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申请/专利权人：中煤科工集团沈阳研究院有限公司

摘要：本发明涉及电气设备老化检测技术，温度变化率差值法电气设备老化检测系统，其中温度传感器组的测量端分别于电气设备内部连接导线、母线和运行环境电性连接，温度传感器组的信号输出端与滤波单元的信号输入端电性连接，滤波单元的信号输出端与无线传输单元的信号输入端电性连接，报警单元的信号输入端与微处理器的信号输出端电性连接，控制指令输入单元的信号输出端与微处理器的控制信号输入端电性连接，微处理器的通讯接口通过通讯单元与工业计算机电性连接，可以根据温度变化率对电气设备的老化程度进行判断。本发明还提供温度变化率差值法电气设备老化检测方法。

主权项：1.温度变化率差值法电气设备老化检测方法，使用温度变化率差值法电气设备老化检测系统，其特征在于：温度变化率差值法电气设备老化检测系统由微处理器、无线传输单元、滤波单元、温度传感器组、报警单元、参数设置单元、控制指令输入单元、通讯单元、工业计算机和电气设备组成，其中温度传感器组的测量端分别于电气设备内部连接导线、母线和运行环境电性连接，温度传感器组的信号输出端与滤波单元的信号输入端电性连接，滤波单元的信号输出端与无线传输单元的信号输入端信号电性连接，无线传输单元的信号输出端通过无线网络与微处理器的信号输入端电性连接，报警单元的信号输入端与微处理器的信号输出端电性连接，参数设置单元的信号输出端与微处理器的参数信号输入端电性连接，控制指令输入单元的信号输出端与微处理器的控制信号输入端电性连接，微处理器的通讯接口通过通讯单元与工业计算机电性连接；温度变化率差值法电气设备老化检测方法，包括以下步骤：步骤1、系统上电，设置系统采集路数、温升变化率系数、倍率系数参数；步骤2、在控制指令输入单元中输入温度检测起动信号；步骤3、微处理器采集温度传感器组的信号，并进行数据处理，同时对数据进行显示和传输；在步骤3中，包括步骤31、微处理器在采集3个温度数据后开始计算温度变化率，第3个温度信号记录U0，第4个温度信号记录为U1，依次记录到第（n+3）个温度信号Un，根据温度传感器的特性关系将温度数据换算温度值，计算公式为： （1）其中：T为温度，单位为℃；Q为温度传感器量程，单位为℃；US为最大量程对应的电压，单位为V；U为温度传感器反馈电压，单位为V；步骤32、将温度数据转换成温度变化率，转变公式如下： （2）其中：∆T为温度变化率，单位为℃；Tn为第n个温度值，单位为℃，n为正整数；Tn-1为第（n-1）个温度值，单位为℃；步骤33、通过计算得到电气设备内部监测点和运行环境温度变化率分别记为∆Tn1和∆Tn2，计算两者差值的绝对值：（3）其中，P为温升变化率差值，单位为℃；步骤34、计算温升变化率差值P和K倍电气设备内部监测点温度变化率∆Tn1差值，依据下述公式：（4）其中，Q为温升变化率差值P和K倍电气设备内部监测点温度变化率∆Tn1差值，单位为℃；K为温升变化率系数，无量纲；若Q0，则判断温度变化率变化过高，电气设备内部监测点有老化风险；在步骤3中，包括步骤35、温度数据采集时以M个数据为数据处理小周期，采集N个数据后开始建立第一个小周期，N＞M，如果小周期内M个数据内有干扰数据，则向前取数据替代重新建立小周期，计算小周期内数据的平均值，即： （5）其中，为小周期内数据平均值，单位为V；M为数据处理小周期，无量纲；Ui为小周期内电压数据，单位V，i取正整数；将小周期内的数据与数据平均值做差运算然后取绝对值，并进行比较，计算过程如下： （6）其中，F为电压信号比较参数，单位为V；s为电压信号比较系数，无量纲；电压信号比较参数F的计算过程如下：7如果公式（6）成立，则数据Ui为非干扰数据，微处理器进行存储和下一步计算；如果公式（6）不成立，则剔除数据Ui，剔除干扰数据后向前取一位数据重新建立小周期，采用均值倍率推导法补充数据，继续按照小周期均值比较法对数据进行处理；在步骤35中，包括步骤36、如果公式（6）不成立，利用新计算的小周期数据平均值乘以倍率系数进行补充剔除数据，计算公式如下：（8）其中，为均值倍率推导法的数据，单位为V；新建立的小周期内数据平均值，单位为V；m为倍率系数，无量纲。

