变电站六氟化硫气体泄露智能检测车

技术领域

本发明涉及一种变电站六氟化硫气体泄露智能检测车，属于变电检修、变电运维作业安全技术领域。

背景技术

目前，变电站GIS设备的普及率越来越高，随着设备运行年限的增长，GIS设备内的六氟化硫气体受电弧放电影响会产生有毒气体，为了确保设备运行及人员日常运维安全，需要定期对GIS设备开展检漏工作。

GIS设备由于其占地面积小、灭弧能力强、可靠性高等优点被广泛推广使用，但随着设备运行年限的增长，GIS设备存在六氟化硫气体泄漏风险。

传统的六氟化硫气体检测仪体积庞大，价格昂贵，而且检测过程需要检测人员进入GIS室进行，一定程度上威胁着检测人员的人身安全。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种变电站六氟化硫气体泄露智能检测车，不仅能够降低六氟化硫气体检测成本，而且能够准确定位六氟化硫泄漏点并告警，大大提高运维人员人身安全及设备的运行安全。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

本发明提供的一种变电站六氟化硫气体泄露智能检测车，包括检测车车体、主控器和驱动电机，所述的主控器和驱动电机设置在检测车车体内部，所述主控器控制驱动电机驱动检测车车体在变电站行走，还包括分别与主控器连接的六氟化硫气体检测模块、视频采集模块、避障模块、报警模块和无线传输模块，所述六氟化硫气体检测模块进行六氟化硫气体泄露检测，所述视频采集模块采集检测区域的图像信息，所述避障模块设置在检测车车体的前端面上，用于检测检测车行走路程前方是否有障碍物，所述报警模块用于检测到六氟化硫气体泄露时进行报警，所述无线传输模块用于将现场图像信息传输到手持终端。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述主控器包括Ardunio微控制器。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述驱动电机包括L293D高电流H桥驱动芯片和四个检测车行走轮电机，所述L293D高电流H桥驱动芯片的控制端与主控器的控制输出端连接，输出端通过驱动电路分别与四个检测车行走轮电机连接。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述六氟化硫气体检测模块包括型号为YDBS-3001-SF6的六氟化硫气体传感器。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述视频采集模块包括广角摄像头。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述避障模块包括一个超声波传感器和两个红外传感器，所述超声波传感器设置在检测车车体的前端面上中间位置，两个红外传感器分别设置在超声波传感器的左右两侧。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述报警模块包括有源蜂鸣器。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述无线传输模块包括型号为WR702N的无线路由器。

本发明实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：

本发明可以实现智能巡检与监控视频实时回传，准确定位六氟化硫泄漏点并告警，实现了运维人员无需进入GIS室便可以完成GIS设备检漏工作，大大提高了人员的人身安全及设备的运行安全。本发明适用于GIS室例行巡检，准确定位GIS室气体泄漏点并进行安全告警的情况。

与传统的六氟化硫气体检测仪相比，本发明的变电站六氟化硫气体泄露智能检测车不仅能够自主完成GIS设备的气体泄漏检测并进行图像实时回传，而且成本低。

附图说明：

图1是根据一示例性实施例示出的一种变电站六氟化硫气体泄露智能检测车的结构图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种红外传感器处理电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实例或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

如图1所示，本发明实例提供的一种变电站六氟化硫气体泄露智能检测车，包括检测车车体、主控器和驱动电机，所述的主控器和驱动电机设置在检测车车体内部，所述主控器控制驱动电机驱动检测车车体在变电站行走，还包括分别与主控器连接的六氟化硫气体检测模块、视频采集模块、避障模块、报警模块和无线传输模块，所述六氟化硫气体检测模块进行六氟化硫气体泄露检测，所述视频采集模块采集检测区域内图像信息，所述避障模块设置在检测车车体的前端，用于检测检测车行走路径前方是否有障碍物，所述报警模块用于检测到六氟化硫气体泄露时进行报警，所述无线传输模块用于将现场图像信息传输到手持终端。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述主控器包括Ardunio微控制器。

