CN101718836B - 绝缘子故障侦测器及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电气设备检测装置，具体涉及一种可应用于电气设备局部放电侦测，电晕放电侦测和高压开关放电侦测的绝缘子故障侦测器及其检测方法；包括主托架，所述的主托架上安装有目镜和激光器，激光器的后面安装有传感器，与传感器相对应的后面装有固定在主托架上的集波器；传感器与微电脑主机相连；微电脑主机和激光器之间连有电源线；微电脑主机上装有液晶显示屏；具有操作简单、方便、安全；可以远距离不断电操作，大大减轻了劳动强度，提高了工作效率；主要用于绝缘子高压线路及供电设备远距离巡检，避免逐个上杆检查，节省人力和物力的优点。

Description

绝缘子故障侦测器及其检测方法

技术领域

本发明属于电气设备检测装置，具体涉及一种可应用于电气设备局部放电侦测，电晕放电侦测和高压开关放电侦测的绝缘子故障侦测器及其检测方法。

背景技术

绝缘子的劣化特征、劣化原因分析中可知，劣化绝缘子在电气性能、局部放电、温度分布等多个方面与良好绝缘子相比，存在着差异。依据这些特征和差异，研制了相应的仪器或装置，研究了不同的测量方法。从现行的检测方式来看，有带电检测和停电检测；有接触式检测和非接触检测。从测量方法的依据来分，在致有如下几个方面：

1.直接观测法

目前对于复合绝缘子，外部物理缺陷最为常用的方法是直接观测法，即用双筒望眼睛在塔下观察，以发现常见的表面缺陷，如护套、伞裙、金具等部位有无开裂，有无电蚀损、粉化、漏电痕迹等，如有以上现象应立即更换绝缘子。

2、绝缘子电阻测定法

良好绝缘子的绝缘电阻，一般在数十兆欧以上，劣质绝缘子，其表现为绝缘电阻降低、甚至为零。该方法可停电、也可带电测量，属接触式。

3、分布电压测定法

劣质绝缘子的特征是绝缘降低，分担电压低，甚至为零。利用这一特征和良好绝缘子串的标准电压分布相比较，可以检测出劣质绝缘子。该方法需带电测量，35-550KV输电线路上常用的工具有短路叉、电阻分压杆、电容分压杆和火花间隙操作杆等，均属接触式测量。

4、交流耐压法

交流耐压法，也是利用劣质绝缘子的绝缘特性下降，耐压降低来判断劣质绝缘子的。这种方法判断绝缘子的优劣最直接、最权威、也是检验其他方法有效性和检出劣质绝缘子真伤的依据。

5、红外热像仪检测绝缘子劣化

红外热像仪检测绝缘子的基本原理，是根据绝缘子串的分布电压，在各片绝缘子上反映的热分布，进行成像处理来检测绝缘子的，该仪器可在远距目标的地面测量。

6、紫外成像法

微小但稳定的表面局部放电，会导致复合绝缘子伞裙和护套形成碳化通道或电蚀损。当绝缘子表面形成碳化通道时，其使用寿命会大大降低，甚至在短期内被击穿。利用电子紫外光学探测仪，可以带电检测复合绝缘子表面，由于局部放电而形成的碳化通道和电蚀损中带电粒子会放出紫外线。当绝缘子表面形成导电性碳化通道时，局部放电之处，要求在夜间、正温度环境下操作，这要求检测应在高湿度甚至有降雨的环境中进行。但检测结果容易受到观察角度的影响，检测设备也较昂贵。

上述的每种检测方法都存在着相应的问题，如：直接观测法存在着地面观察不可靠，还需登塔检测而且难以发现绝缘子内故障，如树枝状通道等问题；绝缘子电阻测定法存在着测量时，空气相对对湿度不能太大，否则，易误判。另外，输电线路的大量检测不易进行；分布电压测定法存在着同测量绝缘电阻一样，需在良好的天气下进行。带电接触式操作，危险性极大；交流耐压法存在着需将绝缘子拆换，难以现场测量的缺陷；红外热像仪检测绝缘子劣化存在着受温度变化影响较大，对间隙长的放电不敏感的问题；紫外成像法存在着当绝缘子表面形成导电性碳化通道时，局部放电之处，要求在夜间、正温度环境下操作，这要求检测应在高湿度甚至有降雨的环境中进行，并且检测结果容易受到观察角度的影响，检测设备也较昂贵。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种结构独特、操作简单，侦测准确率高的绝缘子故障侦测器及其检测方法。

本发明的目的是这样实现的：包括主托架，所述的主托架上安装有目镜和激光器，激光器的后面安装有传感器，与传感器相对应的后面安装有固定在主托架上的集波器；所述的传感器与微电脑主机相连；所述的微电脑主机和激光器之间连接有电源线；所述的微电脑主机上安装有液晶显示屏；所述的微电脑主机上安装有耳机插孔；所述的微电脑主机上安装有灵敏度旋钮；所述的微电脑主机安装有电源插孔；所述的电脑主机上安装有对比度旋钮；所述的液晶显示屏外部安装有面板；所述的面板上设置有按键。所述的主托架为U形。所述的主托架上安装有手柄。所述的主托架上安装有背带扣。所述的面板上设置的按键分别为开机、关机，激光和锁定。

