導語：如何才能寫好一篇蓄電池在線監測系統，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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系統硬件設計

系統硬件結構

蓄電池在線監測系統是以STC89系列的STC89C58RD+微控制器、XILINX的XC9572-84為核心，電路主要由電壓采集電路、A／D轉換電路、顯示驅動電路及鍵盤電路等幾部分組成的，如圖1所示。A／D轉換芯片采用10位ADC TLCl549。顯示驅動芯片采用MCl4489B，它可以驅動5位共陰極數碼管，微控制器的P1口的低5位作為鍵盤輸入口，擴展的RS485接口用于多機通信 。下面詳細介紹系統中STC89C58RD+、XC9572-84器件和電壓采集電路、A／D轉換電路的設計與實現。

微控制器STC89C58RD+簡介

STC89C58RD+是STC89系列的微控制器，它不但與80C51完全兼容，而且還有新的特點：片內含有Flash程序存儲器32Kb，DataFlash數據存儲器32Kb，RAM數據存儲器1208B，同時內部還有看門狗(WDT)，由于ALE信號開關狀態可設置，從而降低了EMI，具有可編程的8級中斷源4種優先級，具有系統可編程(ISP)和應用可編程(IAP)等特點，片內資源豐富、集成度高、使用方便。STC89C58RD+對系統的工作進行實施調度，實現外部輸入參數的設置、電池電壓的測試和顯示、電池工作狀態的指示。

邏輯編程器件XC9572-84(CPLD)

由于監測的電池節數較多，所需要I／O口較多，用傳統的設計方法，需要74HC273、74HC00、74HC138、CD4514等多種芯片來實現，器件種類和數量多，使PCB的尺寸加大，也增加了系統的不穩定因素。本系統選用XILINX系列的CPLD器件XC9572-84，其共有72個宏單元，69個I／O口，1600個門，72個寄存器，可以對上述多種芯片進行集成。該器件具有在系統可編程能力，含有先進的數據保密特性，它可以完全保護編程數據不被非法讀取和擦除，每個I／O口都有一個可編程輸出擺率控制位從而可減小系統噪聲，采用具有較低功耗的快速閃存技術，每個I／O口的驅動能力強，負載電流可達24mA。XC9572-84接收單片機傳來的數據和地址，控制各個固態繼電器(G3VM-402C)的選通以及A／D轉換的進行，達到采集電壓的功能。采用了CPLD器件后，減少了系統所需器件的數量和種類，簡化了PCB的排版和布線，減小了系統體積和節約成本，方便了系統調試，有利于批量化生產。

電壓采集電路

電壓采集電路直接影響到電壓測試的精確程度，因而采集電路設計得是否適當對整個系統至關重要。對每節電池電壓進行測量，有兩種方法：①對每節電池電壓直接采集。②采集(n+1)節電池的總電壓，減去n節電池的總電壓得第n／1節電池電壓。第一種電壓采集精確而且安全。第二種雖然電路比較簡單但是當電池節數多時采集的電壓太高，不安全而且會出現較大的誤差。因此選用第一種方法。電壓采集電路要求要安全，采集的電壓要是夠的穩定。本系統的蓄電池組采用串接方式，BATl＋接第一節電池的正極，BAT2＋接第二節的正極(第一節的負極)，如此依次連接，最多可達41節。經過XC9572-84模擬開關選通G3VM-402C后，將1～n節電池電壓依次釋放到電壓總線BUSl+、BUS1―上，電路選用運算放大器LM358作為信號放大器件，它的前級為差分式放大器，后級為電壓跟隨器，使TLC1549得到一個穩定的采樣電壓，如圖2所示。1VD0和1VDl采用FRl04高速開關管來保護運算放大器的內部電路。差分式放大倍數為A=0．2，具體推導如下：

(Ua-Up)／1R12：=Up／1R14；①(Ub-Un)／1R11=(Un-Vo)／1R13；②

注意運放的“虛短”特點，有Up=Un，結合①、②兩式得到Vo=((1R11+1R13)／1R11)?(1R14／(1R12+1R14))?Ua-1R13／1R11?Ub；選取電阻滿足：1R13／1R11=1R14／1R12的關系，輸出電壓可簡化為：Vo=1R13／1R11?(Ua―Ub)，故電壓放大倍數A=Vo／(Ua-Ub)=1R13／1R11＝0．2。

A／D轉換電路

本系統A／D轉換采用片外串行總線10位高速高精度專用集成電路TLCl549，其功耗低、體積小、占用單片機的資源少，具有連接方便、編程簡單的特點。電壓采集電路的輸出電壓與TLC1549的A／D轉換通道相連接，在時鐘脈沖信號作用下，TLC1549將電壓轉換成10位二進制數字信號，并把上次A／D轉換的結果以10位二進制數的形式依次輸出，再通過光電隔離傳送到單片機進行處理，如圖3所示。

硬件設計過程中的注意點

1　系統用多路電源，要考慮系統的功耗選擇適當的電源，電源電壓應比較穩定。

2 電壓采集部分使用固態繼電器(G3VM-402C)，由于電池節數較多，電壓比較高，故應注意對內部電路的保護，可以采用適當功率的電阻。對放大 電路的電阻精度要求較高，可選用精度為1％的金屬膜電阻，電路設計應避免出現因多個固態繼電器同時開通的直通現象，這樣會使多節蓄電池短路，造成電壓采集電路的損壞。

3 A／D轉換芯片的基準電源要十分穩定，基準電源與芯片工作電源應采用不同的共地電源，以保證A／D轉換芯片基準電源的穩定性。為了減少干擾，時鐘和片選信號與單片機、CPLD之間進行光電隔離。

4　器件的布局和PCB圖的布線采用模塊化，交流與直流分離，強電與弱電分離，數字地和模擬地分開，注意電源線和地線的布局。

系統軟件設計

在單片機的軟件編程上，以Keil C編譯器的Windows集成開發環境μvision2作為軟件開發平臺，采用C51高級語言編寫。該語言是80C51系列單片機的專門的高性能的程序設計語言。它采用符合ANSI標準的C語言編程，便于改進、擴充和移植，可以對硬件進行操作，能夠產生極高速和極其簡潔形式的目標代碼，在代碼的效率和執行速度上完全可以和匯編語言相媲美，并且有十分豐富的庫函數可以供用戶直接調用，從而極大地提高了程序的編寫效率，能提供給用戶高質量的程序代碼。采用硬件描述語言Verilog HDL對CPLD進行編程。

單片機軟件編程注意點

1 鍵盤在定時中斷服務程序中讀取，用中斷間隔時間實現鍵盤的去抖，不必編寫另外的延時程序，提高了CPU的利用效率。鍵盤值存人數據緩沖區，在主程序中讀數據緩沖區的內容，執行鍵盤功能散轉子程序。

2　電池電壓的采集在中斷程序中執行，因固態繼電器的開通與關斷時間均需1ms，故通道選通時要有一定的延時，使電池采集電壓建立并穩定后再啟動A／D轉換。

3　根據A／D轉換芯片TLCl549的工作原理，當前輸出的數據是上一次A／D轉換的結果，故對一節電池電壓采樣的首次A／D轉換結果應丟棄，其余幾次轉換結果保留并加以處理。

4 根據STC 89C58RD+的DataFlash的特點，數據寫入時必須啟動ISP／IAP命令，CPU等待IAP動作定時后，才繼續執行程序，要先關斷中斷(EA)。要使數據寫入DataFlash存儲器，不能跨越扇區，如果要對某個扇區進行擦除，而其中有些字節的內容需要保護，則需將其先讀到單片機內部的RAM中保存，再將該扇區擦除，然后再將保存的數據寫回該扇區。

CPLD的Verilog HDL編程

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關鍵詞：蓄電池；智能視頻；分析

1 概述

在當前的生產生活中，為保證重要設備和應急使用時的不間斷供電和可靠安全運行，蓄電池組作為交流失電或事故應急時的唯一能量供給設備已廣泛應用在各行各業的大型計算機網絡系統中，承擔了越來越重要的緊急電力備份任務。蓄電池組作為整個直流系統的后備電源，是整個電源系統的最后一道供電保障，當交流電失電時蓄電池組一旦不能正常工作，整個直流系統將停運，會造成比較大的運行事故。

當前對于蓄電池管理和運維的技術手段比較有限，變電站多分布于比較便遠的地區，且數量較多，現場巡檢人員成本較高。對于蓄電池的維護，如在線核容實驗要求步驟較多，一擔工作人員操作失敗，就會造成不可挽回的災難。

現如今，模式識別和計算機視頻為基礎的視頻分析技術是比較成熟的，能夠做到在非人工分析的情況下準確分辨、識別以及獲取重要目標的有價值信息，并且這一技術在復雜繁多的視頻圖像中也能夠有效的運用。根據目前視頻分析技術的優點，把這一技術應用于蓄電池在線監測系統。使其可以連續不斷的非人工分析監控畫面，及時的向監控人員反饋有價值的信息。對于現有監控系統的作用與能力，不但可以更加有效的發揮而且極容易拓展，使得智能化無人值守變電站蓄電池遠程巡檢變為現實。

2 相關背景研究

智能視頻分析技術：智能視頻分析是以計算機視覺技術為基礎的，是人工智能研究領域的重要分支。這一技術可以有效的建立圖像和圖像描述之間的一一對應關系，故其數學映射關系能夠使計算機簡單有效地把復雜視頻畫面翻譯成數字圖像，然后進行處理和分析。基于計算機圖像視覺分析技術的智能視頻分析技術，可以將場景中背景和目標分離進而分析并追蹤在攝像機場景內出現的目標。根據智能視頻分析技術的原理，用戶想要充分利用視頻的內容分析功能，就可以在每個攝像機的場景中預先設定一種報警規則，當攝像機場景內出現的目標違反了預定義規則，系統會機械地發出報警，監控工作站自動收到報警信息并且發出警示信號，反饋給監控人員。用戶可以通過查看報警信息，實現報警的場景重組并采取相關措施。

