一种通过带电设备运行噪声频谱分析预判故障装置的制作方法

1.本实用新型属于变配电站检测设备技术领域，尤其涉及一种通过带电设备运行噪声频谱分析预判故障装置。


背景技术：

2.目前，变配电站内重要的电器电子设备，如各类屏柜、微机五防、开关、刀闸、仪器仪表等众多，其可靠性要求不言而喻，如何对在线运行设备实现提前预判故障、发现隐患是一个迫切而必需的问题。所有上述设备在工作中，因为工频、高频谐振，风机运转、接触振动等因素的存在，均会发出不同类型响度的噪声，虽然表现复杂，但是通过频谱分析的原理，就可以实现对其故障预判的目的。频谱是频率谱密度的简称，是频率的分布曲线，复杂噪声分解为振幅不同和频率不同的振荡，这些谐振荡的幅值按频率排列的图形被称之为频谱。
3.反映声音振动现象最基本的物理量就是频率，设备运行噪声不能用一个频率描写它的运动情况，而且也无法从振动图形上定量描写它们的特点，通常就可以采用频谱来描写复杂的噪声振动情况，任何复杂的噪声都可以分解为许多不同振幅不同频率的简谐振动之和。为了分析实际噪声的振动性质，将各子振动振幅按其频率的大小排列而成的图象称为该噪声振动的频谱，这样设备噪声频谱就可以包含丰富而准确的运行中的大量信息，直观判断其正常工作与否、有无隐患、是否需要立即处理等，为消缺提供证据。
4.现有的带电设备运行噪声频谱分析预判故障设备需要拾音器、频程滤波器、数字检波器和液晶显示器等电子设备在检测现场接线后再进行噪声频谱分析预判故障。由于设备较多，接线复杂，且接线后整体设备不便于进行手持工作，增加了操作难度，降低了工作效率。同时外置接线，增加了运维人员工作风险，降低电网的安全。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种通过带电设备运行噪声频谱分析预判故障装置。
6.本实用新型采用的技术方案为：
7.一种通过带电设备运行噪声频谱分析预判故障装置，该通过带电设备运行噪声频谱分析预判故障装置包括壳体；所述壳体上侧安装有上侧保护壳，上侧保护壳上侧安装有固态传导拾音器，壳体下侧安装有下侧保护壳；所述壳体上设置有液晶显示器，液晶显示器右侧嵌装有按键；所述壳体内部安装有控制器，控制器右端安装有蓄电池，壳体左侧安装有flash存储器；控制器上端安装有数字检波器，数字检波器上端安装有频程滤波器。
8.进一步，所述上侧保护壳上侧设置有卡槽，卡槽卡接有tf卡，上侧保护壳上设置有usb接口和rs232接口。
9.进一步，所述壳体左右两侧设置有手持把手，手持把手上设置有橡胶绝缘套。
10.进一步，所述壳体背侧安装有背侧板，背侧板上设置有凹槽，凹槽通过销轴安装有伸缩支撑杆。
11.进一步，所述伸缩支撑杆端部安装有防滑块，防滑块上设置有橡胶凹凸点。
12.本实用新型的有益效果是：
13.本实用新型实现了变配电站内重要的电器电子设备，如各类屏柜、微机五防、开关、刀闸、仪器仪表等的故障预判，降低了设备故障率，延长了无故障运行时间，降低了零部件损耗和运维人员工作风险，提高了企业综合效益，保证了电网安全；增加了站内设备维护方案，结合其它现有仪器，全面提升电力设备的保养、预判、报警、更换维修手段，提高了变配电站内系统的智能化水平。同时本实用新型体积小重量轻，便携手持式设计，连续工作，简洁提示界面，显示内容丰富，操作简便，结构紧凑，自动化程度高，易于推广。
14.本实用新型中固态传导拾音器进行固态直接传导式音频采样，声阻小、刚性强。本实用新型中数字检波器采用数字检波技术，a/d模块24位转换，采样频率48khz，以保证测试的准确性和高速响应。
15.本实用新型中液晶显示器为点阵液晶显示器，具有led背光。本实用新型中频程滤波器实时测量1/1倍频程滤波器数据，计算并显示每个中心频率点的声压级，装置可以保存显示一段时间的瞬时声级，测量的时间可以人工设定。
16.本实用新型中flash存储器可保存单组测量结果3000组或整时测量结果200组，亦可外加sd卡存储容量可扩展为最大32g，以便存储更多的测量数据。数据导出通过rs-232接口可输出仪器f1ash和sd卡中数据，也可通过usb接口读取sd卡中的数据文件。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本实用新型实施例提供的通过带电设备运行噪声频谱分析预判故障装置结构示意图；
