一种指针式刀闸状态激光监测装置，包括：激光发射器、光敏元件接收器、指针；激光发射器用于发射激光；光敏元件接收器用于接收激光发射器发射的激光，并在接收不到激光时输出用于表征刀闸发生状态变化的电信号；指针设置在刀闸的刀闸本体的旋转传动轴上，当刀闸发生动作时，旋转传动轴带动指针旋转；指针设置在激光发射器与光敏元件接收器之间，在指针转动时，遮挡激光发射器与光敏元件接收器之间的光路，使光敏元件接收器接收不到激光发射器发射的激光。本申请通过指针式激光监测装置对刀闸状态进行监测，该装置结构简单，便于操作，而且激光监测的准确度高，这样可以对变电站的刀闸状态进行简单、方便、准确、高效地监测，确保安全。确保安全。确保安全。
【技术实现步骤摘要】
一种指针式刀闸状态激光监测装置
[0001]本申请涉及变电站监测
，特别涉及一种指针式刀闸状态激光监测装置。
技术介绍
[0002]变电站的隔离刀闸对于变电站的安全运行有着重要的影响。特别是在近年来不断推广无人值班站和电网自动化的背景下，更要求变电站的隔离刀闸的操作安全性能够得到有效的提高。变电站隔离刀闸至少应有两个非同样原理或非同源位置的非电量确认方式来确认隔离开关的运用状态和是否确已操作到位，以防止出现隔离刀闸分合不到位和误操作情况的发生。
[0003]目前，大多以辅助接点状态采集法作为刀闸状态监测的第一判据，以行程开关监测法、姿态传感器监测法或视频监测法等的其中一种作为刀闸状态监测的第二判据，两种判据结合作为刀闸状态监测的双确认判断依据。
[0004]行程开关监测法，是分别在刀闸的分闸和合闸位置配置机械行程开关，当刀闸运动到分闸或合闸位置时，其机构触压分闸(合闸)位置对应的行程开关，并使行程开关触点闭合，而合闸(分闸)位置对应的行程开关触点释放断开，从而输出刀闸状态的位置信号。但是，行程开关监测法其主要部件为行程开关，由于刀闸动作频率不高，长时间处于一个状态，因此会长期挤压其中一个行程开关，特别是合闸位置的行程开关，行程开关在长期挤压的情况下存在机械疲劳问题，导致其检测失效；另一方面，由于行程开关采用的接触式检测，需要进行非常精密的调试对位，一旦调整不到位，可能会造成状态误报。
[0005]姿态传感器监测法一般采用带陀螺仪的装置，根据刀闸运动状态的变化计算其动作变化的角度，能够反映刀闸的动作路径，从而判断其处于分闸或合闸位置，其精度可达0.5℃。但是，姿态传感器监测法主要存在以下两个方面的问题，一是，姿态传感器固定在刀闸动作机构上，其电缆随刀闸机构转动，可能导致缠绕卡滞，存在较大的安全风险。二是姿态传感器体积较大、安装调试困难、造价高、通用性差，运维困难，不利于大规模推广应用。
[0006]而且，行程开关监测法与姿态传感器监测法均需要停电情况下进行分合闸操作标定与维护，不利于系统的安全运行和工作率的提高。
[0007]视频监测法一般在现场安装数字摄像机对刀闸状态进行实时图像采集，能直观地监测到刀闸的实际运用状况和刀闸的倒闸操作状态。但是，视频监测法的画面传输速度慢，对带宽要求高，操作时间长，捕捉监测对象不便，当变电站安装有大量刀闸时容易出现误监测情况。
[0008]因此，现有技术无法对变电站的刀闸状态进行简单、方便、准确、高效地监测，以确保安全。
技术实现思路
[0009]针对上述问题，本专利技术提供一种指针式刀闸状态激光监测装置，以对变电站的刀闸状态进行简单、方便、准确、高效地监测，确保安全。
[0010]基于上述目的，本申请提供的技术方案如下：
[0011]一种指针式刀闸状态激光监测装置，包括：
[0012]激光发射器、光敏元件接收器、指针；
[0013]所述激光发射器用于发射激光；
[0014]所述光敏元件接收器用于接收所述激光发射器发射的激光，并在接收不到所述激光时输出用于表征所述刀闸发生状态变化的电信号；
[0015]所述指针设置在所述刀闸的刀闸本体的旋转传动轴上，当所述刀闸发生动作时，所述旋转传动轴带动所述指针旋转；
[0016]所述指针设置在所述激光发射器与所述光敏元件接收器之间，在所述指针转动时，遮挡所述激光发射器与所述光敏元件接收器之间的光路，使所述光敏元件接收器接收不到所述激光发射器发射的激光。
[0017]优选地，还包括：信号处理单元；
[0018]所述信号处理单元用于接收所述光敏元件接收器输出的电信号，并根据所述电信号结合时间计算，转换成所述刀闸的机械位移量，并与所述刀闸的理论位置进行比较，从而判断所述刀闸的状态。
[0019]优选地，所述信号处理单元，在用于接收所述光敏元件接收器输出的电信号，并根据所述电信号结合时间计算，转换成所述刀闸的机械位移量，并与所述刀闸的理论位置进行比较，从而判断所述刀闸的状态时，具体用于：
[0020]在接收到所述光敏元件接收器输出的电信号时，记录接收到所述电信号的当前时间、光强、光敏元件接收器编号；所述的光强是指所述光敏元件接收器接收到的激光的强度；
[0021]基于所述光敏元件接收器编号，结合所述旋转传动轴的旋转角度，计算所述光敏元件接收器编号的所在位置相对于第一个所述光敏元件接收器的角度值，作为指针位置；