全文数据：温度变化率差值法电气设备老化检测系统及检测方法技术领域本发明涉及电气设备老化检测技术，尤其涉及一种温度变化率差值法电气设备老化检测系统与检测技术。背景技术电力已经成为生活和生产中重要的能源，已经深入到工业、农业、航空航天、医疗等国民经济的各个领域。电气设备是在电力系统中对发电机、变压器、电力线路、断路器、电动机等设备的统称，属于电能产生、传输、转换和使用的载体，其安全性直接关系到电力系统稳定和人民生活质量水平。电气设备常使用在潮湿、高低温、腐蚀及易燃易爆气体等恶劣环境中，容易发生老化、绝缘击穿、电气火灾等故障。发明内容为解决上述问题，本发明提供的温度变化率差值法电气设备老化检测系统，利用老化引起接触电阻变大温度升高的原理，通过对电气设备运行过程内部连接导线、母线温度和运行环境温度在线监测，根据温度变化率对电气设备的老化程度进行判断，为电气设备智能化检验和评估技术发展奠定基础。另外，本发明还挺一种温度变化率差值法电气设备老化检测方法。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：在第一个技术方案中，温度变化率差值法电气设备老化检测系统，由微处理器、无线传输单元、滤波单元、温度传感器组、报警单元、参数设置单元、控制指令输入单元、通讯单元、工业计算机和电气设备组成，其中温度传感器组的测量端分别于电气设备内部连接导线、母线和运行环境电性连接，温度传感器组的信号输出端与滤波单元的信号输入端电性连接，滤波单元的信号输出端与无线传输单元的信号输入端信号连接，无线传输单元的信号输出端通过无线网络与微处理器的信号输入端电性连接，报警单元的信号输入端与微处理器的信号输出端电性连接，参数设置单元的信号输出端与微处理器的参数信号输入端电性连接，控制指令输入单元的信号输出端与微处理器的控制信号输入端电性连接，微处理器的通讯接口通过通讯单元与工业计算机电性连接。在第一个技术方案中，作为优选的，所述温度变化率差值法电气设备老化检测系统还包括显示单元，所述显示单元的信号输入端与微处理器的显示信号输出端电性连接。在第二个技术方案中，温度变化率差值法电气设备老化检测方法，使用如第一个技术方案中所述的温度变化率差值法电气设备老化检测系统，包括以下步骤：步骤1、系统上电，设置系统采集路数、温升变化率系数、倍率系数参数；步骤2、在控制指令输入单元中输入温度检测起动信号；步骤3、微处理器采集温度传感器组的信号，并进行数据处理，同时对数据进行显示和传输；步骤4、在温度变化率超过设定值时进行报警，并发送报警信号给工业计算机。在第二个技术方案中，作为优选的，在步骤3中，包括步骤31、微处理器在采集3个温度数据后开始计算温度变化率，第3个温度信号记录U0，第4个温度信号记录为U1，依次记录到Un第n+3个温度信号，根据温度传感器的特性关系将温度数据换算温度值，计算公式为：其中：T为温度，单位为℃；Q为温度传感器量程，单位为℃；Us为最大量程对应的电压，单位为V；U为温度传感器反馈电压，单位为V；步骤32、将温度数据转换成温度变化率，转变公式如下：ΔT＝Tn-Tn-12其中：ΔT为温度变化率，单位为℃；Tn为第n个温度值，单位为℃，n为正整数；Tn-1为第n-1个温度值，单位为℃；步骤33、通过计算得到电气设备内部监测点和运行环境温度变化率分别记为ΔTn1和ΔTn2，计算两者差值的绝对值：P＝|ΔTn1-ΔTn2|3其中，P为温升变化率差值，单位为℃；步骤34、计算温升变化率差值P和K倍电气设备内部监测点温度变化率ΔTn1差值，依据下述公式：Q＝P-K×ΔTn14其中，Q为温升变化率差值P和K倍电气设备内部监测点温度变化率ΔTn1差值，单位为℃；K为温升变化率系数，无量纲；若Q＞0，则判断温度变化率变化过高，电气设备内部监测点有老化风险。