[實用新型]基于MEMS電場傳感器的復合絕緣子電場分布檢測裝置

有效

• 申請號: 201822236679.0
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN209656792U
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 方玉群;徐嘉龍;郭鋒;劉巖;繆壽成;雷興列;潛力群;劉凱;劉庭;肖賓;彭勇;張帆
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司;國網浙江省電力有限公司金華供電公司;中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R29/14
• 分類號: G01R29/14
• 代理公司: 33217 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 項軍<國際申請>=<國際公布>=<進入國

針對現有技術的不足，本實用新型在現有技術的基礎上進行了突破性的改進，確保開展復合絕緣子帶電作業的安全可靠性。為實現以上目的，本實用新型通過以下技術方案予以實現：一種基于MEMS電場傳感器的復合絕緣子電場分布檢測裝置，由MEMS電場采集系統、無線傳輸系統和絕緣操作附件組成，MEMS電場采集系統安裝在絕緣操作附件上確保MEMS電場采集系統能相對于絕緣子表面進行移動，且在移動過程中MEMS電場采集系統中的傳感器和絕緣子表面距離不變。本實用新型通過這樣的技術方案，可通過絕緣操作附件移動MEMS電場采集系統，在任意結構的絕緣子表面進行電場檢測，并確保檢測結果準確可靠。

技術領域

本實用新型涉及電力檢測的技術領域，具體涉及一種在超、特高壓輸電線路開展基于MEMS電場傳感器的復合絕緣子電場分布檢測裝置及方法。

背景技術

隨著電力系統的發展，電壓等級越來越高。現代的高壓輸電線路中，復合絕緣子的使用越來越多。電力系統在正常運行時，絕緣子的金具表面和外絕緣材料上由于電位分布的不均勻會發生電暈現象，進而對電磁環境、絕緣材料的運行特性等產生影響，對電力安全運行造成嚴重威脅。因此在安裝絕緣子時需要在絕緣子的兩端安裝均壓環用以解決此問題。使用狀況良好的復合絕緣子表面的電場分布是均勻且穩定的。

隨著復合絕緣子運行時間的增加，由于外力破壞、環境因素等，復合絕緣子會產生各種缺陷，導致其絕緣性能下降而影響線路的正常運行，更有甚者會影響在復合絕緣子周圍開展帶電作業的安全性，對作業人員人身、設備安全造成隱患。存在缺陷的復合絕緣子，其表面電場強度與正常絕緣子具有差異，可以通過電場檢測來判斷絕緣子的良好情況。目前國內外檢測電場的裝置主要依靠轉磨式電場測量儀，該裝置一般體積較大、操作復雜、準確性有待提升。目前已有的復合絕緣子檢測裝置主要基于轉磨式電場傳感器制成，其實用性及準確性無法滿足現場應用要求。

對此現有技術中也有專利號為201510734397.1的發明專利《一種復合絕緣子檢測系統》中就公開了一種復合絕緣子檢測系統，包括可開合的環抱式框架、開合鎖緊機構、移動機構、檢測機構和電池控制箱，其中：環抱式框架包裹在絕緣子傘裙外側，開合鎖緊機構設置在環抱式框架外側，控制懷抱式框架的開合與鎖緊，所述移動機構，固定于懷抱式框架上，帶動其沿絕緣子串運動，所述檢測機構設置于懷抱式框架外側，采集絕緣子的電場、可見光或紅外檢測憎水性參數，所述電池控制箱固定于懷抱式框架上，為移動機構、檢測機構和開合鎖緊機構提供電能。該發明通過電場檢測、可見光檢測、紅外檢測、憎水性檢測等檢測模塊可以實現全面的絕緣子狀態診斷，對絕緣子的評價更加客觀詳細。便于及時了解線路運行絕緣子狀態。

但是這樣的產品結構復雜，在超、特高壓輸電線路上根本無法安裝。而且由于其檢測結果并不精準，因此需要電場檢測、可見光檢測、紅外檢測、憎水性檢測等檢測模塊的檢測結果進行相互印證。但是萬一這些檢測模塊之間的檢測結構自相矛盾，無法探究其中哪個究竟是正確的結果，導致出現大量的無效測量。

事實上，在特高壓電場檢測方面，《傳感器與微系統》雜志2017年第36卷第四期中所公開的論文《MEMS結構的帶電作業電場測量預警系統》一文中倒是提出了一種電場測量方案，基于高性能的微機電系統MEMS敏感結構芯片研制了一種新型帶電作業電場測量預警系統，通過實時檢測電場大小，當超出電場安全閾值發出預警信號，提醒作業人員采取相應的安全措施。基于相設計了一種可抑制背景噪聲的快速模擬解調電路，解決了數字信號處理精度低、響應慢等不敏檢測原理。

但是其原理在于保護帶電操作人員，因此其并不適合于檢測體積較大的復合絕緣子。如果強行檢測復合絕緣子，也會由于無法定位而導致檢測結果差距較大。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型在現有技術的基礎上進行了突破性的改進，提供基于MEMS電場傳感器的復合絕緣子電場測量裝置及檢測方法，可為超特高壓輸電線路開展復合絕緣子狀態檢測提供檢測評估手段，確保開展復合絕緣子帶電作業的安全可靠性。

為實現以上目的，本實用新型通過以下技術方案予以實現：