潛望式透鏡在電力系統(tǒng)巡檢中的研究與應用

蔣 嬪，楊連濤

（國網(wǎng)甘肅省電力公司超高壓公司，甘肅 蘭州 730070）

1 研究背景

《國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準變電站智能機器人巡檢系統(tǒng)檢測規(guī)范》7.1.18.5 表計識別準確率規(guī)定：智能機器人巡檢表計識別準確率規(guī)定要達到80%。目前智能機器人巡檢工作中，表計識別準確率基本滿足國網(wǎng)公司規(guī)范要求的表計識別要求。利用智能巡檢機器人進行變電站設備智能巡視，但因設備觀察窗老化，且觀察窗最初的設計只滿足人工巡視需求，因此機器人巡檢存在觀測數(shù)據(jù)不清晰，降低了智能巡檢機器人巡視抄錄表計的正確率[1]。

為此，本文提出一種開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡裝置，依托自動感應控制元件，實時對斷路器SF6 觀察窗開啟或關(guān)閉照明；通過光學折射，在滿足高清晰度和密封性能的前提下，使裝置代替原有設備觀察窗，滿足機器人智能巡檢的需求。

2 潛望式透鏡在電力系統(tǒng)巡檢中的應用價值

開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡在電力系統(tǒng)中的應用具有非常重要的價值，主要包括以下幾個方面。

2.1 提高運維效率

潛望式透鏡技術(shù)使得電力系統(tǒng)的診斷和故障排查等工作更加方便。它可以為系統(tǒng)管理員提供二次調(diào)試等技術(shù)支持，從而簡化系統(tǒng)管理和故障排除的流程。

2.2 保證電力設備的安全

潛望式透鏡技術(shù)可以提高電力設備的安全性，避免人工觀測時因視角不佳等原因而產(chǎn)生的傷害，保證操作人員的安全。

2.3 增強監(jiān)控功能

潛望式透鏡技術(shù)可以通過對電力系統(tǒng)設備的監(jiān)控信息進行實時記錄和反饋，增強對電力設備的監(jiān)控和預警功能，有效降低設備故障率，提高設備運行的可靠性。

2.4 降低維護成本

潛望式透鏡技術(shù)可以實現(xiàn)對設備的遠程監(jiān)控和管理，避免了人工巡檢時的大量時間和人力花費，同時可以通過合理的預測和算法模型，提前預防和預器人巡檢表計識別準確率規(guī)定要達到80%。目前智能機器人巡檢工作中，表計識別準確率基本滿足國網(wǎng)公司規(guī)范要求的表計識別要求。利用智能巡檢機器人進行變電站設備智能巡視，但因設備觀察窗老化，且觀察窗最初的設計只滿足人工測設備故障，從而降低維護成本。

潛望式透鏡技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用有著諸多的優(yōu)勢，可以提高電力系統(tǒng)設備的安全性和運行效率，有效降低器人巡檢表計識別準確率規(guī)定要達到80%。目前智能機器人巡檢工作中，表計識別準確率基本滿足國網(wǎng)公司規(guī)范要求的表計識別要求。利用智能巡檢機器人進行變電站設備智能巡視，但因設備觀察窗老化，且觀察窗最初的設計只滿足人工維護成本，同時增強了對電力設備的監(jiān)控和預警功能，具有非常重要的應用價值。

3 開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡的原理和基本結(jié)構(gòu)

3.1 開關(guān)壓力表計觀察窗的原理和結(jié)構(gòu)

其原理是通過透鏡的折射原理，使光線沿著一個特定的路徑進入被觀察的壓力表內(nèi)，通過透鏡的聚焦調(diào)整可以得到清晰的讀數(shù)。壓力表內(nèi)的液體或氣體是通過觀察窗上下兩側(cè)的槽體與觀察窗相連的，當壓力變化時，液體或氣體的壓力變化相應地會在觀察窗內(nèi)反映出來。

圖1 壓力表計觀察窗的結(jié)構(gòu)

觀察窗通常是用金屬制作的，質(zhì)地較堅硬，不易被壓碎。透鏡通常采用硬質(zhì)玻璃材質(zhì)，使得觀察者可以清晰地看到壓力表內(nèi)的讀數(shù)[2]。此外，壓力表計觀察窗還裝有螺釘，這樣就可以根據(jù)實際需要對槽體進行調(diào)節(jié)，以保證觀察到的壓力讀數(shù)更加精準。其具體結(jié)構(gòu)如下：

開關(guān)壓力表計觀察窗的原理是利用透鏡的折射原理來獲取壓力表計讀數(shù)，其結(jié)構(gòu)包括透鏡、槽體和螺釘?shù)炔糠郑峁┝艘环N方便、簡潔的觀察壓力表計讀數(shù)的方法。

3.2 觀察窗透鏡部分的結(jié)構(gòu)概述

開關(guān)壓力計觀察窗的潛望式透鏡裝置是一種用于觀察壓力表讀數(shù)的裝置，其透鏡裝置可以通過觀察窗透過壓力表的透鏡來觀察壓力表讀數(shù)[3]。它的主要結(jié)構(gòu)包括進氣管、觀察管和槽體等三個部分。

3.2.1 進氣管

進氣管上作鈍齒，其光圈較小，能夠有效地防止太陽光干擾，保證觀察窗內(nèi)的光線不受影響。進氣管還能通過連接管道連接壓力表，通過壓力表內(nèi)部設備的活動軸測量出壓力值。

