直接与ADC0809的CLOCK连接,省去了分频电路,充分利用单片机的功能。P2口控制数码管段码.P0口控制位码。P31接蜂鸣器,P30接LED分别负责探测到金属时声光报警。
在工作过程中,由555定时器构成的多谐振荡器产生一个频率为24KHz的脉冲信号经过缓冲和放大之后,形成频率稳定度高、功率较大的脉冲信号输入到探测线圈中,通电的线圈周围就会产生磁场,此时,固定在线圈L1中心的霍尔元件UGN3503U就会感应到线圈周围的磁场,并将磁场强度信号线性地转变成电压信号。
城市轨道交通,即人们通常所俗称的地铁,在全球范围内已迈出了高速前行的脚步。城市轨道交通所具有的快捷便利、节能便宜以及运载量大等有利条件,使得其成为了现代城市中难以或缺的交通运输工具。尤其是在恶劣天气以及路面交通严重堵塞等情况下,城市轨道交通亦能基本不受前述因素的影响,并将乘客准时、准点地送往各个目的地。可以说,城市轨道交通的出现及普及,不仅提升了市民出行的便利程度,更有效连接起了城市的各个区域。
然而,城市轨道交通人流密集、地下空间局促、内部构造复杂、地下与地面间距较长、连接点较少以及通风、排气能力有限等特点,使得其往往更容易引起不法行为人的关注,进而引发各类恶性袭击案件。
全球范围内的地铁袭击事件
全球范围内,不法行为人针对城市轨道交通所发起的袭击,较之于以机场、车站或飞机、车辆等为目标的袭击事件,不仅在数量上更多,且造成的后果往往更为严重。地铁袭击事件中,诸如投毒、纵火、爆炸等已成为不法行为人最为常用的袭击手段。可以说,城市轨道交通一经问世,袭击与安全问题就似乎始终如影随形,且已成为困扰各国的一大棘手难题。
日本东京地铁沙林毒气袭击案
1995年3月20日清晨,东京地铁内挤满了形形的上班族。然而谁也未曾想到,数分钟后所发生的事件,即将成为一场挥之不去的噩梦!7点50分左右,正在行驶中的千代田线A725K列车、丸之内线A777列车、丸之内线B801列车、日比谷线B711T列车以及日比谷线A720S列车内相继出现了极为可怕的情形。在毫无征兆的情形下,车内乘客相继出现了流泪与咳嗽等现象。数分钟后,大量乘客已视线模糊、呼吸困难,并纷纷晕倒。部分中毒较深者则陷入了身体抽搐、意识模糊的境地。突如其来的状况,不仅令将近30个地铁站受到波及,更使得东京轨道交通瞬间陷入瘫痪,日本政府以及国会周边的数条地铁线路亦被迫停运。
事件发生后,日本警方与自卫队紧急介入并开展援救。经日本警方查明,该事件系人为策划的恐怖袭击活动。日本奥姆真理教的教徒使用了一种名为沙林(Sarin)的神经毒气,并用塑料袋包裹后混入地铁之内。随后,犯罪人用打磨后的伞尖戳破了装有沙林毒气的塑料袋,使毒气释放至地铁中,并用以杀伤车厢内的乘客。最终,这一地铁毒气袭击事件共造成了12人死亡,5500余人中毒,另有数十人的视力受到永久性损害。
韩国大邱地铁纵火袭击案
2003年2月18日上午10点左右,工作日的上班高峰时段已经过去。韩国大邱市第1079号地铁车厢内所搭载的,也大部分均为老人与孩子。乘客或翻阅报刊,或闭目休息,但在这安详宁静的背后,却隐藏着一幕即将发生的巨大灾难。当地铁经停位于大邱市中心的中央路车站时,位于第三节车厢内的一名中年男子迅速从携带的黑色提包内取出一只装满易燃物品的绿色瓶罐,并掏出打火机意图点燃。车厢内的其他乘客发现这一情况后,立即上前阻拦。但该名男子不仅挣脱阻拦,还将易燃物散在车厢内并点燃后,即快速逃离了车站。