視頻監控中所提到的智能視頻內容分析主要指的是非人工的分析和抽取視頻源中的有價值信息。假如把攝像機比喻為人的眼睛，而人的大腦就是智能視頻系統或設備。智能視頻技術有效的利用計算機可以高效處理數據，高速分析視頻畫面中的海量數據，把用戶不關心的信息剪裁掉，只把監控人員所需要的有價值的信息反饋給監控人員。

智能視頻分析主要目的是主動監控而不是被動監控――事前預警；實時監視的任務交給計算機完成而不是人工――事中處理；目標與事件可以在大量的視頻數據中實現快速搜索――事后取證。

3 技術要求及設計

3.1 技術要求

站端硬件部署主要實現以視頻智能算法的任務計算負荷，承擔系統整體運行的穩定性和實時傳輸性。因變電站現場環境復雜，為防止事故發生需要站端系統硬件處理能力和計算能力滿足視頻智能算法的所需資源負荷，針對智能算法的幾種數學模型類型如下。

3.1.1 單高斯背景模型法

對于室內環境和沒有復雜背景的室外環境可以使用單高斯背景法。該模型的使用主要由兩大步驟組成：初始化背景圖像；更新背景圖像。

初始化背景圖像。讀取一段時間內視頻序列圖像中每一像素的灰度值，計算其平均灰度值以及平均灰度值及像素灰度值的方差，然后構成初始背景圖像的高斯分布圖，如式（1）所示：

（1）

簡化如下：

（2）

（3）

更新背景圖像。如果場景變化的情況發生，則背景模型需要根據背景圖像的變化而發生相應的變化。實時信息是由視頻序列提供的，而背景模型進行更新的算法就是利用這一實時信息，如式（4）所示。可以表示時刻的背景圖像和實時圖像，背景更新率是固定值，可以看出當前對象對背景圖像的更新速率。

Bt（x，y）=？籽Bt-1（x，y）+？籽F（x，y） （4）

3.1.2 基于區域法跟蹤

模板匹配的目標跟蹤算法，通過距離加權、模板更新及局部匹配的方法來提高不同光照條件及變形情況下的魯棒性，不再采用簡單的平方差度量、相關匹配度量和相關系數度量，而是采用如式（5）所示的相似性度量函數：

硬件平臺的技術與設備都應當使用目前國際上比較前沿而且成熟的技術和設備，這是考慮到了網絡的發展日新月異，所以硬件平臺技術與設備應當使得網絡環境非常開放，網絡服務非常豐富，升級潛力大，擴展性好。采用主干1000Mbps的以太網作為信息傳遞和數據傳輸的媒體以及相應的網絡設備、接口設備、應用服務器、工作站和計算機終端設備等。

3.2 系統設計

本系統基于原有蓄電池在線監測裝置總站系統，把智能視頻圖像分析服務器添加在前端變電站，把報警管理平臺添加在中心運行管理所。智能視頻圖像分析服務器不間斷的檢測前端變電站的視頻，報警管理平臺反饋報警信息給運行管理所監控人員，然后由監控人員處理報警信息和現場證據收集。這樣組成的系統主要功能和實現方式如下：

變電站蓄電池室內蓄電池運行狀況檢測。一旦確認蓄電池出現運行故障時，如冒煙、著火、爆炸，及時報警并上傳到監控中心。

在變電站現場對蓄電池進行在線實驗時，一旦確認操作人員操作有誤，變電站現場報警燈亮起，并觸發警鈴，并上傳到監控中心。

遠程進行蓄電池在線實驗時，實驗過程中一旦確認蓄電池出現運行故障，會及時報警并上傳到監控中心，且將視頻信息進行存儲，以備事后的故障追憶和事故分析。

本系統是建立在原有的電力變電站監控系統基礎上的，只需要把原有的監控攝像機信號源分出2路，智能視頻分析服務器接受其中一路視頻，就是以現有監控系統為基礎實現迅速、平滑的升級為智能視頻監控系統。

在前端變電站，攝像機把視頻圖像輸入智能視頻分析服務器，使其可以根據人工設定的規則處理視頻圖像，并且對設定目標完成非人工跟蹤和預告報警，當發現目標違反了預先設定的規則，立刻通過電力專網發出告警信息到運行管理所。在管理所監控人員收到報警信息的方式為：視頻彈出，聲音提示+文字提示。在原有平臺基礎上，新系統可以實現實時視頻瀏覽，同時實現了人員入侵實時報警及抓拍，使得現有系統報警的誤報率和準確率較高的問題得到有效的解決，并且由于報警發生時的實時抓圖所需要的存儲資源較小，從而使得監控管理效率有了很大的提高。

本方案主要目的是提高變電站監控系統的智能化水平，為蓄電池在線監測提供準確可靠的報警并盡量減少漏報，并及時提供和保留報警現場證據。

3.3 系統實現

系統主要實現了以下業務功能：

前端檢測規則設置：主要為報警區域、觸發方式。

系統管理：設備管理、用戶管理、地圖管理、系統設置、布防設置。

報警視圖：電子地圖、報警視頻、報警圖片、報警類型。

報警歷史信息查詢：報警圖片、報警視頻、報警類型、報警時間。

地圖查看：查看布置點位、點位報警狀態。

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關鍵詞：CTC中心機房；監測；報警

CTC中心機房電源監測系統由采集單元、通信接口機、監測主機組成，采用開放的標準接口設計，可接入信號集中監測系統的中心服務器和終端。

1 系統結構

CTC中心機房電源監測系統由外電網監測單元、蓄電池監測模塊、通信接口機、以及監測主機等構成。系統結構如圖1所示。

2 系統功能

2.1 外電網監測

外電網監測單元采用高可靠性的電磁隔離傳感器，對電力引入外電的電壓和電流信息進行高速采集，采用數字信號處理技術對采樣信號進行綜合分析處理，實現了外電網的運行參數的監測。包括外電網輸入的相電壓、線電壓、電流、頻率、相位角、功率；波形曲線、故障曲線、日曲線、日報表等。

2.2 電源屏監測

系統通過電源屏智能接口，經過隔離通信，分類顯示、記錄電源的電壓、電流、頻率及報警開關量等信息，及時進行報警。

2.3 蓄電池監測

蓄電池信息采集采用了模塊化安裝，每節電池采集充分考慮施工和應用的方便性，采用Kelvin四線測試方法測試電池阻抗，專用的高隔離耐壓的通信總線，實現電池的電壓、溫度和內阻信息。

2.4 監測主機

監測主機通過通信接口機實現與外電網監測單元、電源屏智能接口、蓄電池監測模塊的通信；對監測信息進行處理、記錄、統計、報表等；并通過網絡將本地監測信息全部上傳至監測服務器和各終端。

3 系統硬件

該系統中所有的采樣和通信，全部采用了隔離技術。

外電網監測電流采樣采用了開口的穿芯互感器，與采樣對象無電氣連接關系；電壓采樣，在采樣的輸入上采用了保險絲，在極端情況下，可以斷開連接，避免問題進一步擴大。

在蓄電池監測模塊上，模塊工作在12V（最高15V）的電壓范圍內，模塊的供電激勵線上串接保險絲，在極端情況下，如內部短路等，保證模塊不會出現安全風險。

4 系統軟件

監測系統軟件是監測系統的核心，負責監測系統的數據采集、分析處理、報警、數據統計、匯總存儲回放等功能，主要功能如下：

（1）監測系統按設備分類進行查詢及維護，支持模擬量的實時值、日報表、日曲線、月趨勢、年趨勢。

（2）v史數據、回放文件的管理和導出，支持離線回放功能。

（3）曲線及各類報表的打印管理和和導出曲線保存功能。

（4）根據預定義的邏輯，實現一、二、三級實時報警和預警，聲光報警，報警歷史信息的查詢。

（5）系統運行狀態顯示，包括各設備的工作狀態和各種接口的通信狀態圖。

（6）用戶登錄、修改配置、標調等權限的管理。

（7）軟件采用開放的標準接口設計，具備接入信號集中監測系統的中心服務器和終端，便于設備的日常調看和維護。

5 結束語

該監測系統自應用以來，穩定可靠，能夠如實反映出CTC中心機房電源系統的工作狀態，并在異常時及時進行報警。該系統有效彌補現有維護模式的不足，填補了CTC 中心機房電源系統無監測的空白，符合鐵路發展的需求。

參考文獻

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中圖分類號：TM912 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）40-0306-01

一、充電功能

蓄電池快速充電機采用正脈沖、間歇、負脈沖相結合的均衡充電方式給電動叉車蓄電池快速充電，通過反復沖放電，實現每個電池組中每個蓄電池電量相同，使電池組每個蓄電池充電達到均衡；并完全充滿充電機還具有自動監測電池充電功能，保證充電過程中電池組的安全，解決鉛酸電池在充電過程中產生的失水、極化、不均衡、鼓起等問題，還能消除電流的硫化現象，提高蓄電池的容量和使用壽命。

二、充電機整體設計方案

充電機以單片機為核心，通過對蓄電池組相關參數的檢測、計算處理，控制DC/DC變換器和蓄電池組充放電路，由充電機輸出滿足蓄電池快速充電的正、負脈沖電壓、電流信號。

總體方案框圖如下：

充電機整體方案框圖

交流電通過EMI濾波器（electromagnetie intyference 電磁干擾）濾除來自電網的電磁噪聲干擾信號，抑制充電機工作時自身在輸入端產生的終端噪聲。再通過功率因數電路進行功率因數補償，將功率因數值提高到0.9以上。由于充電機采用大電流正負脈沖充電，要求供電電源具有很高的穩定性和可靠性，方案采用DC/DC變換器為蓄電池充放電路供電。

