[發(fā)明專利]一種絕緣子霧霾與污閃在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310490133.7
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103592580A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁月明;李陽;李俊;厲建新;崔鑄元;厲朝明;趙慶法;漢勇;邢相秋
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山東省電力公司日照供電公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)運行安全領(lǐng)域，尤其涉及一種預(yù)防霧霾和污穢因素導(dǎo)致絕緣子外絕緣不夠而發(fā)生沿面閃絡(luò)或者空氣被電離擊穿放電事故發(fā)生的絕緣子霧霾與污閃在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

由于隨著我國經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)健快速發(fā)展，一方面電力需求日益增大，電力系統(tǒng)輸電線路電壓等級不斷提高，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，交、直流聯(lián)網(wǎng)不斷增多，另一方面各地區(qū)的污染源不斷增多，大氣污染加劇。暴露在污穢條件下的絕緣子表面會沉積污穢，當(dāng)遇有大霧、細(xì)雨、凍雨、凝露、霧凇、雪凇、融冰、融雪等不利氣象，易造成電網(wǎng)污閃事故。據(jù)統(tǒng)計，在電網(wǎng)故障中，絕緣子故障占輸電線路所有故障的首位，其中雷擊造成絕緣子閃絡(luò)引起的跳閘率要占線路總跳閘率的60%以上，而外絕緣污閃造成電量損失為雷害的9~10倍，沉積在高壓絕緣子表面的污穢物與霧、霾等氣候共同作用時容易發(fā)生絕緣子污穢閃絡(luò)，影響電力線路的安全運行。

除了絕緣子閃絡(luò)導(dǎo)致跳閘外，據(jù)近些年來的統(tǒng)計，由于霧霾而引發(fā)220kV、500kV高壓輸電線路空氣絕緣擊穿（而不是沿絕緣子串表面的沿面閃絡(luò)）并導(dǎo)致線路跳閘的事故時也有發(fā)生，嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全運行。

目前國內(nèi)外對于霧霾監(jiān)測與污閃裝置主要有以下2種：

1.檢測PM2.5：監(jiān)測空氣中PM2.5顆粒的多少作為大氣霧霾程度的量化，這種方法和結(jié)果對電網(wǎng)中絕緣子閃絡(luò)的機理與規(guī)律不相符，PM2.5的檢測結(jié)果不能作為判斷是否會發(fā)生絕緣子閃絡(luò)或者將空氣電離擊穿的依據(jù)。

2.絕緣子污閃監(jiān)測裝置：通過測量絕緣子泄漏電流，判斷絕緣子是否發(fā)生污穢閃絡(luò)放電的依據(jù)。該裝置只能判斷污穢單一因素，而未將霧霾因素考慮在內(nèi)。

但，以上這些報警裝置都存在一些問題，不能實現(xiàn)在霧霾和污穢綜合因素導(dǎo)致絕緣子閃絡(luò)與空氣電離擊穿的判斷依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種能實現(xiàn)在值班室就能知道霧霾與污穢程度，無需進(jìn)行變電站和線路巡視就可以清楚絕緣子是否存在污閃或空氣電離擊穿跳閘的危險的絕緣子霧霾與污閃在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明第一方面提供一種絕緣子霧霾與污閃在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括監(jiān)測終端與監(jiān)控裝置，所述監(jiān)測終端包括信號連接的太陽能供電模塊、電容介質(zhì)電流采集裝置、絕緣子泄漏電流采集裝置、單片機與GSM短信模塊。

所述監(jiān)測終端與監(jiān)控裝置通過無線網(wǎng)絡(luò)信號連接。

所述太陽能供電模塊為所述監(jiān)測終端供電。

所述電容介質(zhì)電流采集裝置用于測量電容介質(zhì)的電流。

所述絕緣子泄漏電流采集裝置用于測量絕緣子的泄漏電流。

所述單片機用于采集電容介質(zhì)的電流信號和絕緣子的泄漏電流信號后，經(jīng)過程序固化的公式計算后得出反映絕緣子閃絡(luò)的霧閃值，比較霧閃值與既定的門檻值，并根據(jù)比較的結(jié)果決定是否做出“注意、危險”的兩級霧閃報警。

所述GSM短信模塊用于接收電容介質(zhì)的電流信號和絕緣子的泄漏電流信號的測量并發(fā)送至監(jiān)控裝置。

所述監(jiān)控裝置包括GSM短信終端設(shè)備和監(jiān)控主機，其中，所述GSM短信終端設(shè)備用于通過GSM短信模塊接收來自單片機計算后的霧閃值；所述監(jiān)控主機用于在人機界面顯示GSM短信終端設(shè)備接收到的實時監(jiān)測結(jié)果和歷史數(shù)據(jù)曲線。

進(jìn)一步地，所述電容介質(zhì)電流采集裝置包括電容介質(zhì)電流傳感器、繼電器、風(fēng)扇與用以提供工作電源的高壓脈沖電源，所述電容介質(zhì)電流傳感器與所述高壓脈沖電源連接，由繼電器控制風(fēng)扇將空氣抽進(jìn)電容裝置中得到電容介質(zhì)的電流信號。

進(jìn)一步地，所述高壓脈沖電源包括信號連接的基準(zhǔn)電壓單元、ADC轉(zhuǎn)換單元、單片機處理單元、AD9851單元、寬帶放大器單元以及輸出單元。

進(jìn)一步地，所述絕緣子泄漏電流采集裝置包括絕緣子泄漏電流傳感器與安裝在絕緣子串上的集流環(huán)。

進(jìn)一步地，所述太陽能供電模塊包括太陽能控制器以及與所述太陽能控制器的輸入連接的太陽能電池板，所述太陽能控制器的輸出包括12V直接輸出以及經(jīng)過12V到5V的DC-DC轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓器后的5V輸出。

進(jìn)一步地，所述太陽能供電模塊還包括與太陽能控制器雙向連通的蓄電池，用于當(dāng)太陽能電池板收集到的電容量不夠用時為所述監(jiān)測終端供電以及當(dāng)蓄電池電容量不滿時由太陽能控制器將太陽能電池板收集到的電容量充入蓄電池內(nèi)。

優(yōu)選地，霧閃報警采用監(jiān)控主機進(jìn)行蜂鳴。

本發(fā)明第二方面提供一種絕緣子霧霾與污閃在線監(jiān)測方法，包括如上述所述的一種絕緣子霧霾與污閃在線監(jiān)測系統(tǒng)，具體包括以下步驟：