1079号地铁车厢内起火后,车站内的电力系统亦自动断电。瞬间,车站内漆黑一片,而列车亦因断电而无法打开车门。与此同时,对侧一列正在入站的地铁亦因停电而无法行驶。由于车内缺乏自动灭火装置,凶猛的火势迅速在两列地铁共12节车厢内蔓延开来。处于烈火与浓烟包围之中的乘客犹如一团乱麻,有的拼命撬门或击打门窗,有的则四处寻找得以逃生的出口。
在一片极度恐慌的情形下,许多乘客因窒息或踩踏等导致死亡。凶猛的火势不仅在车站内蔓延,亦顺着地铁的出口与通风管道向街道以及地下商场等扩散。大邱警方与消防部门接到报警后,迅速调集了救援人员与消防车辆前往救援。一时间,众多大邱市民闻讯赶往现场,警方也封锁了通往事发现场的各个出入口,路面交通亦因此而陷入瘫痪。最终,这一地铁纵火袭击事件导致了198人死亡,另有147人不同程度受伤。
英国伦敦地铁爆炸袭击案
2005年7月7日,英国伦敦在同一天内遭遇了一系列地铁炸弹爆炸袭击事件。当天上午8点50分左右,正值上班高峰的伦敦轨道交通内,一列地铁刚驶离国王十字圣潘克拉斯地铁站(King's Cross-St. Pancras)不久,第三节车厢中就发出砰的一声,刹那间车厢内浓烟滚滚,地铁内到处都是极度恐慌、满脸鲜血的乘客。仅仅数分钟之后,在刚驶离埃其维尔路站(Edgware)的伦敦地铁216次列车上,再次响起了一声爆炸巨响。紧接着,伦敦地铁311次列车在驶离国王十字车站后1分钟左右,第三次爆炸声又接踵而至。稍后时分,一个自称为“欧洲基地秘密小组”的组织宣布对伦敦地铁爆炸袭击案负责,并声称该事件是为了报复英国在阿富汗与伊拉克所开展的军事行动。
一系列地铁爆炸事件发生后,英国警方迅速展开了调查。通过对地铁站附近2500个左右监控录像的调取、分析以及技术专家在爆炸现场中的勘查、取证,警方逐渐还原了这一事件的全貌。7月7日当天在伦敦地铁内所发生的爆炸事件均为自杀式袭击所为。袭击者携带爆炸物潜入各地铁站后,在上班高峰时段引爆了自制的过氧化物炸药。最终,这一悲剧造成了袭击者在内的43人遇难,另有上百人因爆炸而受伤。
俄罗斯莫斯科地铁“人弹”袭击案
2010年3月29日早晨7点55分左右,一列满载乘客的地铁缓缓驶入莫斯科卢比扬卡地铁站(Lubyanka),就在车门打开之时,该车第二车厢内突然发生剧烈爆炸。威力甚大的破坏力,瞬间使得爆炸点附近的数名乘客身首异处。该爆炸直接导致列车内15人以及站台上11人死亡,另有10多人受伤。然而,就在第一次爆炸声响起40分钟后,莫斯科 “文化公园”地铁站又传来了一声剧烈的爆炸声,一列驶入站台的地铁列车在开门时发生剧烈爆炸,并当场造成14人死亡。但这一系列悲剧并未结束,数分钟后,“和平大街”地铁站又发生了第三起地铁爆炸事件。
经俄罗斯安全部门证实,这一连环地铁爆炸案系与北高加索分裂分子有关,实施连环爆炸案的为数名女性“人弹”。这些女性自杀式袭击者将爆炸物捆绑在身上后,在人流高峰的莫斯科地铁内引爆了炸弹。初步调查显示,每一枚炸弹的爆炸威力均相当于3公斤的TNT当量。俄罗斯卫生与社会发展部的统计显示,这一地铁袭击案共造成41人死亡,74人不同程度受伤。