單片機通過對蓄電池的充電電壓、充電電流、溫度等參數的檢測，并計算處理來控制DC/DC變換器及蓄電池充放電電路，使充電機輸出波型達到快速充電要求。單片機與顯示屏、輸入鍵盤模塊及電量管理模塊進行相互通信，使得人機界面更加人性化，收費方式更加靈活。

三、充電機控制系統

充電機控制系統框圖如下：

充電機控制系統框圖

采樣電路完成對蓄電池的充電電流、充電電壓等參數的采樣，采用單閉環PI（proportional integral 比例積分）調節的PWM（pulse width modulation 脈寬調制）控制方式來控制DC/DC變換器中的開關管的開通與關斷，從而得到充、放電路所需的恒流限壓供電。同時根據產參數的設定，單片機輸出控制信號，控制充、放電路的開關管的開通與關斷，實現對蓄電池的整個充電、停電和放電過程。通過單片機與顯示和鍵盤模塊之間的相互通信，實現對充電電壓、充電電流等充電參數顯示。

三、結論

本設計以單片機芯片為核心，通過電壓變換電路，以實現不同類型的電池充電。在充電過程中實時檢測電池的充電情況，電池充 滿后能自動報警及停止充電， 且設備中帶有自檢及多種保護功能，從 而提高了充電效率和充電容量，延長了電池的使用壽命。

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【關鍵詞】架空線路；監測系統；電源

1.前言

近年來，各行各業對電力的質量要求越來越高，相應高壓輸電線路的安全性和穩定性顯得尤為重要。這也就迫切的需要進行高壓線路在線實時監測，以保證高壓輸電線路的安全穩定運行。隨著技術的發展，高電壓輸電線路污穢絕緣子串的泄露電流，導線覆冰監測，導線溫度在線監測等設備大量使用，但其電源的供給是個問題。

低壓線路取電需要從桿塔下面牽引導線，對實際的工程施工不利，同時存在高壓線路串擾的安全隱患。由于大多數的輸電線路都地處偏遠，難以按常規辦法解決電源供給問題，因而這些設備普遍采用太能供電。由于太陽能電池受氣候環境、地理因素的影響較大，需要蓄電池進行進行電能的存儲。太陽能電池和蓄電池壽命問題，使得設備的維護成本大大增加。

在這里我們的研究重點是小功率設備電源的設計，側重于提高取電裝置的電流適應范圍和保護電路的設計。經實際調查二次接地線中存在20A左右的接地電流，可以提供一定的能量。

2.感應取電的原理

其基本原理是：電源取能線圈通過電磁感應方式從二次接地線上感應一定的交流電，再經過整流、穩壓和電池充放電管理電路為監測終端供電。方案的總體框圖，如圖1所示。

高壓感應取電是一個金屬線圈套在導線上，在高壓線上固定線圈有諸多問題函需解決：產生渦流，從而引起取電裝置發熱；在線路電流的寬范圍變化情況下，電源輸出不穩定；在大電流的情況下取能鐵心易于深度飽和，鐵芯過熱，外殼溫度升高，設備內部絕緣損壞；在短路及沖擊電流下電源的可靠運行得不到保障。

在這里我們選電流相對較大且穩定的高壓線路二次接地線作為取電的母線。對于采用本線路電流感應取能供電方式來說，電源的能量是來自高壓線路的，取能途徑是通過在導線上套裝取能線圈將導線能量轉換到二次側，實現隔離式供電。裝置以蓄電池為儲能元件。這種方式可以為用電設備提供穩定的電源，以及較大的瞬間電能，更適合用在電源質量較高的場合。當線路電流過低或者需要瞬間大電流的時候，將接入電池以輔助供能。

防雷保護電路用來避免因雷電沖擊造成電源電路損壞。在取電線圈后加TVS管，限制因雷擊或者線路瞬時大電流造成的瞬間高電壓。

整流濾波電路將感應到的交流電轉換為直流電。升壓穩壓電路將整流之后的較低的直流升壓到15V左右。

使用電池作為后備電源，為了延長電池的使用壽命，合理的充放電管理非常重要。充放電管理電路采用電單片機采樣信號。單片機判斷電池充電狀況，充放電管理電路通過恒流、恒壓、浮充三個階段為蓄電池充電。當電充滿后，控制電路工作，控制分流線圈導通，停止取能。

3.理論分析和參數設計

3.1 取能裝置中磁芯材料的選取

二次接地線的電流在20A左右，磁芯材料選擇的原則是效率高，損耗小。磁芯的啟動電流越高越好，換言之，需要選取初始磁導率較高的磁性材料。另外，實際的可供輸入的能量和系統的負荷需求相差不大，這就需要磁芯的充磁和放磁的效率高，即BH特性曲線所圍成的面積越小越好。在查閱大量的磁芯材料的參數特性手冊之后，選取微晶磁芯。

3.2 磁芯的尺寸和線圈匝數的確定

由于磁芯材料工作在非飽和電流的情況下，存在一個最大的輸出功率點，且最大功率點僅和磁芯的磁導率、磁路長度及截面積、一次側電流有關，與副邊線圈的匝數無關。在上面的材料確定之后，需要確定磁芯的磁路長度（周長L）和磁芯的橫截面積（窗口面積S）。本方案中的系統功率設計在10W左右，經計算得L=6cm，S=580mm2。副邊線圈的匝數和后面的DC/DC的輸入電壓的變化范圍有關。

3.3 升壓穩壓電路的設計

升壓穩壓電路如圖2所示。輸入電壓經過升壓電路上升到15V左右，為蓄電池充電。在這里，輸入電源為直流電流源。與普通的boost電路不同，相應電路為電流-電壓型boost電路。

3.4 充電管理

單片機通過采樣得到電池電壓，當檢測到電池兩端電壓小于13.5v時，開關管始終導通，采用全通方式充電。如果檢測到蓄電池電壓大于13.5v并小于14.4v時，采用脈寬調制方式充電。當蓄電池了兩段電壓達到14.4v時，停止充電。這種方式能夠達到延長蓄電池壽命的目的。

3.5 蓄電池的選取

系統中的監控終端中的攝像頭設備，在操作時的功率不少于在10W左右，不操作時其它設備的待機電流也在300mA以上，日耗電量大于10Ah，為了滿足頻繁操作云臺的需求，同時也為了系統供電留一定的裕量，實際選取20Ah。

4.實際的設計中應考慮的因素

由于該電源工作在室外環境，除滿足一般電源的基本要求外，電路的防護也是電源安全性的重要保證。電源的防護設計既要使電源能夠在溫差范圍大的環境正常工作，還要使電源具有防火、防潮、防雨、抗震、防雷電浪涌、抗電磁干擾的能力。

5.結束語

針對在線監測開發了感應取電裝置，采用通常的10w模擬攝像頭對電源輸出，電池充電等情況進行測試。設備在二次接地線各電流狀態線均能輸出穩定的12v電壓，并且沒有發熱狀況出現。在短時間的電壓跌落然后恢復的情況下，設備穩定工作。

由于缺乏電源裝置，目前高壓輸電線上的設備一般都采用太陽能電池供電，太陽能電池效率低，影響設備的工作效率，因而開發在線取電裝置時非常必要的。本文通過理論分析和實驗，開發了一種應用于高壓輸電線路上的供電設備。通過單片機對取能、保護、充電等過程進行管理。從實際應用中來看，在一定程度上解決了高壓輸電線路上的取能問題。

參考文獻

[1]徐青松，季洪獻，侯煒等.監測導線溫度實現輸電線路增容新技術[J].電網技術，2006（S1）：171-176.

篇6

關鍵詞：直流電源 閥控式蓄電池 電解液干涸

中圖分類號：TM911文獻標識碼： A

極板開路 運行維護 故障處理

引言：在電力變電站中，都擁有各自的直流系統，平時直流系統中的蓄電池組處于浮充電備用狀態，當交流電失電時，蓄電池必須能向事故性負荷提供能量。如事故照明、交流不停電電源、事故停電過程中的斷路器跳合閘負荷等，同時也必須為事故停電過程中的控制、信號、自動裝置、保護裝置及通信等負荷提供能量。顯然，在交流失電的事故狀態下，蓄電池是電廠及電力變電站的唯一的能源供給者，是電廠及電力變電站賴以運行的動力心臟。所以，對蓄電池的合理的、有效的運行管理與維護一直是人們所關心的課題。尤其在信息技術迅速發展的現代社會，人們對電力供應的可靠性要求越來越高，哪怕是瞬間的斷電，都可能造成無法估量的損失。

目前閥控鉛酸蓄電池電力系統中得到了廣泛的應用。

1 閥控鉛酸蓄電池內部“開路”實列

2011年5月9日，邯鄲供電公司名關變電站蓄電池進行核對性放電試驗，發現13#蓄電池內部接近開路。該組蓄電池情況如下：

表1 故障蓄電池參數

蓄電池型號 1GFM-200

容量 200AH

投運時間 2005年6月

類型 閥控

數量 1組（108）

上次容量試驗時間 2008年

1.1故障背景及現象

3月份直流普查時發現13#蓄電池浮充電壓為2.77V，明顯高于其他電池電壓 (正常浮充電壓為2.20-2.25V)。經檢查其他電池電壓均正常，連線接觸良好。

5月6日-8日蓄電池容量試驗。

6日對蓄電池進行補充電。將整組電池電壓增加為254V，蓄電池單體電壓應為2.30-2.38V之間。測量13#蓄電池電壓為3.57V。

7日早5：00開始對蓄電池組進行放電（放電電流為20A）。正常情況下應放電10小時至電池組電壓最低值190V。可是剛剛開始放電1分鐘，放電裝置報警提示電壓低于190V，同時聽到“噗”的電池放氣的聲音。我們立即停止放電，進行檢查。結果發現13#蓄電池嚴重發熱，并有一股刺鼻的燒焦味。

