CN106771656B - 一种基于gis的变电站电磁辐射监测装置 - Google Patents

一种基于gis的变电站电磁辐射监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于GIS的变电站电磁辐射监测装置，包括设置在基座上的变压器、所述变压器周边设置的钢架平台以及所述钢架平台上升降设置的屏蔽装置，所述钢架平台上围绕所述变压器设置一圈升降槽，所述升降槽下方设置与所述升降槽形状相配合的底部框架，所述底部框架上设置电磁屏蔽机构和噪声屏蔽机构，所述底部框架上设置升降机构。本发明通过升降包围式的屏蔽装置实现对变压器的噪声及辐射屏蔽吸收，使用灵活方便，不会对变压器的上方线路以及工作人员在钢架平台上的工作造成影响，结构简单，不需要复杂且昂贵的设备，易于推广，可以有效减少变电站工作人员以及周边居民的受到的环境影响。

Description

一种基于GIS的变电站电磁辐射监测装置
技术领域
本发明涉及变电站电磁辐射和噪声抑制技术领域，具体涉及一种基于GIS的变电站电磁辐射监测装置。
背景技术
变电站电磁辐射以及噪声的来源很大一部分是变压器造成的，变电站内变压器是电网***的主要噪声源，为了降低变压器噪声排放，避免变电站对周边居民的声污染，电网企业投资大量资金来进行治理，但目前国内针对变压器噪声的治理措施单一，投资巨大，并且降噪设施建成后对变压器的日常运行维护存在有诸多不便，因此并没有在变电站内推广开来。
申请号为201610005517.9的发明公开了一种箱式变电站箱体。该箱式变电站箱体包括：泡沫铝底座；泡沫铝箱体，设置在泡沫铝底座上；金属板外壳，设置于泡沫铝箱体的外部；以及金属板顶部，设置于泡沫铝箱体的上部，其中，泡沫铝底座、泡沫铝箱体和金属板顶部之间具有腔室。通过该发明，提高了箱式变电站箱体结构对电磁辐射和电磁、机械噪声的屏蔽效果。但是该发明只能针对箱式的小型变压器使用，而无法对室外的大型变压器降噪防磁，存在使用局限性较大的问题。
申请号为201610129814.4的发明公开了一种城市变压器噪声控制***，包括设置在下方的隔声屏障和设置在上方的复合屏障；隔声屏障包括多层中间设置有间隔的V形通风通道；复合屏障包括吸声消磁层和镶嵌在吸声消磁层内壁上的有源控制***；有源控制***包括控制器，以及均与控制器相连的多个级传声器、次级声源和误差传声器。该发明对中高频、中低频均有很好的降噪性能，且同时实现很好的通风性，解决传统通风与隔声之间的矛盾问题，另外，解决了电磁辐射问题。该发明也是适用于城市内的小型变压器，且使用起来对变压器的维护、检修都非常不方便。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种基于GIS的变电站电磁辐射监测装置，通过升降包围式的屏蔽装置实现对变压器的噪声及辐射屏蔽吸收，使用灵活方便，不会对变压器的上方线路以及工作人员在钢架平台上的工作造成影响。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于GIS的变电站电磁辐射监测装置，包括设置在基座上的变压器、所述变压器周边设置的钢架平台以及所述钢架平台上升降设置的屏蔽装置，所述钢架平台上围绕所述变压器设置一圈升降槽，所述升降槽下方设置与所述升降槽形状相配合的底部框架，所述屏蔽装置包括设置在底部框架的电磁屏蔽机构和噪声屏蔽机构，所述底部框架上设置升降机构，所述变压器外表面和所述竖向支架的外侧设置电磁辐射监测仪、噪声监测仪，所述电磁辐射监测仪和噪声监测仪通过通信单元与控制中心连接，所述变压器外表面设置压电悬臂梁，所述压电悬臂梁顶端设置配重块，所述压电悬臂梁通过整流器与蓄电池连接，所述蓄电池通过DC/DC电源模块与所述电磁辐射监测仪、噪声监测仪、通信单元连接，所述变压器上设有导管，所述钢架平台上设有支柱，所述支柱上设有与导管密封连接的挡板，所述底部框架为组合式，包括若干段横杆组成，所述电磁屏蔽机构包括所述横杆两端上垂直设置的竖向支架，同一段所述横杆上的所述竖向支架之间设置铁板，所述竖向支架之间设有隔磁密封机构。
