CN101706528A - 用于输电线路的绝缘子电压在线测量传感器 - Google Patents
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Abstract
一种电力系统技术领域的用于输电线路的绝缘子电压在线测量传感器，包括：由电压传感极板、U型弯撑、弯板组成的电压传感器组件和绝缘子连接固定组件，其中：U型弯撑的两端分别与电压传感极板和绝缘子连接固定组件相连接并传输检测信号，弯板通过绝缘子连接固定组件使传感器组件与绝缘子固定。本发明通过在线检测接地端绝缘子电压，比较正常情况下该绝缘子的分布电压和存在劣质或零值绝缘子情况下的电压，从而快速判断定位绝缘子串中存在的劣质或零值绝缘子，提高线路检测的效率，节省人力资源，并且为输电线路运行状态在线监测提供有效方法。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种电力系统技术领域的检测装置，具体是一种用于输电线路的绝缘子电压在线测量传感器。
背景技术
交流架空送电线路绝缘子串电压分布不均匀除与绝缘子串对地电容、对高压导线电容和绝缘子自身电容有关外，还与串中是否存在劣化绝缘子有关。输电线路杆塔绝缘子串中当存在劣化绝缘子，一旦有过电压出现，就会造成绝缘子内部击穿，瓷质完全丧失绝缘能力，从而产生低零值绝缘子。雷击和污闪产生的瞬时短路电流严重时可能会引起低零值绝缘子的过热爆炸，从而产生掉串事故，对输电线路安全运行构成极大威胁。
很多实验和理论研究已经证明，正常绝缘子串的电压分布为不完全马鞍型，即靠近导线处绝缘子所承受的电压最高，约为接地端绝缘子所承受电压的1.7～3.0倍，而绝缘子串中间部分所承受的电压最低。当出现不良绝缘子时，绝缘子串上的电压将重新分布，如把实际测得电压分布与正常时绝缘子串上的电压分布作比较，有利于判断不良绝缘子是否存在。
根据绝缘子老化原因以及特点和低零值绝缘子所呈现出来的特征，产生了各种不同机理的检测仪器，尤其是能够为检测结果提供定量参考数据的检测传感器。
经过对现有技术的检索发现：中国专利文献号CN1782724记载了一种“基于脉冲漏电流检测仪”，该测量仪能够对绝缘子在线运行状况得出定量的测量；但缺点是在测量前须对绝缘子串分布电压有一个定性估计，准确度也受环境因素(如湿度、污秽程度)和人为因素的影响较大。能够对绝缘子老化程度提供准确定量的测量及有助于综合判断的数据，特别是在一串绝缘子中可能存在多片低零值的情况下，能够定量作出零值绝缘子片定位的传感器仪器从未见到相关文献。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于输电线路的绝缘子电压在线测量传感器，通过在线检测接地端绝缘子电压，比较正常情况下该绝缘子的分布电压和存在劣质或零值绝缘子情况下的电压，从而快速判断定位绝缘子串中存在的劣质或零值绝缘子，提高线路检测的效率，节省人力资源，并且为输电线路运行状态在线监测提供有效方法。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：由电压传感极板、U型弯撑、弯板组成的电压传感器组件和绝缘子连接固定组件，其中：U型弯撑的两端分别与电压传感极板和绝缘子连接固定组件相连接并传输检测信号，弯板通过绝缘子连接固定组件使传感器组件与绝缘子固定。
所述的绝缘子连接固定组件包括两个相互拼接的半圆型弧，该半圆型弧之间通过旋转螺钉固定连接，并通过旋转螺钉紧固于绝缘子表面。
所述的U型弯撑的中部与待测绝缘子的中轴线相平行。
所述的电压传感器组件与绝缘子连接固定组件通过由弧形金属薄片组成的弯板表面吻合，使电压传感器组件最终能够固定于绝缘子上。
本发明一串绝缘子无低零值绝缘子时各个绝缘子的分布电压称为标准分布电压。当绝缘子串中存在劣质绝缘子时，由于劣质绝缘子自身承担的电压严重下降，引起该绝缘子串中的各个绝缘子的分布电压与标准分布电压之间产生差异。
当被检测绝缘子串上有低零值绝缘子，由于劣质或零值绝缘子自身承担的电压严重下降，引起了绝缘子串电压分布的改变，即造成包括接地端绝缘子在内的其它绝缘子分布电压升高当接地端绝缘子为零值绝缘子，则该绝缘子承担的分布电压会降低。因此本发明通过采集计算接地端最后一片绝缘子分布电压，和历史测量数据以及不同相之间测量数据的比较，根据电压相对差异值判断该串有无低零值绝缘子出现。