1.2故障分析

將13#蓄電池殼體打開發現電解液干涸。這樣以來內部接近開路狀態，但并非完全開路，只是電池內部形成一個很大的電阻。即蓄電池內阻增大，造成13#蓄電池本身的壓降增大，所以電池電壓高。當大電流充電、放電時，電池本身的壓降更大。

a.蓄電池組

蓄電池型號 1GFM-200

容量 200AH

投運時間 2005年6月

類型 閥控

數量 1組（108）

上次容量試驗時間 2008年

負荷

正常情況下蓄電池組對負荷放電示意圖

b.蓄電池組 13#蓄電池形成的電阻

閥控式鉛酸蓄電池 標稱電壓（V）

2 6 12

運行中的電壓偏差值 ±0.05 ±0.15 ±0.3

開路電壓最大差值 0.03 0.04 0.06

放電終止電壓 1.80 5.25

（1.75×3） 10.5

（1.75×6）

負荷

故障蓄電池組對負荷放電示意圖

放電時，電流突然增加到20A。使13#電池內部很快發熱，發熱的后果造成13#電池內部電阻再次加大，然后更加發熱。如此惡性循環使蓄電池內部嚴重發熱、內阻急劇增大，直至完全開路。這樣以來，放電時由13#電池形成的大電阻分擔了蓄電池組的大部分電壓，造成負荷電壓急劇下降。

1.3可能造成的嚴重后果

1.3.1充電機故障由蓄電池組供電時（直流負荷電流一般為4~5A），在數分鐘內

直流電壓將低于190V，在很短的時間內將造成直流失電。

1.3.2電磁機構的斷路器合不上閘。

1.4處理結果更換13#蓄電池

1.5警示

直流規程明確規定閥控蓄電池容量試驗周期為：新投運第1年進行容量試驗，以后每2-3年進行一次容量試 驗，運行6年以后，宜每年進行一次容量試驗。

容量試驗是檢查蓄電池容量的唯一手段，同時容量試驗的過程還能發現蓄電池潛在的許多隱患。目前，我們已有很多單位不重視蓄電池的容量試驗工作，甚至根本就沒有此項工作。目前各廠家的質量存在差異，只要有個別電池存在質量問題，就會造成整組蓄電池不能滿足運行要求。

2 一組電池內如何辨別開路電池

當一組蓄電池內有開路電池時，可用采用以下方法對電池組進行檢測：

2.1電壓測量法：在線情況下，對單節電池進行測量，電壓較大的電池往往屬于開路電池。測量設備可以是萬用表、高特電子的智能蓄電池監測系統、無線蓄電池檢測系統等。

2.2蓄電池組離線狀態下，對電池組做電壓檢測，會發現某單體電池無電壓顯示，電池組端電壓為零。

2.3放電測試時，空開合上后放電負載無電流流過。

2.4還有一種情況，電池在平時均充、浮充情況下正常，當大電流瞬間放電時，柵板與匯流排的焊接處由于焊接工藝不好，根據熱量Q=I2Rt，會產生熔融現象。時間久了，柵板與匯流排可能會斷開，這樣一來，其他柵板就承擔了更大電流，熔融加速，引起惡性循環，最終導致柵板與匯流排的完全斷開，電池形成開路。因此，蓄電池大電流瞬間放電（動態放電）是一種檢測開路電池的較好方法。

3開路電池對安全生產，設備有哪些影響

當電池組中存在著開路電池時，我們分以下兩種情況下討論其對安全生產及設備的影響。

3.1交流不失電時：變電站的電磁合閘需使用到蓄電池供電，當存在開路電池時，會使得設備無法正常合閘，影響到安全生產。

3.2交流失電時：由于開路電池存在，整組蓄電池與直流設備，無法為變電站的直流設備提供電源，情況嚴重將造成重大事故。

4 蓄電池內部有哪些因素會導致電池開路和短路

由于蓄電池自身原因造成的電池開路和短路，主要原因有以下幾方面：

4.1蓄電池廠家的生產工藝和原材料的品質原因。

4.2工程實施過程中，蓄電池的安裝工藝問題，如電池接線時螺絲與極柱的擰緊程度。過松則容易引起接觸不良使用時電池電壓偏低；應力過大則容易引起極柱變形，電池密封性變差，使得電池出現漏液、爬液等現象。

4.3當蓄電池的日常維護不當情況下（如過充、過放、環境溫度過高），蓄電池會表現出失水、鼓脹等現象。這些往往是造成電池早期失效的重要原因。

4 閥控蓄電池維護

對閥控式鉛酸電池的維護有嚴格的要求，切莫因為“密封”、“免維護”而有所松懈。

在通信與電力兩個大行業中都極為重視電池(包括閥控式鉛酸電池)的運行與維護。一般認為要做以下工作：

5.1經常檢查項目

a)檢測蓄電池端電壓；

b)連接處有無松動；

c)極柱、安全閥周圍是否有滲酸與酸霧逸出；

d)電池殼體有無滲漏和變形；

5.2如有以下情況之一應進行充電

a)浮充電壓有兩只以上低于2．18V；

b)放出20%以上額定容量；

c)擱置不用時間超過三個月；

d)全浮充運行達三個月；

5.3蓄電池核對性放電

a)每年（新安裝或大修后）應做一次核對性額定容量放電試驗，對不能停運的蓄電池組，做額定容量50%的核對性放電容量試驗；

b)蓄電池放電期間，每半小時應測量一次端電壓、放電電流，直至單體電池電壓下降至電池下限，終止放電；

5.4運行中的維護

a)應經常檢查電池浮充狀態是否正常，電池的浮充電壓(25℃)應按說明書規定值進行；

b)蓄電池端子應用螺栓、螺母連接，蓄電池間的連接電壓降ΔU＜8mV；

c)電池組中各單體電池間的開路電壓最高與最低差值不大于20mV；浮充時單體電池端電壓的最大差值應不大于50mV；

5.5閥控式鉛酸蓄電池的電壓偏差值及終止電壓值：

表2 蓄電池電壓偏差值

閥控式鉛酸蓄電池 標稱電壓（V）

2 6 12

運行中的電壓偏差值 ±0.05 ±0.15 ±0.3

開路電壓最大差值 0.03 0.04 0.06

放電終止電壓 1.80 5.25

（1.75×3） 10.5

（1.75×6）

交流失電的事故狀態下，蓄電池是電廠及電力變電站的唯一的能源供給者，是電廠及電力變電站賴以運行的動力心臟。對蓄電池的合理的、有效的運行管理與維護，尤其對蓄電池的開路檢測是十分重要的。

參考文獻：

篇7

關鍵詞： PWM整流器 EPS應急電源 工作原理

1.引言

GB50045―95（2001年版）規定：“一級負荷應由兩個電源供電，當一個電源發生故障時，另一個電源應不致同時受到損壞。一級負荷別重要負荷，除上述兩個電源外，還必須增設應急電源。”常用的應急電源有下列幾種：（1）獨立于正常電源的發電機組；（2）供電網絡中有效地獨立于正常電源的專門饋電線路；（3）蓄電池。應急電源包括柴油發電機組、EPS和UPS。EPS尤其適用于當高層建筑消防設施沒有第二路市電，又不便于使用柴油發電機組的場合。PWM整流器具有功率因數可為“1”，交流側電流為正弦波和電能可以雙向傳輸等優點。下面先介紹PWM整流器的工作原理，再提出把充電電路與逆變電路集為一體的新型EPS電源。

2.PWM整流器工作原理

PWM整流器采用全控型開關管取代傳統的半控型開關管或二極管，以PWM斬控整流取代了相近整流或不控整流，具有以下幾大優良性能：

（1）交流側電流這正弦波。

（2）交流側功率因數可控（如單位功率因數控制）。

（3）電能雙向傳輸。

（4）較快的動態控制響應。

顯然，由于電能的雙向傳輸，PWM整流器不是傳統意義上的AC/DC變換器。當PWM整流器從電網吸收電能時，其運行于整流工作狀態，作為整流器工作；而當PWM整流器向電網傳輸電能時，其運行于逆變狀態，作為逆變器工作，所以PWM整流器是集整流與逆變于一身的新型變換器。PWM整流器模型電路圖如圖（1）所示：

圖（1） PWM整流器模型電路圖

其中E為電網電壓，L是網側電感，R是網側等效電阻。交流側電壓具有如下關系：

E=VL+RI+V (V為整流橋交流側電壓)

在穩態條件下，各電壓的矢量關系如圖（2）所示：

圖（2） 電壓矢量關系

電網電壓E作為實軸坐標系，即有功分量。從圖上可知，RI，VL都是由電流I決定的。控制電流矢量I與E的夾角φ就可以進行網側功率因數控制，當電流矢量I在第一、四相限時，有I*E*cosφ＞0，PWM整流器吸收電網有功功率，此時PWM整流器是真正意義的整流器；當電流矢量I在第二、三相限時，有I*E*cosφ＜0，PWM整流器則向電網提供有功功率，此時，PWM整流器則是逆變器。只要控制電流I的大小和φ，就可以控制PWM整流器的工作狀態（整流/逆變）和功率因數。電流|I|一定時，|VL|也一定，忽略R的影響，電壓矢量關系如圖（3）所示：