进一步的，所述升降机构包括对应每一段所述横杆设置的液压升降柱。
进一步的，所述隔磁密封机构包括设置在竖向支架的凹槽和设置在凹槽内的橡胶软管，所述橡胶软管外涂覆有隔磁材料，所述橡胶软管一端密封另一端连接气泵。
所述橡胶软管上设置气压传感器，所述气压传感器与气泵连接。
进一步的，所述噪声屏蔽机构包括所述铁板上设置的基板，所述基板上对应所述变压器设置消音孔以及与所述消音孔连通的消音腔体，所述消音腔体的竖截面宽度随着深度的加深逐渐加大。
进一步的，所述竖向支架顶端设置与所述升降槽结构相配合的盖板。
进一步的，所述隔磁材料采用锌。
进一步的，所述挡板与支柱铰接，所述盖板与支柱之间设有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆连接有控制器，控制器与光敏传感器。
所述通信单元采用GPRS无线通讯模块，控制中心采用工控机，所述工控机与显示设备连接，所述显示设备采用壁挂式公示显示屏，所述显示设备上设置与所述工控机相连接的声音报警器，GIS***模块内设置报警模块，变压器电磁监控信息通过无线通讯模块将故障信息传输给工控机，工作人员通过地理信息***(GIS***模块)查询故障变压器位置。
进一步的，所述隔磁材料其由下述质量组份组成：氧化铁粉：30-40份、滑石粉：10-15份、氯丁橡胶：22-28份、乌烟粉10-20份。
本发明提供了一种基于GIS的变电站电磁辐射监测装置，室外的变压器通常是设置在基座上，且基座周围为沙地，沙地的上方铺设钢架平台，本发明中的屏蔽装置便是依靠钢架平台设置的可升降隐蔽式装置，在变压器的日常运行中，屏蔽装置升出钢架平台，对变压器进行电磁辐射和噪声屏蔽，在需要对变压器检修维护时，则降下屏蔽装置，不会对钢架平台上的空间造成影响，方便工作人员的检修维护工作。屏蔽装置通过升降机构在升降槽内升起或落下，为了保证屏蔽的效果，需要对屏蔽装置设计成三百六十度无死角包围变压器的结构，因此屏蔽装置包括形状契合升降槽的底部框架，在底部框架上安装能够通过升降槽的电磁屏蔽机构和噪声屏蔽机构来对变压器的噪声和电磁辐射进行屏蔽和吸收。
底部框架不设置为一个整体，而是通过若干段横杆组成，每一段横杠两端设置竖向支架，同一段横杆的竖向支架之间设置铁板，这样屏蔽装置仍为一个整体，能够对变压器进行包围，但是因为分段设置，每段横杆可以分别升降，这样在使用时能够根据情况对每段横杆进行升降操作，需要对变压器检修维护时也不需要将整个屏蔽装置降至钢架平台下方，操作起来更加灵活。噪声屏蔽机构是设置在铁板上的基板上设置消音腔体来实现，基板可以采用泡沫板，质量较轻，其对应变压器的一侧设置吸收噪声的消声孔和与消音孔相连接的消音腔体，声波从变压器位置向四周传递时，一部分会直接进入消音腔体，经过腔体内的反射，将大部分噪声消耗掉，而基板围成的整体结构也将大部分噪声锁死在变压器周边的环境内，经过多次反射消除噪声或反射进入消音腔体内消除噪声，消音腔体的结构是内部宽、开口窄，优选为圆台形的结构，圆台形的顶端便是消音孔，声波从消音孔进入后因为消音孔的窄小，很难出去，便在消音腔体内反射消除声波的能量，实现降噪。因为钢架平台上设置的有与屏蔽装置相配合的升降槽，在屏蔽装置降下后，升降槽会对工作人员的行动造成影响，而盖板设置在竖向支架的顶端，屏蔽装置降下后，盖板对升降槽进行覆盖，使得钢架平台上表面平整。
