一種基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子帶電檢測系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力設(shè)備檢測技術(shù)領(lǐng)域,具體設(shè)及一種基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子 帶電檢測系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 復合絕緣子由于重量輕、強度高、耐污閃性能強、維護方便等優(yōu)點眾多,打破了瓷、 玻璃絕緣子的長期統(tǒng)治地位,而在電力系統(tǒng)中獲得廣泛的應用。據(jù)2001年的不完全統(tǒng)計, 全國電網(wǎng)運行總數(shù)已達160萬支,約290萬支年,使用數(shù)量僅次于美國而居世界第2。隨著 運行時間和運行數(shù)量的增加,復合絕緣子發(fā)生故障的信息也逐漸增多,據(jù)統(tǒng)計,國內(nèi)llOkV 線路發(fā)生不明原因閃絡所占的比例為故障率的22%,造成很大的經(jīng)濟損失。
[0003] 復合絕緣子在運行過程中出現(xiàn)內(nèi)絕緣缺陷時,外觀看不出來,會引起閃絡故障,嚴 重的情況是出現(xiàn)斷線事故。因此要減少復合絕緣子損壞事故,提高供電可靠性?,F(xiàn)有技術(shù) 中提供了觀察法、超聲波檢測法、紅外線成像法等方法作為絕緣子帶電檢測方法,但是,上 述方法均存在缺陷:觀察法,可能因觀察角度不理想或污穢覆蓋而不能被發(fā)現(xiàn),內(nèi)絕緣缺陷 更可能因無明顯外表特征被遺漏,因此觀察法雖很簡便,但很不可靠;超聲波檢測法,該方 法具有靈敏度高、速度快、成本低、操作簡單及安全可靠等優(yōu)點,可W準確地檢測出有裂縫 的絕緣子,但對未開裂的絕緣子不起作用,而且由于超聲波本身存在禪合、衰減及超聲換能 器性能問題,只能到現(xiàn)場逐個檢測;紅外線成像法,該法的缺點是儀器造價高、且溫度測量 易受陽光、大風、潮氣、環(huán)境溫度及一些能引起絕緣子表面溫度急劇變化等因素的影響。
[0004] 針對上述方法的缺陷,現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)計了電場測量法,該方法可在線檢測復合絕 緣子的內(nèi)絕緣缺陷,所用儀器較為簡單,對天氣等外界環(huán)境要求甚低。運行中的復合絕緣 子,正常狀態(tài)下電場強度和電勢沿絕緣子軸向的變化曲線是光滑的。當絕緣子存在導通性 缺陷時,該處電位變?yōu)橐怀?shù),故其電場強度將突然降低,電場分布曲線也不再光滑,而是 在相應的位置上有崎變,中間下陷,兩端上升。因此測量復合絕緣子串的軸向電場分布可找 出絕緣子的內(nèi)絕緣導通性故障。電場測量法已有了成型的產(chǎn)品,??谟糜诤铣山^緣子的在 線檢測,在干燥、污穢不嚴重時檢測效果良好,但其需要登高測量,危險性高,且污穢而潮濕 的合成絕緣子電場分布扭曲嚴重,難W識別缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提出一種基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子帶電檢測系 統(tǒng)及方法,W達到為尋找輸電線路故障絕緣子提供便捷性,提高供電可靠性的目的。
[0006] 一種基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子帶電檢測系統(tǒng),該系統(tǒng)包括絕緣子帶電檢測儀 便攜裝置和數(shù)據(jù)接收終端機,所述絕緣子帶電檢測儀通過無線自組網(wǎng)通信方式與所述數(shù)據(jù) 接收終端機連接;
[0007] 所述的絕緣子帶電檢測儀便攜裝置包括單片機、電場傳感器、光電傳感器和數(shù)據(jù) 采集單元;其中,
[0008] 電場傳感器:用于采集絕緣子的縱向電場數(shù)據(jù),對所采集的縱向電場數(shù)據(jù)進行無 源濾波和差分放大處理,并發(fā)送至數(shù)據(jù)采集單元中;
[0009] 光電傳感器:用于發(fā)送信號觸發(fā)單片機接收當前采集的絕緣子縱向電場數(shù)據(jù);
[0010] 數(shù)據(jù)采集單元:用于根據(jù)各周期內(nèi)的采樣數(shù)據(jù),求取各周期的縱向電場數(shù)據(jù)有效 值,并發(fā)送至單片機中;
[0011] 單片機:用于將接收的各周期的縱向電場數(shù)據(jù)有效值進行平滑濾波處理,并通過 無線自組網(wǎng)通信的方式將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)接收終端機;