圖（3） Φ=0（整流）；φ=π（逆變）

3.傳統的EPS應急電源

3.1應急電源

工程供電設計中對于一二類重要負荷需要考慮供電連續性的措施，除了雙電源、雙回路供電外，還配有應急電源。應急電源是與電網在電氣上獨立的各種電源，包括柴油發電機組和蓄電池，其中蓄電池又分為EPS和UPS。柴油發電機組作為傳統的備用應急電源，輸出功率大，供電時間長，但切換時間相對較長，有噪音干擾，供電質量不高，成本高，廣泛應用于賓館、飯店及其它重要負荷的供電場所。UPS是在電網正常供電時，電網經過整流電路給蓄電池浮充，同時，逆變電路工作，給負載提供電能，當電網異常時，逆變電路繼續工作，切換時間小于10ms，由于UPS一直處于工作狀態，效率約為80%―90%，成本比較高，主要應用于銀行、證券和電信等重要場合。

3.2EPS

EPS應急電源是以CPU為核心，加上整流充電模塊、逆變放電模塊、旁路切換模塊和蓄電池組成的智能供電模塊，采用高電子集成模塊化結構的強弱電一體化系統，是一種高科技環保產品。它在緊急的情況下作為重要負荷的第二或第三電源供給，可望替代不少場合的柴油發電機組和UPS。它采用智能芯片控制，維護簡單，自動操作，市電異常時，即市電小于187V或高于242V，自動切換，切換時間小于0.5s，可無人值守；采用IGBT逆變橋PWM控制，供電電壓穩定，逆變頻率穩定，波形好；平時處于睡眠狀態（浮充），逆變橋不工作，電能損耗小，放電效率高。它主要適用于電梯、消防、安防、應急照明、醫院手術室和實驗室等重要場合。傳統的EPS采用后備式結構，如圖（4）所示：

圖（4） 傳統EPS工作原理

從圖中可以看出，充電電路與放電電路是分開的，當市電正常供電，切換開關Ks接通市電，應急電源處于整流狀態，蓄電池浮充，逆變電路不工作。當市電異常時，切換開關接通逆變電路，應急電源進入逆變狀態，并停業充電；同時，檢測蓄電池組端電壓，當端電壓小于放電終止電壓時，蓄電池放電完畢，停業放電。再加上蓄電池組過壓、欠壓保護；輸出交流過壓、過流、高溫、短路保護等功能就組成了傳統EPS應急電源的全部功能。

4.新型EPS應急電源工作原理

根據傳統的EPS應急電源，任何時候充電電路與逆變電路都只有一個電路工作，是一種互斥關系，而且需要配置兩套驅動電路，分別驅動整流橋和逆變橋。在結構上有一定的臃腫，控制復雜，功耗高，成本高。充電電路與放電電路都是由IGBT及二極管組成的橋路，它們的驅動電路都是由IGBT驅動芯片及其一些電路組成，結構完全相同。如果可以把充電、放電兩部分電路合為一體，則結構簡化，控制簡單化，系統可靠性也相對提高，更重要的是產品成本低，功耗也相對減少一半。而PWM整流器則提供了理論依據，這兩者都就是設計新型EPS應急電源的出發點。

4.1新型EPS工作原理

新型的EPS應急電源工作原理如圖（5）所示：

圖（5） 新型EPS工作原理

從圖中可以看出，它也是后備式電源。只是在結構上“充電電路”與“逆變電路”合并為一個“整流/逆變橋”，比傳統的EPS應急電源簡單。其中，整流逆變橋是PWM整流器。具體的工作原理是這樣的：當市電正常時，Ks合并，即市電同時給負載和電池供電，PWM整流器工作于整流狀態，蓄電池浮充。當市電異常時，為了防止電能回饋電網，Ks斷開，由電池給負載供電，PWM整流器工作于逆變狀態，蓄電池放電。同時，檢測蓄電池端電壓，直到端電壓下降到放電終止電壓時，即蓄電池放電完畢，自動關閉PWM整流器。重新充電才能重新使用。由于PWM整流器能夠控制功率因數，因此給定電流信號應與電網電壓同相（整流），或者反向（逆變），可以單位功率因數控制，凈化電網，提高效率。

4.2系統結構

新型EPS具有傳統EPS應急電源的功能，各種報警、參數設置與顯示和通訊功能等。新型EPS還可以對蓄電池進行更全面的監控，如單節電池電壓檢測，容量檢測，更理想的充電過程等。系統結構框圖如圖（6）所示：

圖（6） 系統結構框圖

4.2.1輔助電源

PWM整流器擔任了兩重任務，給蓄電池充電與放電，為了能夠持續工作，驅動電路絕不能出現斷電現象。開機時，首先“輔助電源1”給驅動電路供電，蓄電池充滿電后，“輔助電源2”同時給驅動電路供電，以防電網突然停電。市電異常時，“輔助電源1”自然也斷電，但是“輔助電源2”照常供電，不會影響PWM整流器的工作。

4.2.2電量檢測

在EPS工作期間，我們應同時檢測以下幾個電量（電流或電壓）：

（1）市電電壓E，以便決定PWM的工作狀態。

（2）PWM整流器交流側電壓V，作為逆變時輸出電壓的反饋信息。

（3）PWM整流器交流側電流I，用于功率因數控制，以及作為整流時電流內環的反饋信息。

（4）蓄電池端電壓Vdc，作為整流時電壓環外環的反饋作息，也對蓄電池進行各種操作的依據（恒流充電，恒壓充電，浮充，停止放電）。

（5）PWM整流器直流側電流I′，蓄電池容量檢測的主要參數，蓄電池容量為放電電流與放電時間的乘積。

4.2.3容量檢測

蓄電池在使用過程中，容量是不斷下降的，當電池容量衰減至初始值的80%時，進入快速失效期，容量衰減加快，普遍認為容量低于初始值的80%的蓄電池為失效電池。若沒有發現失效電池而繼續使用，將埋下安全隱患。可見電池容量是很重要的一個參數，應不定期檢測。進行容量檢測時，控制放電電流I′為一指定的恒定值，并計時，當電蓄電池電壓下降到放電終止電壓時，即放電完畢，停止放電和計時，并立刻對蓄電池充電。

4.2.4工作狀態切換

由于該EPS電源添加了蓄電池容量檢測功能，此時，PWM整流器工作于有源逆變狀態，那么PWM整流器就有三個工作狀態：整流，有源逆變和無源逆變，它們之間的關系如下：

（1）市電正常時

整流：依次給蓄電池恒流充電、恒壓充電和浮充，控制對象是PWM整流器直流側電壓和交流側電流波形。

有源逆變：容量檢測時間到，控制對象是PWM整流器直流側電流和交流側電流波形。

（2）市電異常時

無源逆變：斷開開關Ks，控制PWM整流器交流側電壓為220V，電流為正弦波，頻率為50HZ。

4.2.5控制電路

這是EPS應急電源的控制核心部分，實現各種工作狀態的切換控制，以及各種控制算法。對各種采樣進行轉換和存儲，鍵盤輸入信息能夠修改程序中的參數，并把一些重要變量的實時值送給顯示單元，還能進行各種必要聲光報警，有需要時，還得與上位機進行通信，實現更為友好的人機交互界面，或者遠程通訊，實現遠程監控與管理。

5.結語

根據PWM整流器能夠雙向傳輸能量并且同時進行功率因數校正，把傳統EPS充電功能與逆變功能統一由一個PWM整流器完成，控制還是由一片智能芯片完成，同時增加了單位功率因數控制和電池容量檢測功能，降低了系統的功耗和成本，功能卻更加強大。因此，新型EPS應急電源具有更廣泛的應用前景，是應急電源研究和開發的一個重要方向。

參考文獻：

［1］伍永華.閥控式鉛酸蓄電池運行維護分析.安全用電，2005，5：35-36.

［2］李立偉.鄒積巖.蓄電池在線監測系統的設計與實現.電工技術雜志，2002，11：7-9.

［3］盧其威等.一種新型三相應急電源（EPS）的研制.電氣應用，2005，24（7）：74-76.

［4］陳志萍.應急電源.科技情報開發與經濟，2004，14（11）：323-324.

［5］任紅.EPS智能應急電源系統的應用.建筑電氣，2003，2：18-19.

篇8

【關鍵詞】城市局部環境噪聲;在線監測;系統建設

【 abstract 】 local environmental noise city is a complex system of noise pollution, involving lots of environmental information, in addition to its timeliness and dynamic character of outside, still have obvious the space distribution features; Therefore, the city local environmental noise monitoring must use powerful computers and information technology, establish the whole city of network monitoring mechanism is online noise must be.

【 keywords 】 city local environmental noise; Online monitoring; System construction

中圖分類號： TB533+.4文獻標識碼：A 文章編號：

本文探究工作結合城市區域環境噪聲在線監測系統的開發,對城市區域環境噪聲在線監測的一系列新問題進行了探究。本文對當前城市聲環境狀況以及城市區域噪聲監測狀況進行了分析,指出了存在的新問題;本文介紹了地理信息系統技術、數據庫技術等相關計算機信息技術;闡述了采用計算機信息技術建立城市區域環境噪聲在線監測系統的必要性和可行性;通過系統的調研、分析以及和國內外噪聲監測系統的分析對比,確定了城市區域環境噪聲在線監測系統的設計目標、設計原則、系統架構、系統的主要功能、系統的軟硬件開發及運行環境等相關事項。

篇9

混合動力車空調充注衛士Airsept公司

大多數空調維修技師都知道空調四位一體機(回收、過濾、抽真空、加注)管路中殘留的合成聚合酯(PAG)油(PAG油是R－134a空調系統所用的油)決不能進入混合動力車的電動空調壓縮機里。混合動力車電動空調壓縮機采用的是多元醇脂(POE)油。即使混進1％的PAG油，也會降低廠家規定的POE油的電阻率。POE油電阻率的降低有可能使技師面臨高壓電擊的危險。