变压器外表面和铁板的外侧设置电磁辐射监测仪、噪声监测仪，这样对电磁辐射和噪声监测的结构可以有一个很好的对比效果，通过对变压器表面的辐射和噪声与屏蔽装置外侧的辐射和噪声进行对比，可以监测到屏蔽装置对电磁以及辐射的屏蔽效果，并在屏蔽装置出现问题时能够及时发现，快速检修。电磁辐射监测仪和噪声监测仪的供电可以依靠变压器表面的振动能量转换来实现，变压器外表面设置的压电悬臂梁在变压器的振动情况下，会发生扭曲以及振动，从而将机械能转换为电能，再通过整流器对产生的电流整流，最后将电能存储至蓄电池内，蓄电池通过DC/DC电源模块对所述电磁辐射监测仪、噪声监测仪、通信单元进行供电。
本发明的屏蔽装置对变压器形成了包围，会造成通风散热问题，在夏季时影响较大，因此钢架平台下方设置进风管道，通过进风管道跳过屏蔽装置，使得外界空气直接进入屏蔽装置内侧，对变压器进行降温。若空气的流动速度过小，则可以通过进风管道内的换气风机加压，加快外界风力的进入，加快降温效果。
本发明通过升降包围式的屏蔽装置实现对变压器的噪声及辐射屏蔽吸收，使用灵活方便，不会对变压器的上方线路以及工作人员在钢架平台上的工作造成影响，结构简单，不需要复杂且昂贵的设备，易于推广，可以有效减少变电站工作人员以及周边居民的受到的环境影响。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步描述：
图1是本发明的结构图；
图2是本发明的没有安装盖板的俯视结构示意图；
图3是本发明的隔音机构结构示意图；
图4是本发明的横杆与竖向支架连接结构示意图；
图5是本发明盖板和液压升降柱的结构示意图；
图6是本发明监控机构的结构示意图；
图7是本发明监控机构模块连接示意图。
具体实施方式
下面结合图1至图7对本发明技术方案进一步展示，具体实施方式如下：
实施例一
如图1-7所示：本实施例提供了一种基于GIS的变电站电磁辐射监测装置，包括设置在基座7上的变压器2、所述变压器2周边设置的钢架平台1以及所述钢架平台上升降设置的屏蔽装置，所述钢架平台上围绕所述变压器设置一圈升降槽6，所述升降槽下方设置与所述升降槽形状相配合的底部框架5，所述屏蔽装置包括设置在底部框架的电磁屏蔽机构和噪声屏蔽机构，所述底部框架上设置升降机构，所述变压器2外表面和所述竖向支架11的外侧设置电磁辐射监测仪18、噪声监测仪19，所述电磁辐射监测仪18和噪声监测仪19通过通信单元20与控制中心23连接。
所述变压器2外表面设置压电悬臂梁26，所述压电悬臂梁26顶端设置配重块22，所述压电悬臂梁26通过整流器21与蓄电池24连接，所述蓄电池24通过DC/DC电源模块25与所述电磁辐射监测仪18、噪声监测仪19、通信单元20连接。
所述变压器上设有导管28，所述钢架平台上设有支柱，所述支柱上设有与导管密封连接的挡板27，所述底部框架为组合式，包括若干段横杆组成，所述电磁屏蔽机构包括所述横杆两端上垂直设置的竖向支架11，同一段所述横杆10上的所述竖向支架之间设置铁板，所述竖向支架之间设有隔磁密封机构。
进一步的，所述升降机构包括对应每一段所述横杆设置的液压升降柱。
进一步的，所述隔磁密封机构包括设置在竖向支架的凹槽35和设置在凹槽35内的橡胶软管32，所述橡胶软管外涂覆有隔磁材料，所述橡胶软管一端密封另一端连接气泵。当气压低于设定值，可编程控制器控制气泵工作，给橡胶软管供气加压，橡胶软管内气压恒定，使两个支架连接处密封效果好。
所述橡胶软管上设置气压传感器33，所述气压传感器与气泵34连接。