安检设备:
地铁安全的保障利器
城市轨道交通系统的复杂性与显著特点,使得如何保障地铁安全已成为了关乎城市轨道交通运营稳妥与否的重中之重。客观而言,地铁进站安检与各类安保设备无疑是保障乘客人身与财产安全的“生命线”。通过各类安保设备的引入与配备,不仅可尽早发现并能够预防恐怖事件、恶性事件的发生,亦可将安全隐患隔断在地铁之外,进而有效保障城市轨道交通的安全运行。
X光检测仪
随着地铁安全问题的备受关注,原本广泛用于机场、火车站的X光检测仪目前已被广泛引入至地铁安检领域。根据各国地铁安检规定,X光检测仪主要用于对乘客所带包裹及行李进行检测,以防其中混有各类危险物品。与医用X光机一样,地铁安检所用的检测仪亦是利用X光射线对于各类物质材料的不同穿透能力以及各类物质对于X光所具有的不同吸收能力,来对被检测对象进行照射,从而无需打开箱袋,即可获得包裹内部的物品图像。
X光辐射的存在,使得不少乘客担心其是否会对人体产生影响,或者是否会对包袋内的食品、饭菜等造成影响。不过,乘客大可不必产生任何不安与担忧。箱包检测所需的图像并不要求达到医学影像所需的分辨率,因此安检X光检测仪的辐射剂量要远远小于医学X光机的剂量。即使是乘客直接进入X光检测仪进行扫描,其通常需要检测100次左右,才能达到一次X光胸透的辐射剂量。
金属探测器
金属探测器在地铁安检中的应用,可以及时检测出乘客及其携带的物品内是否带有各类金属质地的违禁及危险物品。当前,用作地铁安检的金属探测器主要由安检门以及手持式金属探测器所构成。金属探测器所具有的超高灵敏性,使得乘客身上携带的一枚回形针,或者一颗订书钉都可被探测器所发现并锁定。
安检门,又称之为称金属探测门(Metal detection door)。其主要用来检测乘客身上是否隐藏有枪支、管制刀具等金属物品。普通的安检门一般仅可辨别被测者是否携带有金属物品,并向安检人员发出相应报警。部分更为高档的安检门,不仅可以检测出被测人是否携带有金属物品并报警,更可根据金属物品所在的部位进行定位并指示,从而便于安检人员及时发现这一乘客身上所携带的金属物品。
手持式金属探测器作为金属探测器的一种,因其手握使用方式而得名。在地铁安全检查中,手持式金属探测器常用来探测乘客身上所携带的金属物品以及行李、箱包、信件等物体内所夹带的金属、武器或炸药等。此外,手持式金属探测器还可搭配安检门予以共同使用。当安检门报警发现可疑金属物品后,安检人员可随即使用手持式金属探测器,来寻找到乘客身上或物体内藏有金属物品的具置。手持式金属探测器的核心部位,无疑是其长约10厘米的方形探测区域。这一探测器的工作原理,即利用了电磁感应的现象。安检人员手握探测仪器从上至下对乘客人身进行检查的过程中,探测器一旦通过电磁感应探查到金属物品存在后,即会采用声光、振动或耳机等方式进行报警。此外,安检人员还可选择无声方式进行报警,以使被检查者无法感知,进而保障安检人员有足够的时间予以应对可能面临的危险。
爆炸物检测仪
近年来,全球范围内所发生的地铁袭击事件,大多均为爆炸物所致。这一系列悲剧的发生,也从侧面揭示了爆炸物探测对于轨道交通安全的重要性。然而,地铁车站内较为广泛使用的X光检测仪对于刀具、枪支等具有规则形状的危险品检测极为有效,但对于无规则形状的炸药,其检测效果则令人担忧。在此情形下,世界各国相继研发并引入了各类爆炸物检测仪,以确保对于炸药侦测的有效性。