[0022]以所述当前时间为横轴，以所述指针位置为纵轴，生成离散数据位置的拟合曲线，并根据所述刀闸的操作转动特性，将所述拟合曲线分解为启动阶段、运行阶段、截止阶段；
[0023]对所述拟合曲线的启动阶段、运行阶段、截止阶段的特征进行提取；所述特征包括所述光强的大小、各个阶段的持续时间长度；
[0024]用所述拟合曲线与预设的自学习数学模型进行比较，通过曲线相似度比较技术判断所述刀闸的分合闸是否到位，并输出刀闸状态识别值；所述刀闸状态识别值包括：合状态有效、分状态有效、不确定状态。
[0025]优选地，所述信号处理单元，还用于：
[0026]将所述刀闸每次的分合闸数据作为学习数据，更新所述自学习数学模型；
[0027]根据更新的所述自学习数学模型，计算并设置所述刀闸操作时的启动阶段、运行阶段、截止阶段的每个时间点所对应的指针位置的最大许用区间；所述最大许用区间包括位置上限和位置下限；
[0028]根据更新的所述自学习数学模型，计算并设置所述刀闸操作时的启动阶段、运行阶段、截止阶段的合理的工作时间范围；所述工作时间范围包括时间上限和时间下限。
[0029]优选地，所述信号处理单元在用于通过曲线相似度比较技术判断所述刀闸的分合闸是否到位时，具体用于：
[0030]在所述启动阶段、所述运行阶段、所述截止阶段中的任意一个阶段，当所述拟合曲线中的所述当前时间对应的幅值高于所在阶段的所述位置上限或者低于所在阶段的所述位置下限时，判定分合闸异常，输出无效状态；
[0031]当所述启动阶段、所述运行阶段、所述截止阶段中的任意一个阶段的时间长度高于所在阶段的所述时间上限或者低于所在阶段的所述时间下限时，判定分合闸异常，输出无效状态。
[0032]优选地，所述激光发射器和所述光敏元件接收器一一对应设置，且所述激光发射器和所述光敏元件接收器包括一组或者多组，一组或多组所述激光发射器和所述光敏元件接收器排布成扇形或者圆环形，且所述激光发射器和所述光敏元件接收器的分布参数与所述刀闸状态监测的精度相对应；
[0033]所述分布参数包括所述激光发射器和所述光敏元件接收器的密度、所述激光发射器和所述光敏元件接收器到所述旋转传动轴的中心点的距离。
[0034]优选地，所述指针与所述旋转传动轴同轴安装，所述刀闸发生动作时，所述指针同步旋转，通过检测被遮挡的激光的位置来确定指针位置；
[0035]所述激光发射器与所述光敏元件接收器固定安装在所述刀闸本体本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种指针式刀闸状态激光监测装置，其特征在于，包括：激光发射器、光敏元件接收器、指针；所述激光发射器用于发射激光；所述光敏元件接收器用于接收所述激光发射器发射的激光，并在接收不到所述激光时输出用于表征所述刀闸发生状态变化的电信号；所述指针设置在所述刀闸的刀闸本体的旋转传动轴上，当所述刀闸发生动作时，所述旋转传动轴带动所述指针旋转；所述指针设置在所述激光发射器与所述光敏元件接收器之间，在所述指针转动时，遮挡所述激光发射器与所述光敏元件接收器之间的光路，使所述光敏元件接收器接收不到所述激光发射器发射的激光。2.根据权利要求1所述的指针式刀闸状态激光监测装置，其特征在于，还包括：信号处理单元；所述信号处理单元用于接收所述光敏元件接收器输出的电信号，并根据所述电信号结合时间计算，转换成所述刀闸的机械位移量，并与所述刀闸的理论位置进行比较，从而判断所述刀闸的状态。3.根据权利要求2所述的指针式刀闸状态激光监测装置，其特征在于，所述信号处理单元，在用于接收所述光敏元件接收器输出的电信号，并根据所述电信号结合时间计算，转换成所述刀闸的机械位移量，并与所述刀闸的理论位置进行比较，从而判断所述刀闸的状态时，具体用于：在接收到所述光敏元件接收器输出的电信号时，记录接收到所述电信号的当前时间、光强、光敏元件接收器编号；所述光强是指所述光敏元件接收器接收到的激光的强度；基于所述光敏元件接收器编号，结合所述旋转传动轴的旋转角度，计算所述光敏元件接收器编号的所在位置相对于第一个所述光敏元件接收器的角度值，作为指针位置；以所述当前时间为横轴，以所述指针位置为纵轴，生成离散数据位置的拟合曲线，并根据所述刀闸的操作转动特性，将所述拟合曲线分解为启动阶段、运行阶段、截止阶段；对所述拟合曲线的启动阶段、运行阶段、截止阶段的特征进行提取；所述特征包括所述光强的大小、各个阶段的持续时间长度；用所述拟合曲线与预设的自学习数学模型进行比较，通过曲线相似度比较技术判断所述刀闸的分合闸是否到位，并输出刀闸状态识别值；所述刀闸状态识别值包括：合状态有效、分状态有效、不确定状态。4.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：周小艺，邹国惠，裴星宇，王永林，李根元，曹安瑛，梁静，陈滔，李惠鸿，江军，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司珠海供电局，
类型：发明
国别省市：
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