一種基於GIS的變電站電磁輻射監測裝置的製作方法
2023-09-12 09:41:25 2
本發明涉及變電站電磁輻射和噪聲抑制技術領域，具體涉及一種基於GIS的變電站電磁輻射監測裝置。
背景技術：
變電站電磁輻射以及噪聲的來源很大一部分是變壓器造成的，變電站內變壓器是電網系統的主要噪聲源，為了降低變壓器噪聲排放，避免變電站對周邊居民的聲汙染，電網企業投資大量資金來進行治理，但目前國內針對變壓器噪聲的治理措施單一，投資巨大，並且降噪設施建成後對變壓器的日常運行維護存在有諸多不便，因此並沒有在變電站內推廣開來。
申請號為201610005517.9的發明公開了一種箱式變電站箱體。該箱式變電站箱體包括：泡沫鋁底座；泡沫鋁箱體，設置在泡沫鋁底座上；金屬板外殼，設置於泡沫鋁箱體的外部；以及金屬板頂部，設置於泡沫鋁箱體的上部，其中，泡沫鋁底座、泡沫鋁箱體和金屬板頂部之間具有腔室。通過該發明，提高了箱式變電站箱體結構對電磁輻射和電磁、機械噪聲的屏蔽效果。但是該發明只能針對箱式的小型變壓器使用，而無法對室外的大型變壓器降噪防磁，存在使用局限性較大的問題。
申請號為201610129814.4的發明公開了一種城市變壓器噪聲控制系統，包括設置在下方的隔聲屏障和設置在上方的複合屏障；隔聲屏障包括多層中間設置有間隔的V形通風通道；複合屏障包括吸聲消磁層和鑲嵌在吸聲消磁層內壁上的有源控制系統；有源控制系統包括控制器，以及均與控制器相連的多個級傳聲器、次級聲源和誤差傳聲器。該發明對中高頻、中低頻均有很好的降噪性能，且同時實現很好的通風性，解決傳統通風與隔聲之間的矛盾問題，另外，解決了電磁輻射問題。該發明也是適用於城市內的小型變壓器，且使用起來對變壓器的維護、檢修都非常不方便。
技術實現要素：
本發明所要解決的問題是提供一種基於GIS的變電站電磁輻射監測裝置，通過升降包圍式的屏蔽裝置實現對變壓器的噪聲及輻射屏蔽吸收，使用靈活方便，不會對變壓器的上方線路以及工作人員在鋼架平臺上的工作造成影響。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為：
一種基於GIS的變電站電磁輻射監測裝置，包括設置在基座上的變壓器、所述變壓器周邊設置的鋼架平臺以及所述鋼架平臺上升降設置的屏蔽裝置，所述鋼架平臺上圍繞所述變壓器設置一圈升降槽，所述升降槽下方設置與所述升降槽形狀相配合的底部框架，所述屏蔽裝置包括設置在底部框架的電磁屏蔽機構和噪聲屏蔽機構，所述底部框架上設置升降機構，所述變壓器外表面和所述豎向支架的外側設置電磁輻射監測儀、噪聲監測儀，所述電磁輻射監測儀和噪聲監測儀通過通信單元與控制中心連接，所述變壓器外表面設置壓電懸臂梁，所述壓電懸臂梁頂端設置配重塊，所述壓電懸臂梁通過整流器與蓄電池連接，所述蓄電池通過DC/DC電源模塊與所述電磁輻射監測儀、噪聲監測儀、通信單元連接，所述變壓器上設有導管，所述鋼架平臺上設有支柱，所述支柱上設有與導管密封連接的擋板，所述底部框架為組合式，包括若干段橫杆組成，所述電磁屏蔽機構包括所述橫杆兩端上垂直設置的豎向支架，同一段所述橫杆上的所述豎向支架之間設置鐵板，所述豎向支架之間設有隔磁密封機構。
進一步的，所述升降機構包括對應每一段所述橫杆設置的液壓升降柱。
進一步的，所述隔磁密封機構包括設置在豎向支架的凹槽和設置在凹槽內的橡膠軟管，所述橡膠軟管外塗覆有隔磁材料，所述橡膠軟管一端密封另一端連接氣泵。
所述橡膠軟管上設置氣壓傳感器，所述氣壓傳感器與氣泵連接。
進一步的，所述噪聲屏蔽機構包括所述鐵板上設置的基板，所述基板上對應所述變壓器設置消音孔以及與所述消音孔連通的消音腔體，所述消音腔體的豎截面寬度隨著深度的加深逐漸加大。
進一步的，所述豎向支架頂端設置與所述升降槽結構相配合的蓋板。