盡管這個危險是在混合動力車的空調系統經過多次維修后才有可能出現，但汽車維修業正設法通過一些規程來積極防范這個危險。美國汽車工程師學會(SAE)規定混合動力車空調系統每次維修時所混有的PAG油量最高不能超過0.1％。解決這一問題的典型方式是在維修中使用電動壓縮機的空調系統前，先用制冷劑清洗空調四位一體機的軟管和管路系統。雖然許多新的機型都有本機管路的清洗功能，但絕大多數在用的空調四位一體機都需要改進。

混合動力車空調充注衛士(ChargeGuard)是一種外置的脫油裝置，采用這種外置的脫油裝置就無需對在用的空調四位一體機進行改進。實際上，某些新機型的生產商甚至用充注衛士來替代空調四位一體機的管路清洗功能。這種連接方便的脫油裝置采用一種復雜的過濾系統，其工作速度比清洗管路快，而且從生產商處了解到，與典型的清洗空調四位一體機管路的方法相比，這種裝置所降低的PAG油混有量比美國汽車工程師學會規定的0.1％還低90％。

對于有多臺空調四位一體機的大型修理廠來說，擁有了這套裝置，隨便哪一臺空調四位一體機都可用于混合動力車空調系統的維修。

汽車電器診斷組件Silvertronic Limiled公司

這套綜合組件中有各式各樣的插接引線，可用于進口車和美國國產車上幾乎所有的電器接頭。該組件中包括一套6.3毫米的平面插頭和1.5毫米圓形插頭。每種尺寸的插頭都是公母成對的。每根引線都是由明黃色雙絕緣硅線纜制成的，線纜的一端是工業標準的4毫米插頭，上面標有專門的件號。這種硅橡膠線纜不會被發動的高溫部件損壞。它的插頭與4毫米的儀表插孔兼容。這套綜合組件中還包括一對硅橡膠絕緣的測試線，一個帶有6米長導線的可伸縮卷線筒，配套的T型套筒，幾個鱷魚夾，幾個直的和有角度的背探針，幾個刺線夾和一個防護箱。

電子式點火波形拾取器Automotive Test Solutions公司

利用點火波形來快速診斷與發動機有關的行駛性故障已經有許多年了。如今。大多數當動機都采用了點火線圈火花塞一體式(COP)的點火系統。在這種點火系統中，點火模塊的驅動電路是裝在點火線圈內的。由于這些點火系統沒有初級點火信號，因此無法獲取點火波形，從而技師就難以診斷發動機的行駛性故障。

電子式點火波形拾取器(E―COP)是一種創新性的工具，它可以快速地附著在COP式點火圈的殼體上，其專門設計的示波器可以采集火點波形。每個COP點火線圈都可裝一個電子式點火波形拾取器，通過一個多通道的電腦式數字存儲示波器就可觀察各個缸的點火波形。

機油濾清器拆卸套Strategic Tools and Equipment公司

許多技師都有過滾燙的臟機油流到小臂上的經歷，因而都不愿這種事情再發生在他們身上。很顯然，機油格拆卸套解決了這個問題。看到這種工具，人們不禁會贊嘆道：為什么以前從未有人想到呢?這種工具不但能將舊機濾松開，而且還能將溢出的臟機油收集起來。

機油濾清器拆卸套的用法很簡單，只需將其套在車上的舊機濾上就可以了。其內側的細齒能牢牢地卡住機油格的外側，而柔性的伸縮套管則可以緊貼著缸體。將3／8英寸(1英寸=2.54厘米)的棘輪扳手插入該工具底部的方槽里就可松開機濾，隨后將機濾和工具一起取出。溢出的舊機油被收集在機油濾清器拆卸套里，這樣就不會燙到人了。接下來就可將拆卸套內的舊機油安全地倒在容器里。這種工具適合目前所用的大部分旋裝式機油濾清器。

KTS 340故障檢測電腦Bosch Diagnostics公司

利用博世ESI(Tronic)最新的全球汽車維修信息系統，KTS340故障檢測電腦可以快速有效地診斷汽車故障，它適用于北美市場的美國車、亞洲車和歐洲車。這種檢測電腦的主要特點是：采用8.4英寸的觸摸屏、具有雙通道圖形萬用表的功能、能自動或手動識別車型，也可以通過一步步的選擇來確定所要診斷的車型。如果車輛有故障碼存在或要對車上所有系統進行快速檢查，可以選擇“車輛健康狀況快速檢查”功能，這種檢測電腦裝有博世ESI(Tronic)維修信息軟件并享有12個月的軟件免費更新服務。自動下載功能開啟后，每次將KTS340檢測電腦連到互聯網上時，將自動更新相關的軟件。

火花塞防塵罩取出器SP Tools／Schlty Products公司

當今車輛的火花塞更換周期通常都較長，而且火花塞的安裝位置都較深(特別是采用COP式點火系統的發動機)，因此，更換火花塞的用時較長。在更換時，技師都希望能順利取下火花塞的防塵罩。如果由于長時間高溫的影響，在取下的過程中防塵罩往往容易斷在火花塞的陶瓷體上。遇到這種情況時，先得將斷掉的防塵罩從火花塞陶瓷體上一點一點地取出，然后才能把套筒套在火花塞上。最常遇到這種問題的發動機是1997年以后的福特“modulars”采用的4.6升和5.4升V8發動機以及1999以后的6.8升V10發動機，還有克萊斯勒5.7升HemiV8發動機和3.7升V6發動機(編者注：克萊斯勒的Hemi是源于“hemispherical”一詞的縮寫，是由于發動機采用了半球形燃燒室而得名，Hemi發動機自上個世紀50年代起就已經誕生，至今已繁衍了半個多世紀。其特點是發動機汽缸的進排氣門采用傾斜角度布置，以更好地利用氣流提升汽缸的進排氣效率，汽缸燃燒室因此而呈半球形，這種汽缸結構設計一直沿用至今)。N068450火花塞防塵罩取出器能插入斷掉的防塵罩和火花塞陶瓷體之間并使斷掉的防塵罩脫離火花塞的陶瓷體，隨后便可將其取出。盡管是為上述發動機專門設計的，但這種工具也能用于陶瓷體直徑為0.432英寸或更小的火花塞上。

CarDAQ-M汽車電腦用編程儀

Drew Technologies公司

CarDAQ－M汽車電腦用編程儀是世界上首款模塊化、可現場升級并符合J2534標準的(J2534是美國汽車工程學會對汽車電腦編程方面的規定)閃存編程儀。這種電腦編程儀目前有四個模塊，他們分別是J2534-1模塊、J2534-2模塊、Mega-CAN模塊和Mega-Kline模塊。現在可購買并使用其中任何一個所需模塊，以后可根據需要再添加其他的模塊。這樣就可以隨著J2534-2的發展和汽車技術的進步來升級編程儀。

這種汽車電腦用編程儀可安裝多達7個擴展模塊，根據技術的發展，該公司將會推出新的模塊。給編程儀升級時只需旋下儀器背面的4個膠墊，插上擴展的模塊。再裝上新的膠墊就可以了。這些模塊都是防靜電的。所以用一把起子就可將編程儀在車間里進行升級。

Y型舉升機Rotary Lift公司

YAl2型平板舉升機設計巧妙。它采用Y型的支架，適用于小到迷你靈巧型兩座車、大到輕卡和SUV等各種車型的維修和四輪定位，最大的舉升質量可達12000磅(約6噸，1磅=0.45千克)。與剪式舉升機升舉時向前運動不同，這種舉升機的Y型支架以及它的機構結可以使舉車臺板垂直升降，因此，舉升機所需的工作范圍就小。轉角盤的尺寸為：長17.75英寸、寬17.75英寸、高2英寸，軸距從71.5英寸到158英寸的車都可以在這種舉升機上做四輪定位，寬達88英寸的車也可以使用這種舉升機。

該舉升機可以感知汽車的重量并能根據重量調整升降的速度。舉升用時平均為37秒。即使在最大負荷的情況下，Y型的支架也能在50秒內升高至68.2英寸的最大高度。包括工作缸在內的關鍵部件都受到舉升臺板的保護。YA12型舉升機還有加長型的(EL1型)，這種加長型的可以給軸距長達17.5英寸的車做兩輪定位(另一種加長型“L”型可以給軸距長達164.5英寸的車做兩輪定位)。

TPL16長柄卡簧鉗Mac Tools公司

每家修理廠都有卡簧鉗，實際上可能有直嘴和彎嘴幾種不同用途的卡簧鉗。但有些內軸承座上的卡簧位置很深。拆這些卡簧就需臨時想辦法或額外地拆下一些東西或者干脆就不拆。

這種新式的16英寸長柄卡簧鉗能解決維修重型車時經常遇到的一些問題(如福特的重型手動變速器和自動變速器；道奇公羊HD柴油車的自動變速器及后輪油封)，甚至轎車也能用到這種工具(如更換安全氣囊)。增加5個一套的鉗嘴就可增加這種卡簧鉗的功能。這套鉗嘴中有0.038英寸和0.047英寸直口和90度彎口鉗嘴各兩個，還有一個0.070英寸的直口鉗嘴。這種卡簧鉗的鉗口上有細齒，因此還可作為加長的普通鉗子來用。

45665G2柴油機噴油器測試儀 Hickok公司

在診斷福特Powerstroke／Navistar6.0、Navistar4.5 V6柴油裝備卡車和16車的第2代(G2)液壓電子式柴油噴射系統時，沒有技師想犯錯誤，但特別是在無故障碼的情況下，要想準確找到行駛性故障(難啟動、冒白煙、缺缸等)的原因絕非是件容易的事。

將這種G2柴油機噴油器測試儀連接到發動機電腦線束和個人電腦就可以看到所有噴油器的實時噴油曲線圖。曲線圖是用專利型的算法通過計算噴油器電磁滑閥的工作時間而得出的。低質柴油和臟的油通常會使噴油器電磁滑閥的打開時間延遲，而電磁滑閥延遲打開是噴油嘴器故障的最根本原因。如果所測的噴油器中有故障，那么該噴嘴器的噴油曲線圖就有別于其他正常的噴油器，這樣的話就可以避免為解決問題把所有的噴油器都換掉(通常情況下，遇到噴油器出問題而造成行駛性故障，只需換掉一兩個噴油器就可以了)。測試儀要在發動機冷機或熱機時使用，這一點很重要，因為許多故障只有在發動機溫度低時才會出現。