[0012] 所述的數(shù)據(jù)接收終端機:用于采用最小二乘法對接收的縱向電場數(shù)據(jù)進行曲線擬 合,將擬合后的曲線與原始采集的縱向電場數(shù)據(jù)曲線進行對比,獲得兩曲線之間的最大差 值,并判斷所獲最大差值是否超過設(shè)定的闊值,若是,則被測絕緣子內(nèi)部存在缺陷,需更換 或維修,否則,絕緣子正常。
[0013] 采用基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子帶電檢測系統(tǒng)進行的檢測方法,包括W下步 驟:
[0014] 步驟1、采用電場傳感器采集絕緣子的縱向電場數(shù)據(jù),并對所采集的縱向電場數(shù)據(jù) 進行無源濾波和差分放大處理;
[0015] 步驟2、當電場傳感器接近絕緣子邊沿時觸發(fā)光電傳感器,將當前電場傳感器所采 集的絕緣子縱向電場數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)采集單元;
[0016] 步驟3、數(shù)據(jù)采集單元根據(jù)各周期內(nèi)的采樣數(shù)據(jù),求取各周期的縱向電場數(shù)據(jù)有效 值,并發(fā)送至單片機中;
[0017] 步驟4、單片機將接收的各周期的縱向電場數(shù)據(jù)有效值進行平滑濾波處理,并通過 無線自組網(wǎng)通信的方式將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)接收終端機;
[0018] 步驟5、反復執(zhí)行步驟1至步驟5,直至絕緣子串所有絕緣子均完成測量;
[0019] 步驟6、數(shù)據(jù)接收終端機采用最小二乘法對接收的縱向電場數(shù)據(jù)進行曲線擬合;
[0020] 步驟7、將擬合后的曲線與原始采集的縱向電場數(shù)據(jù)曲線進行對比,獲得兩曲線之 間的最大差值;
[0021] 步驟8、判斷所獲最大差值是否超過設(shè)定的闊值,若是,則被測絕緣子內(nèi)部存在缺 陷,需更換或維修,否則,絕緣子正常。
[0022] 步驟3所述的求取各周期的縱向電場數(shù)據(jù)有效值,公式如下:
[0023]
化)
[0024] 其中,表示縱向電場數(shù)據(jù)有效值,N表示一個周期內(nèi)的采樣個數(shù),I。表示第η個 瞬時縱向電場采樣值。
[00對本發(fā)明優(yōu)點:
[00%] 本發(fā)明提出一種基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子帶電檢測系統(tǒng)及方法,與現(xiàn)有技 術(shù)相比,通過無線自組網(wǎng)通信技術(shù)提取絕緣子串縱向電場分布,根據(jù)絕緣子縱向電場分布 判斷絕緣子的內(nèi)缺陷,利用無線自組網(wǎng)通信技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛婀ぷ魅藛T的數(shù)據(jù)接收終 端,數(shù)據(jù)將W曲線等方式顯示,可W直觀顯示絕緣子是否具有內(nèi)缺陷故障,為尋找輸電線路 故障絕緣子提供了方便,提高了供電的可靠性。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明一種實施例的基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子帶電檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框 圖;
[002引圖2為本發(fā)明一種實施例的基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子帶電檢測方法流程圖?!揪唧w實施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明一種實施例做進一步說明。
[0030] 本發(fā)明實施例中,如圖1所示,基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子帶電檢測系統(tǒng),該系 統(tǒng)包括絕緣子帶電檢測儀便攜裝置和數(shù)據(jù)接收終端機,所述絕緣子帶電檢測儀通過無線自 組網(wǎng)通信方式與所述數(shù)據(jù)接收終端機連接;所述的絕緣子帶電檢測儀便攜裝置包括單片 機、電場傳感器、光電傳感器和數(shù)據(jù)采集單元;
[0031] 本發(fā)明實施例中,單片機采用AtmegaS型號,光電傳感器采用PS-R50Lkodenshi 反射傳感器,電場傳感器采用兩電極板,絕緣子帶電檢測儀還包括電源、運行顯示裝置、無 線自組網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)端口、時鐘電路和L邸指示燈;
[0032] 本發(fā)明實施例中,電場傳感器用于采集絕緣子的縱向電場數(shù)據(jù),對所