進一步的，所述隔磁材料採用鋅。
進一步的，所述擋板與支柱鉸接，所述蓋板與支柱之間設有電動伸縮杆，所述電動伸縮杆連接有控制器，控制器與光敏傳感器。
所述通信單元採用GPRS無線通訊模塊，控制中心採用工控機，所述工控機與顯示設備連接，所述顯示設備採用壁掛式公示顯示屏，所述顯示設備上設置與所述工控機相連接的聲音報警器，GIS系統模塊內設置報警模塊，變壓器電磁監控信息通過無線通訊模塊將故障信息傳輸給工控機，工作人員通過地理信息系統（GIS系統模塊）查詢故障變壓器位置。
進一步的，所述隔磁材料其由下述質量組份組成：氧化鐵粉：30-40份、滑石粉：10-15份、氯丁橡膠：22-28份、烏煙粉10-20份。
本發明提供了一種基於GIS的變電站電磁輻射監測裝置，室外的變壓器通常是設置在基座上，且基座周圍為沙地，沙地的上方鋪設鋼架平臺，本發明中的屏蔽裝置便是依靠鋼架平臺設置的可升降隱蔽式裝置，在變壓器的日常運行中，屏蔽裝置升出鋼架平臺，對變壓器進行電磁輻射和噪聲屏蔽，在需要對變壓器檢修維護時，則降下屏蔽裝置，不會對鋼架平臺上的空間造成影響，方便工作人員的檢修維護工作。屏蔽裝置通過升降機構在升降槽內升起或落下，為了保證屏蔽的效果，需要對屏蔽裝置設計成三百六十度無死角包圍變壓器的結構，因此屏蔽裝置包括形狀契合升降槽的底部框架，在底部框架上安裝能夠通過升降槽的電磁屏蔽機構和噪聲屏蔽機構來對變壓器的噪聲和電磁輻射進行屏蔽和吸收。
底部框架不設置為一個整體，而是通過若干段橫杆組成，每一段橫槓兩端設置豎向支架，同一段橫杆的豎向支架之間設置鐵板，這樣屏蔽裝置仍為一個整體，能夠對變壓器進行包圍，但是因為分段設置，每段橫杆可以分別升降，這樣在使用時能夠根據情況對每段橫杆進行升降操作，需要對變壓器檢修維護時也不需要將整個屏蔽裝置降至鋼架平臺下方，操作起來更加靈活。噪聲屏蔽機構是設置在鐵板上的基板上設置消音腔體來實現，基板可以採用泡沫板，質量較輕，其對應變壓器的一側設置吸收噪聲的消聲孔和與消音孔相連接的消音腔體，聲波從變壓器位置向四周傳遞時，一部分會直接進入消音腔體，經過腔體內的反射，將大部分噪聲消耗掉，而基板圍成的整體結構也將大部分噪聲鎖死在變壓器周邊的環境內，經過多次反射消除噪聲或反射進入消音腔體內消除噪聲，消音腔體的結構是內部寬、開口窄，優選為圓臺形的結構，圓臺形的頂端便是消音孔，聲波從消音孔進入後因為消音孔的窄小，很難出去，便在消音腔體內反射消除聲波的能量，實現降噪。因為鋼架平臺上設置的有與屏蔽裝置相配合的升降槽，在屏蔽裝置降下後，升降槽會對工作人員的行動造成影響，而蓋板設置在豎向支架的頂端，屏蔽裝置降下後，蓋板對升降槽進行覆蓋，使得鋼架平臺上表面平整。
變壓器外表面和鐵板的外側設置電磁輻射監測儀、噪聲監測儀，這樣對電磁輻射和噪聲監測的結構可以有一個很好的對比效果，通過對變壓器表面的輻射和噪聲與屏蔽裝置外側的輻射和噪聲進行對比，可以監測到屏蔽裝置對電磁以及輻射的屏蔽效果，並在屏蔽裝置出現問題時能夠及時發現，快速檢修。電磁輻射監測儀和噪聲監測儀的供電可以依靠變壓器表面的振動能量轉換來實現，變壓器外表面設置的壓電懸臂梁在變壓器的振動情況下，會發生扭曲以及振動，從而將機械能轉換為電能，再通過整流器對產生的電流整流，最後將電能存儲至蓄電池內，蓄電池通過DC/DC電源模塊對所述電磁輻射監測儀、噪聲監測儀、通信單元進行供電。
本發明的屏蔽裝置對變壓器形成了包圍，會造成通風散熱問題，在夏季時影響較大，因此鋼架平臺下方設置進風管道，通過進風管道跳過屏蔽裝置，使得外界空氣直接進入屏蔽裝置內側，對變壓器進行降溫。若空氣的流動速度過小，則可以通過進風管道內的換氣風機加壓，加快外界風力的進入，加快降溫效果。