19.图2是本实用新型实施例提供的上侧保护壳结构示意图；
20.图3是本实用新型实施例提供的壳体结构示意图；
21.图4是本实用新型实施例提供的背侧板结构示意图；
22.图中：1、壳体；2、手持把手；3、固态传导拾音器；4、液晶显示器；5、上侧保护壳；6、按键；7、下侧保护壳；8、卡槽；9、tf卡；10、usb接口；11、rs232接口；12、频程滤波器；13、数字检波器；14、控制器；15、flash存储器；16、蓄电池；17、背侧板；18、凹槽；19、销轴；20、伸缩支撑杆；21、防滑块。
具体实施方式
23.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种通过带电设备运行噪声频谱分析预判故障装置，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。
25.如图1所示，本实用新型实施例提供的通过带电设备运行噪声频谱分析预判故障装置设置有壳体1，壳体1上侧安装有上侧保护壳5，上侧保护壳5上侧安装有固态传导拾音器3，壳体1下侧安装有下侧保护壳7；壳体1左右两侧设置有手持把手2，手持把手2上设置有橡胶绝缘套，使用时可握持手持把手2；壳体1上设置有液晶显示器4，液晶显示器4右侧嵌装有按键6。
26.如图3所示，本实用新型实施例提供的壳体1内部安装有控制器14，控制器14右端安装有蓄电池16，壳体1左侧安装有flash存储器15；控制器14上端安装有数字检波器13，数字检波器13上端安装有频程滤波器12。控制器14采用市购cpu处理器，具体厂家型号在此不作限定，其内部写入计算程序和控制程序。
27.如图4所示，本实用新型实施例提供的壳体1背侧安装有背侧板17，背侧板17上设置有凹槽18，凹槽18通过销轴19安装有伸缩支撑杆20，伸缩支撑杆20端部安装有防滑块21，防滑块21上设置有橡胶凹凸点。该通过带电设备运行噪声频谱分析预判故障装置放于倾斜台面上时，可转动伸缩支撑杆20，并调节伸缩支撑杆20长度，利用伸缩支撑杆20端部安装有防滑块21对装置进行支撑。
28.下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案作详细的描述：
29.采样：所述控制器14与显示器4电性连接，控制器14与固态传导拾音器3电性连接；该通过带电设备运行噪声频谱分析预判故障装置通过显示器4上的按键6向控制器14输出采样指令，控制器14控制固态传导拾音器3开启；固态传导拾音器3进行固态直接传导式音频采样。
30.固态传导拾音器3声阻小、刚性强，不但准确采集待测设备的运行噪声，又能够屏蔽附近其它设备及环境噪声，保证了采样的准确性。固态直接传导式音频采样设计，采用声阻小、刚性强的固态传导拾音器3，其直径12.7mm，预极化测试电容传声器。测试频率范围：10hz-20khz，满足工频、高频谐振，风机运转、接触振动等噪声特点。测量范围宽：20db-130db(a)、23db-130db (c)、28db-130db(z)动态范围大于100db（a计权），对运行设备的平稳噪声、突发噪声均可以准确计量测试。
31.采用处理：频程滤波器12和数字检波器13均与控制器14和固态传导拾音器3电性连接；频程滤波器12和数字检波器13采用了数字滤波和数字检波，控制器14频率计权acz和时间计权fsi均通过数字滤波和数字检波计算得出。
32.具体的，1/1倍频程滤波器12是通过数字滤波的方法计算得出，可以同时测量不同时间计权fast、slow、impulse、peak和不同频率计权a、c、z的声级，峰值peak只在c计权时起作用，可以实时的得出各个频率点的声压级，实现对工频、高频谐振，风机运转、接触振动等噪声的全面频谱分析，具有可靠性高、稳定性好、动态范围宽等优点。数字检波器13具备a/d器，能够24位转换，采样频率48khz，以保证测试的准确性和高速响应。
33.结果显示：液晶显示器4与控制器14电性连接，控制器14接收采用处理结果后，通过液晶显示器4进行显示；显示器采用低耗电的160
×
160点阵液晶显示器4，具有led背光，主要显示内容：同时测量及显示10个测量指标及声压级随时间变化曲线，统计分布图、累计分布图、24小时分布图、l1-l99的计算值，1/1实时频谱图等。