與檢測儀配套的軟件還可以做斷缸試驗，讀取燃油系統故障碼(如果有故障的話)以及為向客戶說明故障原因而存儲曲線圖。雖然這種檢測儀與個人電腦連用時最為方便，但它也能獨立使用。獨立使用時，檢測儀能顯示噴油器電磁滑閥的工作數值，所以就能找出問題的噴油器。

6007A型專業自動化蓄電池充電／檢測儀 ASSOCiated Equipment公司

由于一臺蓄電池專用設備不能同時滿足各種不同的需求，因此市面上有許多各式各樣的蓄電池測試儀和專業充電機。多功能的6007A專業智能自動化蓄電池充電／檢測儀的最高充電電流可達40安培，并且還具有蓄電池檢測的功能。這種設備的充電電壓穩定，這一點對于給汽車電腦編程和接上檢測電腦、打開點火開關做長時間的故障檢測來說非常重要。不給蓄電池充電而進行上述兩項工作時有可能會把蓄電池的電用光(或導致與低電壓有關的故障碼出現)。該設備的充電功能適用于所有的12伏蓄電池，包括濕式蓄電池、AGM蓄電池(AGM蓄電池是指用超細玻璃纖維做隔板的鉛酸蓄電池)和膠體蓄電池(Gel cell)(編者注：膠體蓄電池是指在硫酸中加膠凝劑使硫酸電液變為膠狀的鉛酸蓄電池)。另外還有兩種智能程序，一種是嘗試恢復放電過度極板的存電功能，另一種是在無人看管的情況下給AGM蓄電池充電。

233／A型分體式汽車用萬用表 Fluke Corporation公司

這種儀表的名稱本身就已說明了一切：也就是說，這是一種數字式萬用表，它的顯示屏可單獨放置在工作范圍內(約10英尺)的任何位置上。如此一來，即使測量那些不易測量的地方，也無需考慮探針引線如何走線才能看到表上的讀數。表身將測量讀數通過無線傳輸的方式傳到顯示屏上。顯示屏的背面是平的并且有磁性，可放置在適合看清讀數的位置上。例如：測量制動燈電路時，可將表身置于車輛的后部，顯示屏放在車輛的儀表板上，再踩制動。這樣的話，只需一個人就可以檢查制動燈電路了。這種萬用表分三級和四級兩種，三級的可測量1000伏的電壓，四級的可測量600伏的電壓，因此，它適用于采用高電壓的混合動力車。

TC575免撬桿式扒胎機Hunter Enginrreing公司

TC575免撬杠式扒胎機將旋臺式車輪夾緊裝置和側置式胎邊松動鏟的功能結合在一個裝置上，它適用于所有低檔到高檔的輪胎總成。這種開關控制的免撬杠裝置可平穩插入胎邊和鋼圈緣的結合處，然后再將胎邊拉到鋼圈緣的上方。不用胎邊撬杠可以降低技師的壓力，從而防止技師無意中損壞胎邊和鋼圈緣。雙缸的旋臺式夾緊裝置適用于12-30英寸的輪胎總成，并有兩個工作位置可調。這種旋臺式夾緊裝置能在保持大型輪胎總成穩定的情況下輕易松下下部的胎邊。自動旋臂不需要很大的空間，為了提高相同尺寸輪胎的維修速度，可根據所修輪胎的直徑和寬度用按鈕將自動旋臂鎖在預先設定的位置上。維修難以拆裝的輪胎總成時，為了防止損壞鋼圈和胎邊，這種扒胎機的220伏電機和兩速驅動系統可以低速、大扭矩工作，拆裝易于拆裝的輪胎時可選擇快速

模式。對于較重的輪胎總成，還可以選配氣動輪胎升降機。

Mini-DuctorⅡ電感應加熱器Inductiorl lnnovations公司

Mini―DuctorⅡ是一款1000瓦的大功率手持式電感應加熱器。它具有符合人體工程學的外形，防滑的握把和用于照明工件的超亮發光二極管燈。這種工具比氣割槍快，也比氣割槍安全。它采用高頻磁場來加熱咬死的螺帽、軸承、皮帶輪以及其他金屬或機械構件，從而可以在沒有明火的危險情況拆下這些東西。用這種工具可以徹底消除通常由于明火而帶來間接危險。

選配的組件中有各種不同尺寸和長度的線圈，這些線圈可以給那些難以加熱到的地方進行加熱，例如角落周圍和深凹之處。另外還可選配Mini-Pad，用來去除乙烯樹脂圖案和其他車身上的裝飾物。

舉升機活動托臂防護罩 Mohawk Lifts公司

凡被舉升機活動托臂撞著頭的技師都可能覺得郁悶，往后在舉升機下工作時就會十分小心，但有時一不小心就又會撞著頭。假設如你遇到這事肯定就會希望舉升機活動托臂上應有防護罩。如果用膠水把一塊塊的橡膠皮黏在舉升機活動托臂棱角上，那么其結果會喜憂參半，因為車間里的化學物品會滲透進粘接處，從而使膠水失效。無論想什么辦法都不盡如人意，就連如何長時間固定防護物都會成為令人頭痛的問題。最終，一家舉升機生產商想出了辦法，他們推出了一套外形合適的防護罩，這種防護罩適用于該公司兩柱舉升機活動托臂(據稱也適合其他品牌的兩柱舉升機)。

3834輪胎氣壓傳感器歸零儀SPX／OTC公司

自從美國立法規定要逐步采用輪胎氣壓監測系統后，技師們已經意識到最少要有一種可檢測胎壓傳感和給傳感器歸零的輪胎氣壓傳感器歸零儀。NO.3834輪胎氣壓傳感器歸零儀采用導航鍵來執行一些常用功能，另外，通過無線連接(藍牙方式)與該公司的Genisys檢測電腦連為一體時還具有許多復雜的功能，因此這種儀器能通過Genisys來調用輪胎氣壓傳感器歸零程序和一些增加的診斷功能。該儀器適用于2009年以前所有的輪胎氣壓監測系統，一Ea Genisys裝了新的軟件，NO.3834就可通過無線連接的方式進行升級。

Ottotest車輛通信接口模塊 Biue streakes ectronics公司

Ottotest車輛通信接口模塊(VCI)是一種用個人電腦(如：觸屏式手持電腦、平板電腦或筆記本電腦)作平臺的汽車檢測電腦。它的處理器功能強大并具有未來的擴展功能。通過從互聯網下載程序，這種檢測電腦很容易更新。與車輛的鏈接也很簡單，只需將它接到標準的OBD lI接口上就可以了，不需要任何電鑰匙或轉接頭。該檢測電腦支持的通信協議有：CAN、J2534、J1850、ISO9141、ISO14230、KWP2000、ISO15765、CCD和UART。

技師可用該檢測電腦的無線寬帶(WiFi)功能可一邊遙控車輛的執行器，一邊觀察執行器的動作。這種檢測電腦還能保存大量的數據流，每個文件所含的數據幀可達10000幅，這些保存的數據流可供以后再看。觸摸式導航菜單是專為平板電腦設計的。使用起來非常直觀。這種檢測電腦還可以進行車身電腦、底盤電腦或發動機電腦的軟件更新，無需其他輔助設備。

DIA-4點火分析儀Dynamic Auto Teat Engineering公司

與基于電腦的示波器連用，DIA-4點火分析儀可直接獲取3種工況下的點火火花持續時間供技師診斷故障用，這三種工況分別是怠速工況、2000轉／分空轉工況、有負荷工況。接上分析后，所有的測試會在3分鐘內完成。只需在導線一端裝上不同的夾頭，這種分析儀就可用于點火線圈、火花塞一體式(CoP)的點火系統和無分電器式的點火系統。該分析儀只用示波器上的兩個通道就可成對顯示多達8缸的波形。將示波器的時基設置為1毫秒時，技師能清楚地觀察到燃燒室內電火花工作的情況。如果某一缸的點火性能與預先設定的值有偏差，那么分析儀上與該缸對應的指示燈就會呈紅色。這種點火分析儀能將每個點火線圈的工作情況分開單獨顯示，這樣就無需將重疊的直列波形恢復原狀。

內置的阻尼電路可以防止示波器受初級感應電壓的沖擊，也可抑制次級電路泄漏出的高壓電。技師坐在駕駛座上用該分析就可以控制所有汽缸的工作，其中包括對采用COP式點火系統的發動機進行斷缸試驗，或者改變無分電器式點火系統的極性。

在線式故障診斷儀Autoland Scientech公司

許多人都熟悉云計算的概念。云計算就是通過共享互聯網資源進行計算。在線式故障診斷儀(DOL)將這一概念用到了汽車故障診斷上。通過互聯網技師可以獲取40種不同品牌車的故障診斷信息。這些故障診斷信息中包括發動機故障診斷信息，自動變速器故障診斷信息，ABS故障診斷信息，安全氣囊故障診斷信息以及其他許多系統的故障診斷信息。這種診斷儀連接快速而方便，具有無線藍牙通信功能并能用低網速的網絡。

診斷信息存儲在一個專用的服務器上，通過簡單地操作視窗系統(Windows)就可以連接此服務器。這種診斷儀兼容最新版本的視窗系統，具體的功能包括讀取和清故障碼、讀數據流以及驅動執行器。該診斷儀不能給汽車電腦編程，也不是專用的檢測電腦，但用它能獲取主要汽車生產廠家的專有診斷數據，不過要支付一小筆費用。實時的遠程幫助功能可對診斷疑難雜癥提供額外的幫助。