当前,爆炸物检测仪主要基于离子迁移谱与荧光聚合物传感两大技术支持。相形之下,荧光聚合物传感技术则更具灵敏性与选择性,其亦被认为是痕量检测领域最佳的技术之一。荧光聚合物传感技术利用了爆炸物分子等与某些特殊荧光聚合物的荧光淬灭效应。当爆炸物分子与聚合物分子结合后,聚合物原先发射出的荧光即发生瞬间改变,而检测这一荧光强度后,便可得出周围环境中是否存在爆炸物的结论。使用荧光聚合物传感技术的爆炸物检测仪,可有效对TNT炸药、奥克托金、乳化炸药、铵锑炸药、塑性炸药、硝铵炸药等常见炸药挥发出的气体实现痕量探测与识别,其探测效率与灵敏程度远远超出嗅探犬的能力范围。
危险液体探测仪
关键词 烟气;S02采样;测量技术;应用
中图分类号 X8 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2016)172-0222-01
随着我国经济的发展,工业的发展也越来越迅速。与此同时,工业生产产生的固体污染源烟气是造成我国空气质量下降的重要因素。因而为了实现生态平衡,减少酸雨现象,相关企业应该做好烟气中S02的采样以及测量工作。尤其是企业应该不断改进其采样、测量技术,有效提高污染气体防治工作的效率。
1 我国烟气SO2采样测量技术及其问题
1.1 碘量法问题
碘量法是一种人工采样的化学分析法,其优势在于投资成本低、采样方式简单,但是精确度不高。碘量法测量SO2工作中存在的问题包括不重视温控加热采样管、吸收瓶质量不合格、管材质量问题。之所以要进行加热,是因为SO2是一种可溶于水的气体,如果出现冷凝水会造成测量值偏低的现象。尤其是在冬季,更需要不断的进行加热、测量。而吸收瓶主要是工作在负压状态下,因而在使用前,必须检查吸收瓶的密封性。并且一般都是采用多孔玻璃球状的吸收瓶。因为SO2是一种腐蚀性气体,容易造成采样管损伤。且如果采样管接触了任何碱性物质,酸性SO2会与其发生中和反应,导致测量误差。因而要尽量采用不锈钢的材料。
1.2 定电位电解仪器问题
定电位电解仪器具有易携带、易操作的特点,被广泛应用在测量工作中。但是这种仪器的维修费用较高。定电位电解仪器的使用问题包括:容易受水分影响、烟道负压过高、仪器性能下降、杂质影响。首先容易受水分影响主要是因为SO2的水溶性。据数据显示1mL水能溶解40mL的SO2,而且在采样过程还极容易出现冷凝现象。烟道负压过高是固定污染源烟气采样测量中常见的问题。烟道负压过高会降低测量的准确度。由于该测量仪器的重要部件是电化学传感器,随着使用次数的增多,传感器的性能也会随之下降。另外,如果烟气管道内存在其它杂质也会影响测量结果。因而工作人员应该重视采样管路和过滤器的清洁。
2 改进方法
电化学传感器因其便携、易操作的优点被普遍用在 SO2的测量中。但是这种方法存在抽力不足和烟气水结露的问题。本文主要针对的也是这两个主要问题。当在采样温度较高的情况下,在测量前后均需要进行采样管路和过滤装置的清洁,以避免外在因素的干扰。并且还应该尽量降低测量时间。但是在湿式脱硫装置中,如果仍是沿用上述方法是无法到达精确测量的。因此,本文重点研究一种能够解决该问题的辅助装置。