进一步的，所述噪声屏蔽机构包括所述铁板上设置的基板，所述基板上对应所述变压器设置消音孔以及与所述消音孔连通的消音腔体，所述消音腔体的竖截面宽度随着深度的加深逐渐加大。
进一步的，所述竖向支架顶端设置与所述升降槽结构相配合的盖板。
进一步的，所述隔磁材料采用锌。
进一步的，所述挡板与支柱铰接，所述盖板与支柱之间设有电动伸缩杆29，所述电动伸缩杆连接有控制器，可编程控制器31与光敏传感器30，白天挡板打开，晚上关闭，不影响居民休息。
所述横杆内侧与基座7通过橡胶圈9密封连接。
所述通信单元采用GPRS无线通讯模块，控制中心采用工控机，所述工控机与显示设备连接，所述显示设备采用壁挂式公示显示屏，所述显示设备上设置与所述工控机相连接的声音报警器，GIS***模块内设置报警模块，变压器电磁监控信息通过无线通讯模块将故障信息传输给工控机，工作人员通过地理信息***(GIS***模块)查询故障变压器位置。
室外的变压器通常是设置在基座上，且基座周围为水泥地或土地或沙地，沙地的上方铺设钢架平台，本发明中的屏蔽装置便是依靠钢架平台设置的可升降隐蔽式装置，在变压器的日常运行中，屏蔽装置升出钢架平台，对变压器进行电磁辐射和噪声屏蔽，在需要对变压器检修维护时，则降下屏蔽装置，不会对钢架平台上的空间造成影响，方便工作人员的检修维护工作。屏蔽装置通过升降机构在升降槽内升起或落下，为了保证屏蔽的效果，需要对屏蔽装置设计成三百六十度无死角包围变压器的结构，因此屏蔽装置包括形状契合升降槽的底部框架，在底部框架上安装能够通过升降槽的电磁屏蔽机构和噪声屏蔽机构来对变压器的噪声和电磁辐射进行屏蔽和吸收。
所述升降机构8包括对应每一段所述横杆10设置的液压升降柱；
所述电磁屏蔽机构4包括所述横杆10两端上垂直设置的竖向支架11，同一段所述横杆10上的所述竖向支架11之间设置铁板12；所述噪声屏蔽机构3包括所述铁板12上设置的基板13，所述基板13上对应所述变压器2
设置消音孔15以及与所述消音孔15连通的消音腔体14，所述消音腔体14的竖截面宽度随着深度的加深逐渐加大；所述消音腔体14为圆台形；所述竖向支架11顶端设置与所述升降槽6结构相配合的盖板16。
底部框架不设置为一个整体，而是通过若干段横杆组成，每一段横杠两端设置竖向支架，同一段横杆的竖向支架之间设置铁板，这样屏蔽装置仍为一个整体，能够对变压器进行包围，但是因为分段设置，每段横杆可以分别升降，这样在使用时能够根据情况对每段横杆进行升降操作，需要对变压器检修维护时也不需要将整个屏蔽装置降至钢架平台下方，操作起来更加灵活。噪声屏蔽机构是设置在铁板上的基板上设置消音腔体来实现，基板可以采用泡沫板，质量较轻，其对应变压器的一侧设置吸收噪声的消声孔和与消音孔相连接的消音腔体，声波从变压器位置向四周传递时，一部分会直接进入消音腔体，经过腔体内的反射，将大部分噪声消耗掉，而基板围成的整体结构也将大部分噪声锁死在变压器周边的环境内，经过多次反射消除噪声或反射进入消音腔体内消除噪声，消音腔体的结构是内部宽、开口窄，优选为圆台形的结构，圆台形的顶端便是消音孔，声波从消音孔进入后因为消音孔的窄小，很难出去，便在消音腔体内反射消除声波的能量，实现降噪。因为钢架平台上设置的有与屏蔽装置相配合的升降槽，在屏蔽装置降下后，升降槽会对工作人员的行动造成影响，而盖板设置在竖向支架的顶端，屏蔽装置降下后，盖板对升降槽进行覆盖，使得钢架平台上表面平整。