Hammerhead氣動棘輪扳手 IngersoⅡ-Rand英格索蘭公司

篇10

關鍵詞：輸電線路；閃絡電流；絕緣子；無線網絡；在線監測

作者簡介：董京勝（1968-），男，北京人，北京市電力公司昌平供電公司，助理工程師；李干（1988-），男，河南商丘人，北京市電力公司昌平供電公司，工程師。（北京　102200）

中圖分類號：TM75?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）36-0152-02

高壓輸電線路中絕緣故障引起的斷電次數較多，而輸電線路的絕緣子是高壓網絡中絕緣的薄弱環節。[1]絕緣子長期暴露在空氣中，并長期工作在驟冷驟熱、強電場、風吹雨打、潮濕、污穢物（酸、臭氧、灰塵等）的惡劣環境中，易出現絕緣強度降低、內部裂紋和污閃等故障。據統計，國內110kV以上的線路大多數都發生了不明原因的閃絡，造成了輸電線路絕緣性能下降，導致了重合閘動作失效，其所占電力系統故障的比例高達22%，對電力系統的穩定性有很大影響，引起了國內外的廣泛關注。[2-5]傳統的監測方法包括：離線的鹽密度監測法、絕緣電阻測定法、分布電壓測定法、交流耐壓法等，以往的都是定時檢修方法，工作量較大、測量精度不夠高，不能實時在線監測絕緣子的狀態，無實施細則，具有一定的盲目性。[6]

隨著科技的發展，市場上也出現了絕緣子閃絡的在線監測產品，大多數產品采用監測絕緣子的泄漏電流的方法判斷絕緣子閃絡，利用GSM、CDMA、GPRS等衛星通信網絡實現了絕緣子在線監測，然而這類型監測設備成本較高，后期維護價格更是昂貴，未能大范圍的推廣應用。因此，探討高壓輸電線路上絕緣子閃絡在線監測技術，是解決該問題的有效方法之一。本文提出了一種基于無線自組網的絕緣子在線監測系統，在某些程度上大大降低了設備運行和維護的成本，實現了輸電線路絕緣子全范圍的在線監測，能夠迅速確定絕緣子的故障位置，大大提高了檢修工人的工作效率。

一、在線監測系統的設計

高壓輸電線路絕緣子閃絡在線監測系統由閃絡電流傳感器、信號處理單元、太陽能供電單元、無線通信網絡單元組成，如圖1所示。太陽能充電儲能系統保證了監測設備能夠長時間運行，無線網絡實現了故障發生時能夠及時通知工作人員故障的原因及地點。

絕緣子發生閃絡故障時，發生絕緣子擊穿，引起電力系統對地的工頻續流，造成短時間的工頻接地故障。輸電線路接地桿塔流過較大的工頻續流，能產生一個工頻交流電磁場。本文提出的監測系統利用電感線圈直接測量工頻電磁場來識別絕緣子是否發生閃絡。這種故障定位方法簡單、可靠，而且不依賴于任何測距算法，原理上沒有故障定位誤差。一旦發生故障，監測裝置會主動喚醒周邊的其他監測裝置，并發送故障數據信息，然后數據信息以“手牽手”接力的方式傳送到數據匯集單元，最后匯聚節點通過GPRS網關傳輸到監控中心。如果中間某一個監測單元因故障不能實現“手牽手”通信鏈路，則監測單元會自動搜索周圍其他良好的監測單元，通信單元的冗余度提高了監測系統通信網絡的可靠性和穩定性。監控中心分析上傳的數據以直觀的方式反饋給用戶，同時將數據保存或者打出報表。

輸電線路上獲取能源成本較高且安裝復雜，本文提出的系統采用Atmel公司的低功耗atmega8單片機、TI公司低功耗傳輸網絡芯片CC1101以及無源閃絡電流傳感器，降低了系統整體的能耗，監測設備在無光照或光照強度不夠時不能對監測設備的電池進行充電，電池自身電量可以使監測設備工作4個月，當陽光充足的時候，太陽能對蓄電池充電，連續8個小時可以充滿電，保障了系統供電的可靠性。

二、信號調理處理設計

輸電線路存在大量的諧波和電暈現象，監測裝置在這種強磁場高電壓干擾下，易造成傳感器信號的失真。濾除高次諧波、提取工頻50Hz的工頻信號為絕緣子在線監測系統提供了一定的科學數據，為識別和判斷絕緣子閃絡提供了可靠的保證。為了盡可能多的獲取信號中真實的數據和減少CPU處理數據的負擔，本文采用 Butterworth有源低通模擬濾波器濾除信號中的300Hz以上的信號成分，如圖2所示。濾波器是通過RC濾波電路和相同比例放大電路的壓控電壓源二階低通濾波電路來實現的，該電路的小信號分析結果如圖3所示，具有良好的濾波效果，達到了現場環境的要求。

為了提高監測系統的靈敏度，將濾波后的低頻信號進行10倍放大，再利用運放開環電路實現了電壓比較器功能，通過調節可調電阻提供的參考電位可以改變故障電流的整定值。當發生故障時，傳感器耦合的信號經過濾波、放大后與故障電流整定值比較輸出高電平，觸發MCU外部中斷0喚醒單片機，比較器輸出波形如圖4所示，圖4中正弦信號是閃絡電流傳感器測量的信號，直流為故障電流整定值，通過調節可調電阻比例值改變故障電流整定值，方波信號是傳感器測量信號和整定值比較的結果，可將輸出信號傳給MCU。單片機經過計算分析故障電流，通過無線傳輸模塊傳送到終端服務器，以便工作人員能夠準確確定閃絡電流發生的位置，盡快檢修絕緣子恢復供電。

三、無線通信網絡設計

隨著無線傳感網絡技術和Zigbee技術的發展，大量傳感器網絡通過自組網方式構成星型、網狀、環形等多種網絡拓撲結構，各種網絡結構均包括路由節點、協調節點、設備終端節點，其中路由節點、協調節點要求一直或者間歇處于接收狀態并要求實時供電，終端節點可以處于休眠或者待機狀態。而電力系統輸電線路屬于鏈狀結構，要求各個節點都要完成路由節點、終端節點、協調節點的功能，且節點要求低功耗、低成本，因此，Zigbee技術不能完全移植到輸電線路絕緣子的在線監測系統。本文針對輸電線路在線監測自身特點提出了一種新型的無線傳感網絡，能夠實現實時監測輸電線路絕緣子閃絡，如圖5所示。

無線收發芯片CC1101是一種低成本、低功耗、無需申請頻點、傳輸可靠、支持無線傳感網絡技術的單片可編程UHF收發芯片。其工作頻段靈活，可以設定在315MHz、433MHz、868MHz和915MHz的ISM工業科學、醫療和SRD頻段。CC1101收發器集成了一個可配置的調制調解器，其可編程數據的傳輸速率可達500kBaud。無線收發空曠的傳輸距離達300～500m，且該模塊具有無線遠程喚醒功能，支持低功率電磁波激活功能，利用該模塊的無線喚醒特性可以方便的實現自組網、低功耗的功能。[7]

在輸電線路無故障狀態下，各個閃絡電流監測設備處于休眠狀態，功耗小于50uA。現假設7號桿塔發生絕緣子閃絡，有工頻續流流過桿塔，此時監測設備檢測到電流產生的工頻磁場，觸發和喚醒MCU，單片機通過數字信號分析處理，判斷是否是由于絕緣子閃絡造成的故障，如果判斷為絕緣子閃絡，喚醒該監測設備的無線通信模塊，該模塊發射低功率的電磁波喚醒周邊的3、5、6、8節點，按照預先設定的模式將故障信息發送到3號節點，CC1101帶有硬件地址檢測功能，5、6、8節點由于地址不匹配忽略收到的數據。如果3節點出現故障不能自組網，7號節點依次將數據發送到5、6、8節點，直到收到對方的應答，表示信道良好。這樣在某種程度上大大降低了網絡的盲點，當數據傳輸到匯聚節點時，通過GPRS模塊將數據傳輸到終端服務器，實際運行中可以每間隔10～30公里加裝一個GPRS模塊，降低了設備維護和運行的成本。絕緣子在線監測設備具有硬件自檢功能，當發現監測設備電池電量低時，相鄰的監測設備通知服務器及時更換該節點，以保證監測設備無線自組網的健壯性和可靠性。

四、結論

第一，絕緣子閃絡的在線監測系統可以及時掌握絕緣子的運行狀況，實現了狀態檢修，節約了成本也提高了工作人員的工作效率。

第二，絕緣子在線監測設備采用了低功耗的MCU和無線射頻模塊，同時利用無線喚醒特性和太陽能充電儲能系統，降低了監測設備的功耗和保證了工作電源的可靠性，實現了絕緣子實時在線監測，提高了電力系統供電的可靠性。

第三，監測設備具有數據遠傳功能，解決了長距離信號采集傳輸的問題，同時也降低了設備和后期維護的成本，實現了全范圍、低成本的絕緣子在線監測系統。

參考文獻：

[1]于萬聚.高速電氣化鐵路[M].成都：西南交通大學出版社，2005.

[2]顧樂觀，孫才新.電力系統的污穢絕緣[M].重慶：重慶大學出版社，

1988.

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[4]Tomotaka.Frequency characteristics of leakage current waveforms of a string of suspension insulators[J].IEEE Transactions on Power Delivery，2005，

20（1）：481-487.

[5]Piah MAM，Darus A.Modeling leakage current and electric field behavior of wet contaminated insulators[J].IEEE Transactions on Power Delivery，2004，

19（1）：432-433.

[6]陶元忠，包建強.輸電線路絕緣子運行技術手冊[M].北京：中國電力出版社，2003.