2.1 辅助装置概述
该辅助装置包括采样枪烟道、无碱玻璃丝棉过滤器、高压抽气泵、采样仓、加热温控仪、烟气分析仪。当烟气进入烟道之后,会继续进入无碱玻璃丝棉过滤,经过第一次过滤后再经过高压抽气泵,被系统抽入采样仓。这时其中一部分气体就会被烟气分析仪分析,其它烟气则会被排出。通常烟气分析仪的抽气量在0.5L/min,因而本辅助装置会按照烟气分析仪的三倍抽气量进行抽气。此外,该装置会通过加热装置保证温度在150℃左右。
2.2 加热保温对测量结果的影响
如果烟气中的水蒸气出现结露现象,会直接导致SO2含量的降低,从而影响最终的测量结果。可见,采用对装置加热保温的方法是最有效的。据数据显示在6℃~10℃的情况下测量值会随着测量时间的延长越来越小,而如果添加加热装置之后,测量值变小的曲线幅度会大大减小。可见,加热对于保证测量值的精确性是十分重要的。另外,也可以直接观察到没有辅助装置时,采样管路和烟气分析仪中会出现明显的结露现象,如果时间稍微延长,还会出现滴水现象。总而言之,加热保温是一种能够保证测量精确度的重要措施。
2.3 烟气管道压力对于测量结果的影响
利用测量仪器进行SO2的测量经常会出现抽力不足的现象。尤其是在高负压烟气采样中,更是一个重要的难题。调查显示,当烟气管道的负压在4 000Pa以上时,其测量结果会出现明显的偏差。据有关测量数据显示,当测量装置中缺乏辅助装置时,测量结果会随着测量时间的延长呈逐渐上升趋势,在某个时间点之后,上升速度会逐渐变慢,且在10min内烟气分析仪无法得到稳定的测量值。当添加辅助装置之后,烟气分析仪在3min内就可以得到稳定的测量值。并且随着时间的延长,测量值会逐渐趋于平稳,不再大幅度变化。可见,烟气管道压力对测量结果的影响也非常大。
2.4 结果分析
之所以测量固定污染源中SO2的含量,是为了确定污染源的污染程度。但是由于SO2本身物质性质和化学性质,烟气中SO2的测试分析对于测量装置、外界环境的要求较高。常见的SO2测量方法中存在很多问题,因此,本文才针对某些问题进行详细分析。
若要利用碘量法进行SO2的测定,其最需要注意的是要选用具有丰富工作经验的工作人员。因为这种方法的操作主要是依靠人工。虽然这种方法的投资成本较低,但是其准确度并不高。因而定电位电解仪器才会被广泛应用在SO2的测量中。本文提出的是一种利用辅助装置提高测量精确度的方法,主要是通过控制加热问题以及烟道中负压来实现这一目的,并且据数据显示,采用这种方法是能够保证实验顺利进行,提高准确度的。因而相关工作人员在以后的SO2采样测量中可以借鉴这种方法,并结合实际的运行情况选择合适的辅助装置,这样才能为制定环保措施提供精确、信息的数据参考。除此之外,烟气分析仪的规范使用、维护保养、校准标定也是保证实验结果准确性的关键,工作人员也可以从这些方面出发。
3 结论
综上所述,在我国工业污染严重的形势下,应该做好烟气采样测量的工作。尤其是SO2的采样测量,工作人员可以结合实际的问题,采取科学、合理的措施,提高采样、测量技术,从而保证结果的准确性。
参考文献
[1]李辉.探析烟气二氧化硫排量在线监测系统[J].资源节约与环保,2016(3):94,102.
