[發明專利]盤式絕緣子污穢狀態在線遠程監測方法及裝置

有效

• 申請號: 201110341888.1
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN102508036A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 江皓;錢克猷;江傳桂
• 申請（專利權）人: 浙江大學城市學院;浙江大學
• 主分類號: G01R27/04
• 分類號: G01R27/04;G01R31/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本發明涉及遠程監測技術領域，尤其涉及一種輸電線路盤式絕緣子污穢狀態、運行狀態的在線遠程監測方法及裝置。

背景技術

高壓電力輸電系統往往要通過山區或田野，在線監測裝置或通訊裝置需用的電源往往很難獲得，一般都采用太陽能電池再配以蓄能蓄電池作為能源。其缺點是:?使用太陽能電源要考慮到晚上不能提供太陽能；連續陰天提供的太陽能大幅降低；太陽能電池受環境的污染效率逐漸減退等情況。所以，太陽能電池板的裝機面積，蓄電池的裝機容量，要遠大于測量電路和信息發送的平均功率要求的容量。導致裝置重量重，體積大，還要在輸電線的鐵塔上另加平臺來安裝監測裝置，通過鎧裝電纜和太陽能板、各絕緣子串上的收集污穢泄漏電流用的集流環相連接，電纜又長又重，而且在電氣方面還容易受干擾，安裝麻煩，維護困難。

目前也有少量泄漏電流監測裝置不以太陽能為能源的，如：

1．監測裝置是放在絕緣子高電位端，通過鐵芯線圈，直接從百安~千安級的高壓載流導線中汲取能量，如陜西省西安市尹之仁等申請的專利（專利號CN2625909）。但因測量裝置太靠近大電流導線，而且處于高電位，勢必要處理一系列強電場、磁場干擾等麻煩問題。

2．用泄漏電流作為光電頻閃的能源的污穢監測裝置。如浙江溫嶺市林冬青等公開的“一種絕緣子泄漏電流光電頻閃儀”（專利號CN201017018）；但它仍需人員巡線，不是遙測裝置；而且它反映的是污穢泄漏電流，由于污穢泄漏電流和污穢的嚴重程度有關外，還和溫度、相對濕度有關。所以光電頻閃快慢并不能直接反映絕緣子的污穢狀態，不能作為污穢的判斷標準。

3．金華電業局楊金飛提出的，利用劣質絕緣子的泄漏電流比正常的泄漏電流大許多的原理，以劣質絕緣子的泄漏電流為驅動源，當泄漏電流在一定的時間內超過限定值就會通過電磁和機械作用動作于信號。但它們仍需人員巡線，不屬于遙測裝置，它是劣質絕緣子監測裝置，不是正常的絕緣子污穢狀態監測裝置。它只有當絕緣子的絕緣遠低于正常值以后才能工作。

污穢泄漏電流大小還和污穢所處環境的溫度、相對濕度緊密相關，如果要用污穢泄漏電流來判斷污穢狀態的話，還需要同時考慮溫度、相對濕度因素。但目前的監測裝置，溫度、相對濕度測量部件一般都獨立安裝在鐵塔上，或附在戶外主機中安裝在鐵塔上，但鐵塔上測量的溫度、相對濕度和絕緣子串表面的對流氣流的實際溫度、相對濕度未必相同，有時相差很大，導致污穢泄漏電流與溫度、相對濕度數據失去相關性。

戶外電氣裝置受天氣的影響很大，在陽光直射的情況下，即使裝置內部沒有發熱，其表面的溫度也可能達六七十攝氏度或更高。不但會影響元件的壽命，還會影響裝置的測量的準確性，尤其是對溫度、相對濕度傳感器及在戶外主機中的那些元件、部件，影響更大，若采用風扇降溫措施又將增加能耗，增加對太陽能電池功率要求和機箱、太陽能板的體積。

目前絕緣子的污穢程度的在線遠程監測方法，大致上可分兩大類：一類是間接的測量方法。如利用測量放置在絕緣子近旁的光纖上的積污來間接測量絕緣子上的污穢。由于光纖和絕緣子存在表面物性及結構上的不同，結果會有差別。另一類是基于絕緣子的污穢泄漏電流的測量方法，也可以分為兩類，一類是只以泄流電流來判斷，是依據絕緣子在臨污閃時的污穢泄漏電流特征，例如利用臨污閃時的污穢泄漏電流的大小，利用臨污閃時污穢泄漏電流脈沖的大小、頻次，利用臨污閃時污穢泄漏電流波形的一些特征等。這些方法的缺點是，平時無法顯示污穢程度，例如，絕緣子積灰已經相當嚴重，但因空氣干燥，污穢泄漏電流仍不大。在這種積污情況下，一旦遇到大霧天氣，污穢泄漏電流有可能立即增大到臨近污閃或出現污閃。實際上這是一種污閃警報而不是污穢狀態監測。它無法確保提供足夠的處理積污時間，所以實際應用功效受到限制。另一類則綜合污穢泄漏電流和溫度、相對濕度等諸因素來判斷，如利用模糊理論來綜合考慮電流、溫度、相對濕度因素的。但是模糊理論通常擅長處理二維問題，隨著輸入維數的增加，模糊規則庫及計算量將不止成倍地增加。

目前基于絕緣子的泄漏電流的測量方法，其被測量的泄漏電流有兩種情況。一種是只測量污穢泄漏電流，另種情況是測量污穢泄漏電流和絕緣子電容電流的合成量。不論測量哪種電流，都不能用來判斷絕緣子串中的零值絕緣子。因為除一只絕緣子的絕緣子串不允許有零值絕緣子以外，最有利于檢測情況是兩只絕緣子。若允許有一只為零值，則泄漏電流變化大約為一倍。而正常的絕緣子的泄漏電流，通常在零或百余微安至數毫安變化。亦即變化至少有數十倍。或者說正常的泄漏電流變化，可能完全掩蓋了因零值絕緣子所引起的變化。