主控器采用来自意大利的一款Ardunio微控制器，这款微控制器采用AVR单片机作为处理器。AVR采用了RISC的结构，使AVR系列单片机具备1MIPS/MHz(百万条指令每秒/兆赫兹)的高速处理能力。AVR单片机硬件结构采用8位机与16位机的折中策略，即采用局部寄存器存堆和单体高速输入/输出的方案(即输入捕获寄存器、输出比较匹配寄存器及相应控制逻辑)。提高了指令执行速度，克服了瓶颈现象，增强了功能；同时又减少了对外设管理的开销，相对简化了硬件结构，降低了成本。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述驱动电机包括L293D高电流H桥驱动芯片和四个检测车行走轮电机，所述L293D高电流H桥驱动芯片的控制端与主控器的控制输出端连接，输出端通过驱动电路分别与四个检测车行走轮电机连接。

利用L293D高电流H桥驱动芯片，L293D提供双向驱动电流高达600毫安，电压是从4.5V至36V，专门用于驱动感性负载。L293D兼容所有的TTL电平输入，每个输出都是推拉式驱动电路，其工作温度从0度至70度，且功耗较低。L293D的2、3引脚和6、7引脚驱动检测车左边的两个电机，10、11引脚和14、15引脚驱动检测车右边的两个电机，其电机状态编码如下表所示：

表1：电机转动状态编码表

作为本实施例一种可能的实现方式，所述六氟化硫气体检测模块包括型号为YDBS-3001-SF6的六氟化硫气体传感器。

六氟化硫气体检测模块采用型号为YDBS-3001-SF6六氟化硫气体模组传感器，该传感器测量灵敏度高、测量范围宽、线性度好。该传感器通讯方式采用RS485通讯，可以实现与TTL电平之间的兼容，不需要附加电平转换电路就可以实现与AVR单片机之间的通讯。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述视频采集模块包括广角摄像头。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述避障模块包括一个超声波传感器和两个红外传感器，所述超声波传感器设置在检测车车体的前端面上中间位置，两个红外传感器分别设置在超声波传感器的左右两侧。

避障模块采用以超声波传感器为主要避障传感器，以左右两个红外传感器为辅助避障传感器。超声波测距模块采用HC-SR04，该模块性能稳定，使用直流5V电源供电，不需要外加供电电路，探测距离可以达到2cm—450cm，精度可达0.2cm。该模块采用单片机I0口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号，模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回，有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。探测距离＝(高电平时间*声速(340M/S))/2。

红外传感器的处理电路如图2所示，通过调节R23、R24两个电位器，可调节两个红外传感器的检测距离为，开关量输出，即输出为TTL电平。为了避免普通红外传感器容易受到外部光线的影响的缺点，本发明采用型号为HJ-IR2的不怕光红外传感器模块，该模块检测到障碍物时输出低电平，平时为高电平。当前方有障碍物时，红外管发出红外信号经红外接收管接收回来，经集成芯片放大比较后，输出低电平，点亮模块上的LED发光管，同时可以输出一个低电平信号，信号可以作为单片机的信号输入检测，控制外部各种驱动模块。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述报警模块包括有源蜂鸣器。

报警模块采用的时有源蜂鸣器报警，该蜂鸣器控制端接单片机的I/O口，当六氟化硫气体传感器检测到泄漏点时，单片机的I/O口输出低电平，有源蜂鸣器接通，开始报警。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述无线传输模块包括型号为WR702N的无线路由器。

WR702N无线路由器采用Atheros的AR9331-AL1A处理器，主频400MHz，它是一个高度集成和成本效益的IEEE 802.11n1x1的2.4GHz系统单晶片的无线局域网(WLAN)AP和路由器platforms.In的一个单芯片。通过路由器与单片机通信实现wifi小车的控制，

某供电公司辖区内3座110千伏变电站为GIS设备。购买一台传统的六氟化硫气体检漏仪需要两到三万元，每次巡检需要运维人员进入GIS室进行捡漏作业，增加了运维人员的作业风险。而本发明的六氟化硫气体泄漏智能检测车成本仅六千元左右，且整个检漏过程无需运维人员进入GIS开关室，有效保证了运维人员的人身安全。采用六氟化硫气体泄漏智能检测车可以增加GIS开关室设备的巡检频次，有效降低了气体泄漏风险，提高了设备健康运行水平。以每年春检、秋检巡检两次为例，可以为企业带来间接效益10万余元。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。