在第二个技术方案中，作为优选的，在步骤3中，包括步骤35、温度数据采集时以M个数据为数据处理小周期采集N个数据后开始建立第一个小周期，N＞M，如果小周期内M个数据内有干扰数据，则向前取数据替代重新建立小周期，计算小周期内数据的平均值，即：其中，为小周期内数据平均值，单位为V；M为数据处理小周期，无量纲；Ui为小周期内电压数据，单位V，i取正整数；将小周期内的数据与数据平均值做差运算然后取绝对值，并进行比较，计算过程如下：其中，F为电压信号比较参数，单位为V；s为电压信号比较系数，无量纲；电压信号比较参数F的计算过程如下：如果公式6成立，则数据Ui为非干扰数据，微处理器进行存储和下一步计算；如果公式6不成立，则剔除数据Ui，采用均值倍率推导法补充数据，剔除干扰数据后向前取一位数据重新建立小周期，继续按照小周期均值比较法对数据进行处理。在第二个技术方案中，作为优选的，在步骤35中，包括步骤36、如果公式6成立，利用新计算的小周期数据平均值乘以倍率系数进行补充剔除数据，计算公式如下：其中，Ui`为均值倍率推导法的数据，单位为V；新建立的小周期内数据平均值，单位为V；m为倍率系数，无量纲。使用本发明的有益效果是：本发明利用老化引起接触电阻变大温度升高的原理，通过对电气设备运行过程内部连接导线、母线温度和运行环境温度在线监测，根据温度变化率对电气设备的老化程度进行判断，提高电气设备的安全性和可靠性，避免电气设备故障引发安全生产事故，为电气设备智能化检验和评估技术发展奠定基础，对于保障社会稳定和人民生命财产安全具有重要的理论和现实意义。附图说明图1为本发明温度变化率差值法电气设备老化检测系统的系统结构简图。图2为为本发明温度变化率差值法电气设备老化检测方法的流程图。附图标记包括：1-微处理器，2-无线传输单元，3-滤波单元，4-温度传感器组，5-报警单元，6-参数设置单元，7-控制指令输入单元，8-显示单元，9-通讯单元，10-工业计算机，11-电气设备，12-运行环境。具体实施方式为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。实施例1如图1所示，本实施例提供了温度变化率差值法电气设备老化检测系统，由微处理器1、无线传输单元2、滤波单元3、温度传感器组4、报警单元5、参数设置单元6、控制指令输入单元7、通讯单元9、工业计算机10和电气设备11组成，其中温度传感器组4的测量端分别于电气设备11内部连接导线、母线和运行环境12电性连接，温度传感器组4的信号输出端与滤波单元3的信号输入端电性连接，滤波单元3的信号输出端与无线传输单元2的信号输入端信号连接，无线传输单元2的信号输出端通过无线网络与微处理器1的信号输入端电性连接，报警单元5的信号输入端与微处理器1的信号输出端电性连接，参数设置单元6的信号输出端与微处理器1的参数信号输入端电性连接，控制指令输入单元7的信号输出端与微处理器1的控制信号输入端电性连接，微处理器1的通讯接口通过通讯单元9与工业计算机10电性连接。温度变化率差值法电气设备老化检测系统还包括显示单元8，显示单元8的信号输入端与微处理器1的显示信号输出端电性连接。