[發明專利]輸電線路絕緣子污穢監測器件

無效

• 申請號: 201310152695.0
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN103234983A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 羅兵;李立浧;張曉亮;李敏;張巍;張貴峰
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;武漢康普常青軟件技術有限公司
• 主分類號: G01N21/94
• 分類號: G01N21/94;G01N21/55
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

技術領域

本發明涉及一種輸電線路絕緣子污穢監測器件，用于輸電線路絕緣子污穢度的監測。

背景技術

輸變電線路上的污穢在線監測，通常有電學和光學兩種定量方法。傳統使用表面電導法通過測量運行高壓作用下流過絕緣子表面的電流大小來確定表面污層的電導率及相應的等值鹽密。受污穢的不均勻度的影響，導致該方法的分散性較大，另外表面電流僅在較高濕度下能作有效測量，限制了該方法的環境適應性。最近出現的光傳感測量法通過污穢在光學傳感器表面的作用影響其內部光反射，探測光傳輸的變化來折算表面污穢密度。該技術應用方便，光全反射的均勻性使得測量值與污穢度的關系較為穩定，缺點是光傳感的對應物是傳感器上的污穢，并非直接監測絕緣子的污穢，二者積污特性的對應關系比較復雜。

本申請人申請了《激光污穢傳感器》（專利號：201010114187.X），它的傳感部分由圓弧形石英棒構成，通過石英棒上吸附的污穢物對光傳輸損耗的影響來計算污穢度，石英棒懸空并暴露于空氣中，其積污效果由其自身結構外形和材料來決定，因此計算得到的污穢度僅表示此特殊形式的積污情況。高純度石英棒的制作工藝要求較高，且石英棒形狀難調制，易碎等特征限制了其應用范圍。

發明內容

本發明的目的是針對絕緣子和現有光傳感器的積污特征的不同，兩者對應關系較為復雜的情況，提供一種輸電線路絕緣子污穢監測器件，模擬絕緣子外形的光傳感器，使傳感器上的積污與絕緣子的積污趨于一致，使得傳感器上測量到的污穢可以直接代表同步絕緣子上的污穢。

實現本發明的技術方案如下：

輸電線路絕緣子污穢監測器件，包括一個激光器、兩根光纖束、一個塑料光纖傳感器、一個光電探測器、一個溫濕度傳感器、至少三個仿絕緣子外形中空的結構體、連接直筒、電源、控制電路；其特征在于：所有仿絕緣子外形的中空結構體通過連接直筒連接成一體為絕緣子串形狀，激光器通過一根光纖束與塑料傳感器輸入端連接，塑料傳感器的輸出端通過另一根光纖束與光電探測器連接，塑料光纖傳感器和溫濕度傳感器分別固定于中間的中空結構體表面上，激光器、光電探測器分別封裝于中間的中空結構體內部，電源和控制電路分別封裝于剩余中空結構體內部，電源為激光器、光電探測器、控制電路供電，控制電路分別與激光器、光電探測器、溫濕度傳感器連接成回路。

所述的塑料光纖傳感器為塑料光纖，塑料光纖的包層部分拋光作為傳感區。塑料光纖表面拋光點均勻地分布于中間的中空結構體的表面，但總拋光長度為固定值，塑料光纖與仿絕緣子形狀的結構體表面為緊密連接，器件安裝在輸電線路桿塔或者變電站附近，通過與現場空氣污染物的接觸實現污穢傳感。

本發明的外形為仿絕緣子串（至少3片絕緣子串聯）的中空結構形式，塑料光纖傳感器以及溫濕度傳感器位于中間的中空結構體表面上，激光器、光電探測器位于中間中空結構體內部；控制電路、電源分別位于上下兩個中空結構體內。塑料光纖傳感器作為污穢傳感器，放置到中間結構體上，是基于模擬絕緣子串積污特性的考慮，通常一串絕緣子的靠中間片其上方下有一定遮擋，其積污效果可以代表整串的積污情況，因此中間結構體表面恰當設置的傳感器可以較好地代表整個絕緣子串外形的整體積污。

溫濕度傳感器用于測量環境的溫度和濕度，將其安裝于污穢傳感器附近，盡可能真實地反映積污的氣象條件。氣象信息與光纖測量信息一起作為污穢度計算的輸入參量。

控制電路使用單片機編程實現對電源供電、激光器、光電探測器、溫濕度傳感器的開關控制并進行數據采集記錄。

污穢度的計算基本原理是光纖傳輸中全反射被破壞的效果。激光器輸出的單色光在光纖中的傳輸是依賴于光纖內表面產生的全反射現象，這一現象要求反射界面外表面的折射率顯著地低于光纖材料本身，例如空氣的折射率。如果光纖外表面被污穢物覆蓋，則界面外表面介質的折射率趨于接近光纖的折射率，全反射條件無法維持，光傳輸產生部分損失。表面覆蓋污穢物的多少反映到光纖末端輸出的光強弱，則可以依此計算污穢度的大小。

本發明可較好地同步在線絕緣子的積污效果，為污穢監測提供較高精度的結果。

附圖說明

圖1為本發明的探測結構示意圖。

圖2為本發明的整體結構示意圖。

圖3為本發明的測量原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行關于具體實施的說明。