(江苏省电力公司南京供电公司,江苏 南京 210000)
【摘 要】金属氧化物避雷器是20世纪70年展起来的一种新型避雷器,主要由多个氧化锌电阻片串联而成,并通过一定的连接方式使之固定在绝缘瓷套中。就对金属氧化物避雷器的带电检测诊断进行了简要地探析。
关键词 金属氧化物;避雷器;带电检测;诊断
避雷器作为电网中重要的过电压保护装置,是电力系统安全运行的有力保障。近年来,金属氧化物避雷器(简称“MOA”)以其优越的过电压保护特性而取代了老式的SiC避雷器,在电力系统中得到广泛应用。
1 金属氧化物避雷器带电检测原理
在交流电压下,流过MOA的电流包含阻性电流和容性电流。在正常情况下流过避雷器的主要为容性电流,阻性电流相对较小,仅占很小一部分约为10%~20%,但是,当MOA老化或者阀片受潮后,导致可变电阻阻值下降,阻性电流增大。由于MOA阀片的非线性,阻性电流的变化为非线性,因此MOA运行参数可简化等效为一个可变电阻和一个不变电容的并联电路,如图1所示。
当运行中的MOA受潮或劣化时,等效电容C或电阻R发生变化,从而使得阻性电流IR增大,全电流IX、容性电流IC也将增大,电压电流夹角②将减小,一般情况下这些变化都可以从避雷器的以下电气参数变化反映出来:在运行电压下,全电流阻性分量峰值的绝对值增大;在运行电压下,全电流谐波分量明显增大;运行电压下的有功功率损耗绝对值增大;运行电压下的全电流的绝对值增大,但不一定明显。
可见,当电阻片老化、避雷器受潮、内部绝缘部件受损以及表面严重污秽时,容性电流变化不大,阻性电流大大增加,所以,目前金属氧化物避雷器带电检测的主要手段是带电检测避雷器的阻性电流。
2 金属氧化物避雷器带电检测和诊断的方法
2.1 带电检测的方法
目前MOA带电检测方法主要分为3类:运行中持续电流检测;红外热像检测;高频局部放电检测。但目前并无很好统一的方法来对带电检测数据进行分析判断。
2.1.1 运行中持续电流检测
运行中持续电流检测主要是检测全电流、阻性电流或功率损耗。由于总电流中容性分量比例很大,阻性电流的变化则对电阻片初期老化的反应比较灵敏。采用的带电检测方法主要有电流法、二次电压法等,但目前国内外公认的比较精确、有效的MOA性能检测方法是二次电压法。
现场试验表明二次电压法既能测量阻性电流基波分量,也能测量阻性电流各次谐波成分,对避雷器受潮以及电阻片老化情况均能准确判断,且现场使用方便、操作简单,适应MOA各种运行条件。
2.1.2 红外热像检测
红外热像检测技术主要是利用红外热像仪探测物体发出的红外辐射,并将物体辐射的功率信号转换成电信号,通过成像装置的输出模拟被扫描物体表面温度的空间分布,得到与物体表面热分布相应的热像图。MOA故障主要包括受潮和老化,一般都以电气元件发热为特征,整体温升增大,相间温差也增大,故障相的温度较正常相偏高,一般通过红外热像仪即能检出设备温度变化。
2.1.3 高频局部放电检测
高频局部放电检测技术是指对频率介于3~30MHZ的局部放电信号进行采集、分析、判断的一种检测方法。利用高频钳形电流互感器,直接从避雷器末端抽取放电电流脉冲信号,依据信号的等效时长和等效频率对系统采集到的信号中的各种成分进行分离分类,再将其放电特征与专家库中的放电特征进行比较,能够灵敏的识别设备故障。
2.2 带电诊断的方法
对MOA带电检测结果进行判断时,除了参考《电力设备带电检测技术规范》标准规定外,还可以参考以下方法。
2.2.1 利用阻性电流与全电流比例关系判断
在持续运行电压下其有功功率损耗(阻性电流IR)比较小,阻性电流IR应小于全电流IX的25%。当MOA阀片老化、受潮或受到破坏,其有功损耗必定增加,阻性电流IR在全电流IX中所占比例明显变大。当10%<IR/IX<20%时,一般可判别MOA运行良好;当25%<IR/IX<40%,可增加检测频度、密切关注变化趋势,并做数据跟踪分析;当IR/IX在40%以上时,应退出运行,进一步分析故障原因。
2.2.2 利用电流超前电压角度判断
当运行中的MOA受潮或劣化时,全电流、阻性电流、容性电流都将增大,但阻性电流的增加远大于容性电流增加量,电压电流夹角将减小。因此可以通过(90°-相当于介损角)值判断更有效。大多在81°~86°。按“阻性电流不能超过总电流的25%”要求,不能小于75.5°,因此可按照表1对MOA性能进行评价