利用本发明在高压端串接电容、低压端接电阻，构成阻容分压测量回路，并封装在测量端套筒中；利用阻容分压测量电阻端电压值，计算最后一片瓷片的分布电压。当传感器极板与金具之间的距离为d、采样电阻值Rs、电容值C，空气介质ε0已知；由电容公式
以及阻抗
得出测量回路阻抗。
当测量时采样电阻两端的电压为Us，则最后一片绝缘子承担电压为：
，测量条件：进行绝缘子的电压采集时，能够影响分布电压规律的主要因素是空气湿度，由于空气湿度增加，绝缘子串的阻抗由电容性向电阻性转化，绝缘子串原呈“U”字型分布电压曲线也逐渐向平均值转化。因此分布电压信号一般在晴天干燥、相对湿度较小的情况下采集。建议系统设定装置采样率为每路不小于1.2kHZ，每次采样结束后，计算分布电压有效值并存储。
本发明只需在绝缘子串上有劣质绝缘子时才逐片检测，大大节省了检测工作量。首先测量绝缘子分布电压，三相测量完毕后用分析软件给出是否有劣质绝缘子的结论。当判断出某相有劣质绝缘子，再用自带的电压分布测量仪检测出此劣质绝缘子。对于测量分布电压而言，实验室数据一般重复性良好。根据试验室的试验结果，设定8％的电压相对差异值作为阈值，可以完全检测出零值绝缘子；设定6％作为阈值，零值绝缘子的检测率也很高。即当接地端绝缘子的测量电压值高于其标准电压值的6％，就可以判断出其所在串是否存在不良绝缘子。这一标准的设定，在实验室内，零值绝缘子的检出率接近百分之百。
附图说明
图1是本发明测量原理示意图。
图2是本发明组件结构图；
其中：a为侧面剖视图，b，c为俯视图。
图3是本发明工程实施例图；
其中：a、b为为不同侧面的剖视图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例.
如图1、图2和图3所示，本实施例包括：弯板1、U型弯撑2、电压传感极板3和绝缘子连接固定组件4，其中：U型弯撑2的两端分别与电压传感极板1和绝缘子连接固定组件4相连接并传输检测信号，弯板1的两端分别与U型弯撑2和绝缘子连接固定组件4固定连接。
如图1所示，所述的电压传感器极板3与待测绝缘子10的球头金具5表面构成电容C，低压端通过接于测量装置中的测量电阻Rs获取测量电压值经过计算获得待测绝缘子10的接地端绝缘子电压值。
如图2所示，图a为装置侧面剖视图，图b和图c为分别为绝缘子连接固定组件4未安装时打开状态和安装后闭合状态的结构。所述的绝缘子连接固定组件4包括两个相互拼接的半圆型弧6，该半圆型弧6之间通过旋转螺钉7固定连接。固定组件4通过旋转角8打开如图c，通过9在安装时闭合固定组件，通过四个紧定螺钉7将固定组件固定在绝缘子表面上。
如图3所示为传感器实施例1所用装置的工程图，图a和b为不同侧面的剖视图。传感器通过4固定于绝缘子的接地端，安装时3对准被测绝缘子的球头金具5的金属部分与其沿面保持一定间隔并基本等距，从而获得分布电压信号，该信号通过弯板1、U型弯撑2、电压传感极板3和信号线引入测试系统中的采样电阻Rs从而构成测量回路。
如图3所示，所述的U型弯撑2的中部与待测绝缘子10的中轴线相平行。
所述的由弯板1、U型弯撑2、电压传感极板3组成的电压传感器组件与绝缘子连接固定组件4通过由弧形金属薄片组成的弯板1表面吻合，使电压传感器组件最终能够固定于绝缘子10上。
Claims (4)
1.一种用于输电线路的绝缘子电压在线测量传感器，包括：由电压传感极板、U型弯撑、弯板组成的电压传感器组件和绝缘子连接固定组件，其特征在于：U型弯撑的两端分别与电压传感极板和绝缘子连接固定组件相连接并传输检测信号，弯板通过绝缘子连接固定组件使传感器组件与绝缘子固定。
2.根据权利要求1所述的用于输电线路的绝缘子电压在线测量传感器，其特征是，所述的绝缘子连接固定组件包括两个相互拼接的半圆型弧，该半圆型弧之间通过旋转螺钉固定连接，并通过旋转螺钉紧固于绝缘子表面。
3.根据权利要求1所述的用于输电线路的绝缘子电压在线测量传感器，其特征是，所述的U型弯撑的中部与待测绝缘子的中轴线相平行。
4.根据权利要求1所述的用于输电线路的绝缘子电压在线测量传感器，其特征是，所述的电压传感器组件与绝缘子连接固定组件通过由弧形金属薄片组成的弯板表面吻合。
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