实施例2如图2所示，本实施例提供温度变化率差值法电气设备老化检测方法，使用如第一个技术方案中的温度变化率差值法电气设备老化检测系统，包括以下步骤：步骤1、系统上电，设置系统采集路数、温升变化率系数、倍率系数参数；步骤2、在控制指令输入单元7中输入温度检测起动信号；步骤3、微处理器1采集温度传感器组4的信号，并进行数据处理，同时对数据进行显示和传输；步骤4、在温度变化率超过设定值时进行报警，并发送报警信号给工业计算机10。作为优选的，在步骤3中，包括步骤31、微处理器1在采集3个温度数据后开始计算温度变化率，第3个温度信号记录U0，第4个温度信号记录为U1，依次记录到Un第n个温度信号，根据温度传感器的特性关系将温度数据换算温度值，计算公式为：其中：T为温度，单位为℃；Q为温度传感器量程，单位为℃；Us为最大量程对应的电压，单位为V；U为温度传感器反馈电压，单位为V；步骤32、将温度数据转换成温度变化率，转变公式如下：ΔT＝Tn-Tn-12其中：ΔT为温度变化率，单位为℃；Tn为第n个温度值，单位为℃，n为正整数；Tn-1为第n-1个温度值，单位为℃；步骤33、通过计算得到电气设备11内部监测点和运行环境12温度变化率分别记为ΔTn1和ΔTn2，计算两者差值的绝对值：P＝|ΔTn1-ΔTn2|3其中，P为温升变化率差值，单位为℃；步骤34、计算温升变化率差值P和K倍电气设备11内部监测点温度变化率ΔTn1差值，依据下述公式：Q＝P-K×ΔTn14其中，Q为温升变化率差值P和K倍电气设备11内部监测点温度变化率ΔTn1差值，单位为℃；K为温升变化率系数，无量纲；若Q＞0，则判断温度变化率变化过高，电气设备11内部监测点有老化风险。作为优选的，在步骤3中，包括步骤35、温度数据采集时以M个数据为数据处理小周期采集N个数据后开始建立第一个小周期，N＞M，如果小周期内M个数据内有干扰数据，则向前取数据替代重新建立小周期，计算小周期内数据的平均值，即：其中，为小周期内数据平均值，单位为V；M为数据处理小周期，无量纲；Ui为小周期内电压数据，单位V，i取正整数；将小周期内的数据与数据平均值做差运算然后取绝对值，并进行比较，计算过程如下：其中，F为电压信号比较参数，单位为V；s为电压信号比较系数，无量纲；电压信号比较参数F的计算过程如下：如果公式6成立，则数据Ui为非干扰数据，微处理器1进行存储和下一步计算；如果公式6不成立，则剔除数据Ui，采用均值倍率推导法补充数据，剔除干扰数据后向前取一位数据重新建立小周期，继续按照小周期均值比较法对数据进行处理。作为优选的，在步骤35中，包括步骤36、如果公式6成立，利用新计算的小周期数据平均值乘以倍率系数进行补充剔除数据，计算公式如下：其中，Ui`为均值倍率推导法的数据，单位为V；新建立的小周期内数据平均值，单位为V；m为倍率系数，无量纲。本发明利用老化引起接触电阻变大的原理，通过对电气设备11运行过程内部连接导线、母线温度和运行环境12温度在线监测，根据温度变化率对电气设备11的老化程度进行判断，提高电气设备11的安全性和可靠性，避免电气设备11故障引发安全生产事故，为电气设备11智能化检验和评估技术发展奠定基础，对于保障社会稳定和人民生命财产安全具有重要的理论和现实意义。以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本专利的保护范围。