变压器外表面和铁板的外侧设置电磁辐射监测仪、噪声监测仪，这样对电磁辐射和噪声监测的结构可以有一个很好的对比效果，通过对变压器表面的辐射和噪声与屏蔽装置外侧的辐射和噪声进行对比，可以监测到屏蔽装置对电磁以及辐射的屏蔽效果，并在屏蔽装置出现问题时能够及时发现，快速检修，通信单元可以采用GPRS通信模块，通过无线传输更容易实现。电磁辐射监测仪和噪声监测仪的供电可以依靠变压器表面的振动能量转换来实现，变压器外表面设置的压电悬臂梁在变压器的振动情况下，会发生扭曲以及振动，从而将机械能转换为电能，再通过整流器对产生的电流整流，最后将电能存储至蓄电池内，蓄电池通过DC/DC电源模块对所述电磁辐射监测仪、噪声监测仪、通信单元进行供电。
实施例二其与实施例一的区别在于：所述隔磁材料其由下述质量组份组成：氧化铁粉：30份、滑石粉：10份、氯丁橡胶：22份、乌烟粉10份。
实施例三其与实施例一的区别在于：所述隔磁材料其由下述质量组份组成：氧化铁粉：40份、滑石粉：15份、氯丁橡胶：28份、乌烟粉20份。
实施例四其与实施例一的区别在于：
所述隔磁材料其由下述质量组份组成：氧化铁粉：35份、滑石粉：12份、氯丁橡胶：25份、乌烟粉15份。
使用本发明的隔磁材料，将电磁检测仪放置在距离铁板2米处，电磁辐射小于固定电话的电磁辐射，使用现有技术的隔磁材料，电磁辐射大于10个移动电话的电磁辐射。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种基于GIS的变电站电磁辐射监测装置，其特征在于：包括设置在基座上的变压器、所述变压器周边设置的钢架平台以及所述钢架平台上升降设置的屏蔽装置，所述钢架平台上围绕所述变压器设置一圈升降槽，所述升降槽下方设置与所述升降槽形状相配合的底部框架，所述屏蔽装置包括设置在底部框架的电磁屏蔽机构和噪声屏蔽机构，所述底部框架上设置升降机构，所述电磁屏蔽机构包括所述横杆两端上垂直设置的竖向支架，同一段所述横杆上的所述竖向支架之间设置铁板，所述竖向支架之间设有隔磁密封机构；所述变压器外表面和所述竖向支架的外侧设置电磁辐射监测仪、噪声监测仪，所述电磁辐射监测仪和噪声监测仪通过通信单元与控制中心连接，所述变压器外表面设置压电悬臂梁，所述压电悬臂梁顶端设置配重块，所述压电悬臂梁通过整流器与蓄电池连接，所述蓄电池通过DC/DC电源模块与所述电磁辐射监测仪、噪声监测仪、通信单元连接，所述变压器上设有导管，所述钢架平台上设有支柱，所述支柱上设有与导管密封连接的挡板，所述底部框架为组合式，包括若干段横杆组成。
2.如权利要求1所述的基于GIS的变电站电磁辐射监测装置，其特征在于：所述升降机构包括对应每一段所述横杆设置的液压升降柱。
3.如权利要求2所述的基于GIS的变电站电磁辐射监测装置，其特征在于：所述隔磁密封机构包括设置在竖向支架的凹槽和设置在凹槽内的橡胶软管，所述橡胶软管外涂覆有隔磁材料，所述橡胶软管一端密封另一端连接气泵。
4.如权利要求3所述的基于GIS的变电站电磁辐射监测装置，其特征在于：所述橡胶软管上设置气压传感器，所述气压传感器与气泵连接。
5.如权利要求4所述的基于GIS的变电站电磁辐射监测装置，其特征在于：所述噪声屏蔽机构包括所述铁板上设置的基板，所述基板上对应所述变压器设置消音孔以及与所述消音孔连通的消音腔体，所述消音腔体的竖截面宽度随着深度的加深逐渐加大。
6.如权利要求5所述的基于GIS的变电站电磁辐射监测装置，其特征在于：所述竖向支架顶端设置与所述升降槽结构相配合的盖板。
7.如权利要求6所述的基于GIS的变电站电磁辐射监测装置，其特征在于：所述隔磁材料采用锌。
8.如权利要求7所述的基于GIS的变电站电磁辐射监测装置，其特征在于：所述挡板与支柱铰接，所述盖板与支柱之间设有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆连接有控制器，控制器与光敏传感器。
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