实际上,<80°时应当引起注意。评价MOA性能时,应考虑直线排列的三相避雷器,相间干扰产生误差:U相值减小2°,W相值增大2°。
2.2.3 利用谐波数据分析判断
如果阻性电流占全电流的百分比明显增长,其中,基波的增长幅度较大,谐波的增长不明显,一般表现为污秽严重或内部受潮,如果阻性电流谐波的增长较大,基波增长不明显一般变现为老化。
2.2.4 结合红外测温、高频局放进行联合诊断
受潮初期,故障元件自身发热增加;受潮严重后,对于多元件结构的MOA,可引起非故障元件发热超过故障元件发热,表现出局部热特征,引起局部放电效应。老化则表现为整体或多个元件普遍发热的特征,但是,如果各阀片老化程度不同,也可表现为分布电压不均匀和局部发热轻重程度不一的特征。因此利用这些特点就可通过红外测温、高频局部放电来判断设备是否存在缺陷。
3 实例分析
2011年6月,某110kV变电站兆方II线避雷器使用电流法带电检测时,发现U相避雷器全电流、阻性电流、有功功率损耗较V、W相异常增加,且与历次带电检测数据比较均有逐年递增趋势。次日进行了带电诊断试验,试验项目为阻性电流测试、红外测温、高频局放检测。
3.1 阻性电流带电检测
对避雷器阻性电流复测时,分别使用电流法及二次电压法。电流法测试及历次测试数据如表2所示(使用AI-6 103型仪器)。
横向分析表2可知,投运后至2009年6月,U、V、W三相的全电流、阻性电流、有功功率损耗数据均比较接近,相差不大。2010年10月后,U相与V、W对应数据比较,相差较大。纵向比较表2可知,U相自2010年10月,全电流、阻性电流、有功功率损耗均有所增加,尤其是2011年6月的测试数据与上次测试相比,增加较为明显。
3.2 红外诊断
发现带电检测数据异常后,为了更好地判断该组MOA的绝缘状况,对该组三相MOA进行了红外热成像检测,红外热像图及温度曲线如图3、图4所示。
从图3、4中可以看出U相整体红外成像颜色比V、W相略显发亮;V、W相MOA上下节的温度场分布基本均匀,而U相上下部温度分布极不均匀;通过温度线性图可以直观看出U相温度较V、W相高,同位置的最大温差达到2℃。线温分析表明V、W相避雷器上下部温场分布均匀。而U相上半部出现了明显的区域性温度升高,下半部温度呈现下降趋势,说明该避雷器部分阀片非线性特性出现变化,电位分布不均衡,阻性电流和功率输出不均导致散热不均所致。
3.3 高频局部放电测试
高频局部放电测试三相均检测到放电信号,但V、W相信号与U相信号类似,且V、W相信号相位一样,极性与U相相反,判断V、W两相的信号为U相的地线耦合产生,信号来自U相。
3.4 解体分析
解体检查缺陷部位照片,并与分析验证,判断该避雷器的阀片出现了劣化,立即将其退出了运行,从而避免了一起恶性事故的发生。这是一次应用带电检测技术判断金属氧化物避雷器运行状态的成功案例。
4 结语
通过对金属氧化物避雷器带电检测的原理、带电检测和诊断的方法的介绍,带电检测诊断方法能够有效判断金属氧化物避雷器运行中的缺陷,从而对出现的问题进行及时的改善,保障电网系统运行的安全。
参考文献
[1]杨殿成.金属氧化物避雷器带电测试干扰分析[J].高压电器,2009,5.
1、行李安检。
托运行李、非托运行李必须经过安全检查仪器检查。发现可疑物品,须开箱(包)检查。?02取出包里的电脑、平板、充电宝,单独放在安检托盘里,过 X 射线安检仪。?03取出液体单独封袋(如果有)接受开瓶检查。国内机场禁止随身携带液态物品,少量旅行自用的化妆品,容器容积不得超过100毫升。
2、人身安检。
安检时把外衣单独放在安检托盘里,把身上金属制品(钥匙、手表、手机)放在安检托盘里。安检人员引导旅客逐个通过安全门,再使用手持金属探测器进行人工复查。有些机场,旅客需要脱鞋过安检门,鞋单独通过 X 射线安检仪检查,也有专门扫描鞋的X 射线安检仪。
(来源:文章屋网 )
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