权利要求：1.温度变化率差值法电气设备老化检测系统，其特征在于：由微处理器、无线传输单元、滤波单元、温度传感器组、报警单元、参数设置单元、控制指令输入单元、通讯单元、工业计算机和电气设备组成，其中温度传感器组的测量端分别于电气设备内部连接导线、母线和运行环境电性连接，温度传感器组的信号输出端与滤波单元的信号输入端电性连接，滤波单元的信号输出端与无线传输单元的信号输入端信号电性连接，无线传输单元的信号输出端通过无线网络与微处理器的信号输入端电性连接，报警单元的信号输入端与微处理器的信号输出端电性连接，参数设置单元的信号输出端与微处理器的参数信号输入端电性连接，控制指令输入单元的信号输出端与微处理器的控制信号输入端电性连接，微处理器的通讯接口通过通讯单元与工业计算机电性连接。2.根据权利要求1所述的温度变化率差值法电气设备老化检测系统，其特征在于：所述温度变化率差值法电气设备老化检测系统还包括显示单元，所述显示单元的信号输入端与微处理器的显示信号输出端电性连接。3.温度变化率差值法电气设备老化检测方法，使用如权利要求1和2所述的温度变化率差值法电气设备老化检测系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、系统上电，设置系统采集路数、温升变化率系数、倍率系数参数；步骤2、在控制指令输入单元中输入温度检测起动信号；步骤3、微处理器采集温度传感器组的信号，并进行数据处理，同时对数据进行显示和传输；步骤4、在温度变化率超过设定值时进行报警，并发送报警信号给工业计算机。4.根据权利要求3所述的温度变化率差值法电气设备老化检测方法，其特征在于：在步骤3中，包括步骤31、微处理器在采集3个温度数据后开始计算温度变化率，第3个温度信号记录U0，第4个温度信号记录为U1，依次记录到第n+3个温度信号Un，根据温度传感器的特性关系将温度数据换算温度值，计算公式为：其中：T为温度，单位为℃；Q为温度传感器量程，单位为℃；Us为最大量程对应的电压，单位为V；U为温度传感器反馈电压，单位为V；步骤32、将温度数据转换成温度变化率，转变公式如下：ΔT＝Tn-Tn-12其中：ΔT为温度变化率，单位为℃；Tn为第n个温度值，单位为℃，n为正整数；Tn-1为第n-1个温度值，单位为℃；步骤33、通过计算得到电气设备内部监测点和运行环境温度变化率分别记为ΔTn1和ΔTn2，计算两者差值的绝对值：P＝|ΔTn1-ΔTn2|3其中，P为温升变化率差值，单位为℃；步骤34、计算温升变化率差值P和K倍电气设备内部监测点温度变化率ΔTn1差值，依据下述公式：Q＝P-K×ΔTn14其中，Q为温升变化率差值P和K倍电气设备内部监测点温度变化率ΔTn1差值，单位为℃；K为温升变化率系数，无量纲；若Q＞0，则判断温度变化率变化过高，电气设备内部监测点有老化风险。5.根据权利要求4所述的温度变化率差值法电气设备老化检测方法，其特征在于：在步骤3中，包括步骤35、温度数据采集时以M个数据为数据处理小周期，采集N个数据后开始建立第一个小周期，N＞M，如果小周期内M个数据内有干扰数据，则向前取数据替代重新建立小周期，计算小周期内数据的平均值，即：其中，为小周期内数据平均值，单位为V；M为数据处理小周期，无量纲；Ui为小周期内电压数据，单位V，i取正整数；将小周期内的数据与数据平均值做差运算然后取绝对值，并进行比较，计算过程如下：其中，F为电压信号比较参数，单位为V；s为电压信号比较系数，无量纲；电压信号比较参数F的计算过程如下：如果公式6成立，则数据Ui为非干扰数据，微处理器进行存储和下一步计算；如果公式6不成立，则剔除数据Ui，采用均值倍率推导法补充数据，剔除干扰数据后向前取一位数据重新建立小周期，继续按照小周期均值比较法对数据进行处理。6.根据权利要求5所述的温度变化率差值法电气设备老化检测方法，其特征在于：在步骤35中，包括步骤36、如果公式6成立，利用新计算的小周期数据平均值乘以倍率系数进行补充剔除数据，计算公式如下：其中，Ui`为均值倍率推导法的数据，单位为V；新建立的小周期内数据平均值，单位为V；m为倍率系数，无量纲。

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