3.2.2 觀察管

觀察管的作用是將透鏡導入槽體中，以便從觀察窗中清晰地看到壓力表的讀數(shù)。觀察管通常由透明的材料制成，以便輕松觀看壓力表的讀數(shù)。透鏡通過觀察管被安裝在槽體的中心位置，以確保透鏡能夠準確地聚焦。

3.2.3 槽體

槽體是開關(guān)壓力計觀察窗的主體結(jié)構(gòu)，通常由高強度的不銹鋼或鋼制成，可以抵御較高的壓力和溫度。槽體不僅要與進氣管連接緊密，同時還必須與觀察管對接、透鏡對準，以確保透鏡能夠準確地聚焦。

圖2 開關(guān)壓力計觀察窗的潛望式透鏡裝置結(jié)構(gòu)圖

這種潛望式透鏡結(jié)構(gòu)有效地解決了觀察窗容易受雜物干擾的問題，保證了用戶能夠更加清晰地觀察壓力表的讀數(shù)。它還可以有效縮短操作人員在觀測過程中調(diào)整儀表的時間，提高工作效率。

4 潛望式透鏡在電力系統(tǒng)中的開發(fā)應用

4.1 應用情況說明

使用開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡的優(yōu)勢在于，它可以實時地監(jiān)測設備內(nèi)部的壓力情況，保證設備正常運行，減少因壓力過高或過低導致的事故發(fā)生。另外，該裝置對設備的運行維護也起到了很好的作用。

在實際應用中，需要注意的是，使用開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡時，要對其進行定期的檢查和維護，防止因觀察窗與壓力表接口泄漏、觀察窗透鏡表面污損等原因?qū)е碌恼`讀和錯誤判斷。尤其在高溫高壓環(huán)境下使用時，還需要對潛望式透鏡進行冷卻和保護。

使用開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡是電力系統(tǒng)運行監(jiān)測中的一個有效方式，可以對設備的正常運行和維護起到積極的作用。在使用時，需要注意透鏡的保護和維護，確保其準確性和可靠性。

4.2 電力系統(tǒng)中開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡的作用

在電力系統(tǒng)運行過程中，開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡是一種新型的運行監(jiān)測裝置。該裝置通常被安裝在開關(guān)柜、變壓器、電纜接頭等電力設備上，用來觀察壓力表讀數(shù)，對電力系統(tǒng)的運行狀況進行監(jiān)測[4]，具體來說，開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡在電力系統(tǒng)中的作用包括以下幾個方面。

4.2.1 實時監(jiān)測壓力

通過觀察窗，工作人員可以實時地監(jiān)測設備內(nèi)部的壓力情況，保證設備正常工作。一旦發(fā)現(xiàn)壓力過高或過低，可以及時采取措施，以避免設備損壞或發(fā)生安全事故。

4.2.2 判斷設備狀態(tài)

通過觀察窗所顯示的壓力數(shù)據(jù)，可以對設備的狀態(tài)進行判斷。例如，如果壓力持續(xù)上升，可能說明設備正在發(fā)生故障；如果壓力突然下降，可能說明設備已經(jīng)停止工作。

4.2.3 方便維護

開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡可以方便地觀察到設備內(nèi)部的壓力變化狀況，讓工作人員在日常維護中更快地找到設備問題所在，提高了設備的維護效率。

4.3 潛望式透鏡在電力系統(tǒng)中的應用優(yōu)勢

開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡已在電力系統(tǒng)中普遍采用，其應用優(yōu)勢如下。

4.3.1 提高設備安全性

開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡能夠監(jiān)測設備內(nèi)部的壓力變化，一旦發(fā)生壓力異常，可以通過觀察窗及時發(fā)現(xiàn)并進行相應的處理，從而提高設備的安全性。

4.3.2 可視化監(jiān)測

開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡通過透鏡的觀察作用，讓工作人員更直觀地觀察設備內(nèi)部的壓力變化情況，降低了誤判的可能性。

4.3.3 經(jīng)濟實用性

開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡安裝簡單，且價格相對較低，可以降低電力系統(tǒng)的運行成本。

5 應用前景和發(fā)展趨勢

開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡作為一種重要的壓力監(jiān)測設備，其應用前景和發(fā)展趨勢如下。

5.1 智能化

未來的開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡將更多地應用智能化技術(shù)，包括傳感器、自動控制和自適應算法等，實現(xiàn)智能監(jiān)控和報警，具有自學習和自適應能力。

5.2 精度的提高

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡將實現(xiàn)更高的測試精度和準確性，同時也會提高其靈敏度，更好地監(jiān)測和處理測試環(huán)境的數(shù)據(jù)。

5.3 數(shù)據(jù)分析

未來的開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡將會采用數(shù)據(jù)分析技術(shù)，以更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集、處理和分析，讓監(jiān)控系統(tǒng)更加智能化和可視化，進一步提高其應用價值和可靠性[5]。

5.4 多功能化

在未來，開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡將不僅僅單一地監(jiān)測壓力，而是將具有更多的功能，如溫度、濕度和流量等數(shù)據(jù)的監(jiān)測與處理，以提高監(jiān)測系統(tǒng)的多功能性和全方位性。

5.5 低成本、高可靠性

未來的開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡將更加注重降低成本和提高可靠性，采用新材料和制造技術(shù)，提高其耐久性和性能，從而實現(xiàn)有效的監(jiān)測和告警功能。

綜上所述，開關(guān)壓力表計觀察窗的潛望式透鏡在未來的應用前景和發(fā)展趨勢將會更多地面向智能化、低成本高可靠性、多功能化和數(shù)據(jù)分析等方面，以滿足工業(yè)生產(chǎn)和能源領(lǐng)域?qū)毫ΡO(jiān)測和控制的需求。