本發明通過升降包圍式的屏蔽裝置實現對變壓器的噪聲及輻射屏蔽吸收，使用靈活方便，不會對變壓器的上方線路以及工作人員在鋼架平臺上的工作造成影響，結構簡單，不需要複雜且昂貴的設備，易於推廣，可以有效減少變電站工作人員以及周邊居民的受到的環境影響。
附圖說明
下面結合附圖對本發明作進一步描述：
圖1是本發明的結構圖；
圖2是本發明的沒有安裝蓋板的俯視結構示意圖；
圖3是本發明的隔音機構結構示意圖；
圖5是本發明蓋板和液壓升降柱的結構示意圖；
圖6是本發明監控機構的結構示意圖；
圖7是本發明監控機構模塊連接示意圖。
具體實施方式
下面結合圖1至圖7對本發明技術方案進一步展示，具體實施方式如下：
實施例一
如圖1-7所示：本實施例提供了一種基於GIS的變電站電磁輻射監測裝置，包括設置在基座7上的變壓器2、所述變壓器2周邊設置的鋼架平臺1以及所述鋼架平臺上升降設置的屏蔽裝置，所述鋼架平臺上圍繞所述變壓器設置一圈升降槽6，所述升降槽下方設置與所述升降槽形狀相配合的底部框架5，所述屏蔽裝置包括設置在底部框架的電磁屏蔽機構和噪聲屏蔽機構，所述底部框架上設置升降機構，所述變壓器2外表面和所述豎向支架11的外側設置電磁輻射監測儀18、噪聲監測儀19，所述電磁輻射監測儀18和噪聲監測儀19通過通信單元20與控制中心23連接。
所述變壓器2外表面設置壓電懸臂梁26，所述壓電懸臂梁26頂端設置配重塊22，所述壓電懸臂梁26通過整流器21與蓄電池24連接，所述蓄電池24通過DC/DC電源模塊25與所述電磁輻射監測儀18、噪聲監測儀19、通信單元20連接。
所述變壓器上設有導管28，所述鋼架平臺上設有支柱，所述支柱上設有與導管密封連接的擋板27，所述底部框架為組合式，包括若干段橫杆組成，所述電磁屏蔽機構包括所述橫杆兩端上垂直設置的豎向支架11，同一段所述橫杆10上的所述豎向支架之間設置鐵板，所述豎向支架之間設有隔磁密封機構。
進一步的，所述升降機構包括對應每一段所述橫杆設置的液壓升降柱。
進一步的，所述隔磁密封機構包括設置在豎向支架的凹槽35和設置在凹槽35內的橡膠軟管32，所述橡膠軟管外塗覆有隔磁材料，所述橡膠軟管一端密封另一端連接氣泵。當氣壓低於設定值，可編程控制器控制氣泵工作，給橡膠軟管供氣加壓，橡膠軟管內氣壓恆定，使兩個支架連接處密封效果好。
所述橡膠軟管上設置氣壓傳感器33，所述氣壓傳感器與氣泵34連接。
進一步的，所述噪聲屏蔽機構包括所述鐵板上設置的基板，所述基板上對應所述變壓器設置消音孔以及與所述消音孔連通的消音腔體，所述消音腔體的豎截面寬度隨著深度的加深逐漸加大。
進一步的，所述豎向支架頂端設置與所述升降槽結構相配合的蓋板。
進一步的，所述隔磁材料採用鋅。
進一步的，所述擋板與支柱鉸接，所述蓋板與支柱之間設有電動伸縮杆29，所述電動伸縮杆連接有控制器，可編程控制器31與光敏傳感器30，白天擋板打開，晚上關閉，不影響居民休息。
所述橫杆內側與基座7通過橡膠圈9密封連接。
所述通信單元採用GPRS無線通訊模塊，控制中心採用工控機，所述工控機與顯示設備連接，所述顯示設備採用壁掛式公示顯示屏，所述顯示設備上設置與所述工控機相連接的聲音報警器，GIS系統模塊內設置報警模塊，變壓器電磁監控信息通過無線通訊模塊將故障信息傳輸給工控機，工作人員通過地理信息系統（GIS系統模塊）查詢故障變壓器位置。
室外的變壓器通常是設置在基座上，且基座周圍為水泥地或土地或沙地，沙地的上方鋪設鋼架平臺，本發明中的屏蔽裝置便是依靠鋼架平臺設置的可升降隱蔽式裝置，在變壓器的日常運行中，屏蔽裝置升出鋼架平臺，對變壓器進行電磁輻射和噪聲屏蔽，在需要對變壓器檢修維護時，則降下屏蔽裝置，不會對鋼架平臺上的空間造成影響，方便工作人員的檢修維護工作。屏蔽裝置通過升降機構在升降槽內升起或落下，為了保證屏蔽的效果，需要對屏蔽裝置設計成三百六十度無死角包圍變壓器的結構，因此屏蔽裝置包括形狀契合升降槽的底部框架，在底部框架上安裝能夠通過升降槽的電磁屏蔽機構和噪聲屏蔽機構來對變壓器的噪聲和電磁輻射進行屏蔽和吸收。