34.结果存储：所述flash存储器15与控制器14电性连接，用于结果存储；2m容量的flash存储器可保存单组测量结果3000组或整时测量结果200组，测量结果可长期保存在装
置内。
35.功能扩展：如图2所示，本实用新型实施例提供的上侧保护壳5上侧设置有卡槽8，卡槽8卡接有tf卡9，上侧保护壳5上设置有usb接口10和rs232接口11。外加tf卡9存储容量可扩展为最大32g，以便存储更多的测量数据。数据导出通过rs-232接口可输出仪器f1ash和tf卡9中数据，通过内置rs-232接口在现场或事后用微型打印机打印出来或送到计算机中去处理；也可通过usb接口读取tf卡9中的数据文件。
36.该通过带电设备运行噪声频谱分析预判故障装置的特点如下：
37.声级计测量精度符合gb/t3785(iec61672)1级；频程滤波器12符合iec1260和gb/t3241对1级1/1倍频程滤波器的要求；动态范围大于100db，测量时无需转换量程，可同时并行完成三种频率计权a、c、z，三种时间计权f、s、i测量。
38.可按新国家标准的峰值cpeak声级测量峰值噪声；可同时测量和显示10个测量指标，同时也可显示图形；可根据1/1倍频程滤波器中心频率点计算出每个频率点的声压级在一段时间内的等效连续声级即leq值。完全的数字信号处理，宽的频响范围，大的动态范围，更低的本底噪声。
39.可按照标准进行机场噪声的测量，具有噪声数据采集功能。在测量噪声的同时显示噪声的时域曲线，大容量的microsd卡（tf卡）存储，usb接口及rs232接口。
40.仪器内部带有2m容量的flash存储器，执行标准：gb/t3785-2010(iec61672:2002) 1级；传声器：φ12.7mm（1/2
″
）预极化测试电容传声器；频率范围：10hz~20khz；测量范围：20db~130db(a)、23db~130db (c)、28db~130db(z)；动态范围：大于100db（a计权）。
41.频率计权：并行（同时）a、c、z计权；时间计权：并行（同时）快（f）、慢（s）、i（脉冲）及cpeak；检波器特性：数字检波技术；a/d位数：24位；采样频率：48khz；显示器：160
×
160点阵液晶显示器，具有led背光；级量程：分高、低2档，每档线性范围≥100db。高：30db~130db ；低：20db~110db； lcpeak：高：70db~133db；低：50db~113db。
42.主要显示内容：可同时测量及显示10个测量指标及声压级随时间变化曲线。统计分布图、累计分布图、24小时分布图、l1-l99的计算值，1/1实时频谱图。噪声频谱测量：装置可以实时测量1/1倍频程滤波器数据，计算并显示每个中心频率点的声压级，仪器可以保存显示实时数据。测量时间设定：单组测量时间可选择10s、1min、5min、10min、15min、20min、30min、1h、8h、24h。man人工方式时间在24小时内任意设定。主要测量指标：lxyp、lxeq、lxae、lxmax、lxmin、lxn、sd、e、di%。x为a、c、z，y为f、s、i，n为5、10、50、90、95。
43.壳体1全绝缘设计，内置蓄电池16供电，无安全隐患，体积小重量轻，便携手持式，可连续工作，适应电力现场环境。液晶显示器4采用160
×
160点阵式液晶显示器并带背景光显示，简洁提示界面，显示内容丰富，操作简便，结构紧凑、自动化程度高。rs232接口11在现场或事后使用微型打印机打印或发送至计算机进行处理。
44.该通过带电设备运行噪声频谱分析预判故障装置除用于变配电站外，也可进行机场噪声测量；
45.机场噪声测量：并计算出td、lepn、lamax、la’max，测量时间最长为60秒，可以人工结束测量并计算结果。采集噪声测量：计算并保存一段时间的瞬时声级，测量的时间可以人工设定。数据存储：仅f1ash可存储单组测量结果3000组或整时测量结果200组。如加sd卡存储容量可扩展为最大32g。可存储更多的测量数据。数据处理软件：使用hs7001软件读取数
据和sd卡数据文件，进行后处理分析，并输出报告。数据导出：通过rs-232接口可输出仪器f1ash和sd卡中数据，也可通过usb接口读取sd卡中的数据文件。输出：交流输出、rs-232口、usb口。
46.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。