所述升降機構8包括對應每一段所述橫杆10設置的液壓升降柱；
所述電磁屏蔽機構4包括所述橫杆10兩端上垂直設置的豎向支架11，同一段所述橫杆10上的所述豎向支架11之間設置鐵板12；
所述噪聲屏蔽機構3包括所述鐵板12上設置的基板13，所述基板13上對應所述變壓器2設置消音孔15以及與所述消音孔15連通的消音腔體14，所述消音腔體14的豎截面寬度隨著深度的加深逐漸加大；
所述消音腔體14為圓臺形；
所述豎向支架11頂端設置與所述升降槽6結構相配合的蓋板16。
底部框架不設置為一個整體，而是通過若干段橫杆組成，每一段橫槓兩端設置豎向支架，同一段橫杆的豎向支架之間設置鐵板，這樣屏蔽裝置仍為一個整體，能夠對變壓器進行包圍，但是因為分段設置，每段橫杆可以分別升降，這樣在使用時能夠根據情況對每段橫杆進行升降操作，需要對變壓器檢修維護時也不需要將整個屏蔽裝置降至鋼架平臺下方，操作起來更加靈活。噪聲屏蔽機構是設置在鐵板上的基板上設置消音腔體來實現，基板可以採用泡沫板，質量較輕，其對應變壓器的一側設置吸收噪聲的消聲孔和與消音孔相連接的消音腔體，聲波從變壓器位置向四周傳遞時，一部分會直接進入消音腔體，經過腔體內的反射，將大部分噪聲消耗掉，而基板圍成的整體結構也將大部分噪聲鎖死在變壓器周邊的環境內，經過多次反射消除噪聲或反射進入消音腔體內消除噪聲，消音腔體的結構是內部寬、開口窄，優選為圓臺形的結構，圓臺形的頂端便是消音孔，聲波從消音孔進入後因為消音孔的窄小，很難出去，便在消音腔體內反射消除聲波的能量，實現降噪。因為鋼架平臺上設置的有與屏蔽裝置相配合的升降槽，在屏蔽裝置降下後，升降槽會對工作人員的行動造成影響，而蓋板設置在豎向支架的頂端，屏蔽裝置降下後，蓋板對升降槽進行覆蓋，使得鋼架平臺上表面平整。
變壓器外表面和鐵板的外側設置電磁輻射監測儀、噪聲監測儀，這樣對電磁輻射和噪聲監測的結構可以有一個很好的對比效果，通過對變壓器表面的輻射和噪聲與屏蔽裝置外側的輻射和噪聲進行對比，可以監測到屏蔽裝置對電磁以及輻射的屏蔽效果，並在屏蔽裝置出現問題時能夠及時發現，快速檢修，通信單元可以採用GPRS通信模塊，通過無線傳輸更容易實現。電磁輻射監測儀和噪聲監測儀的供電可以依靠變壓器表面的振動能量轉換來實現，變壓器外表面設置的壓電懸臂梁在變壓器的振動情況下，會發生扭曲以及振動，從而將機械能轉換為電能，再通過整流器對產生的電流整流，最後將電能存儲至蓄電池內，蓄電池通過DC/DC電源模塊對所述電磁輻射監測儀、噪聲監測儀、通信單元進行供電。
實施例二其與實施例一的區別在於：
所述隔磁材料其由下述質量組份組成：氧化鐵粉：30份、滑石粉：10份、氯丁橡膠：22份、烏煙粉10份。
實施例三其與實施例一的區別在於：
所述隔磁材料其由下述質量組份組成：氧化鐵粉：40份、滑石粉：15份、氯丁橡膠：28份、烏煙粉20份。
實施例四其與實施例一的區別在於：
所述隔磁材料其由下述質量組份組成：氧化鐵粉：35份、滑石粉：12份、氯丁橡膠：25份、烏煙粉15份。
使用本發明的隔磁材料，將電磁檢測儀放置在距離鐵板2米處，電磁輻射小於固定電話的電磁輻射，使用現有技術的隔磁材料，電磁輻射大於10個行動電話的電磁輻射。
最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本發明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發明技術方案的精神和範圍，均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。