一种绝缘子故障侦测器的检测方法如下：

一、将耳机插入耳机插孔内，将灵敏度旋钮调至最大。二、完成上述步骤一后按下面板上的开机按键，将对比度旋钮调至能够清晰看到液晶屏显示字体为准，手持手柄13对准要检测的绝缘子进行侦测，侦测距离为0-35米；耳机中出现“咔嚓咔嚓”的放电音，且液晶显示器显示强度为增加“10”以上，说明该绝缘子存在放电；三、完成上述步骤二的检测后按下面板上的激光按键，激光束通过和瞄准镜配合定位故障绝缘子的定位放电点和故障位置；四、完成上述步骤三的定位后，将检测到故障绝缘子放电声音偏大时，按下锁定按键，可将液晶显示屏显示值以及对应编号录下来，此时噪音的示峰值为10-147；记录结束后，再按下锁定按键，液晶显示屏上锁定标志消失，仪器自动恢复到正常工作状态；五、将上述数据记录下来后按下面板关机按键，声音消失，液晶显示屏关闭。

在距离20米的情况下，使用本发明分别同红外热像仪、兆欧表、紫外成像仪对于110KV的100个故障绝缘子进行检测，其结果如下：

	本发明	红外热像仪	兆欧表	紫外成像仪
					有问题绝缘子总数(个)	100	100	100	100

检测出多少(个)	100	85	45	95
					检测准确率	100％	85％	45％	95％

在距离10米的情况下，使用本发明分别同红外热像仪、兆欧表、紫外成像仪对于35KV的100个故障绝缘子进行检测，其结果如下：

	本发明	红外热像仪	兆欧表	紫外成像仪
					有问题绝缘子总数(个)	100	100	100	100
检测出多少(个)	100	80	52	96
					检测准确率	100％	80％	52％	96％

在距离35米的情况下，使用本发明分别同红外热像仪、兆欧表、紫外成像仪对于10KV的100个故障绝缘子进行检测，其结果如下：

	本发明	红外热像仪	兆欧表	紫外成像仪
					有问题绝缘子总数(个)	100	100	100	100
检测出多少(个)	99	80	65	95
					检测准确率	99％	80％	65％	95％

本发明具有优点：

1、本发明操作简单，方便和安全；

2、本发明可以远距离不断电操作，大大减轻了劳动强度，提高了工作效率；

3、本发明主要用于绝缘子高压线路及供电设备远距离巡检，预知潜在故障，检测绝缘子运行状况，避免逐个上杆检查，盲目大面积检修和擦拭绝缘子，亦可检测高压接头放电、高压开头放电、电晕放电，节省人力和物力；

4、本发明具有重轻，携带方便，不受环境限制，操作简便的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的主机和面板结构示意图。

图3为本发明耳机插孔和电源插孔的结构示意图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本发明包括主托架1，所述的主托架1上安装有目镜5和激光器6，激光器6的后面安装有传感器4，与传感器4相对应的后面安装有固定在主托架1上的集波器2；所述的传感器4与微电脑主机3相连；所述的微电脑主机3和激光器6之间连接有电源线；所述的微电脑主机3上安装有液晶显示屏7；所述的微电脑主机3上安装有耳机插孔10；所述的微电脑主机3上安装有灵敏度旋钮9；所述的微电脑主机3安装有电源插孔11；所述的电脑主机3上安装有对比度旋钮12；所述的液晶显示屏7外部安装有面板8；所述的面板8上设置有按键。所述的主托架1为U形。所述的主托架1上安装有手柄13。所述的主托架1上安装有背带扣14。所述的面板8上设置的按键分别为开机15、关机16，激光17和锁定18。

一种绝缘子故障侦测器的检测方法如下：

一、将耳机插入耳机插孔10内，将灵敏度旋钮9调至最大。二、完成上述步骤一后按下面板8上的开机15按键，将对比度旋钮12调至能够清晰看到液晶屏显示字体为准，手持手柄13对准要检测的绝缘子进行侦测，侦测距离为0-35米；耳机中出现“咔嚓咔嚓”的放电音，且液晶显示器显示强度为增加“10”以上，说明该绝缘子存在放电；三、完成上述步骤二的检测后按下面板8上的激光17按键，激光束6通过和瞄准镜5配合定位故障绝缘子的定位放电点和故障位置；四、完成上述步骤三的定位后，将检测到故障绝缘子放电声音偏大时，按下锁定18按键，可将液晶显示屏显示值以及对应编号录下来，此时噪音的示峰值为10-147；记录结束后，再按下锁定18按键，液晶显示屏上锁定标志消失，仪器自动恢复到正常工作状态；五、将上述数据记录下来后按下面板8关机16按键，声音消失，液晶显示屏关闭。

当电力线路中的绝缘子因劣化而发生闪络或是低阻等故障时，前期都会发生不同程度的放电，而这个或强或弱的方电作用于绝缘子的自身，又会产生一种极其复杂的声波，这个声波的波长较短，频率较高且多频交杂，近乎于光学属性，对此声波进行了深入的分析，通用大量的实验，找出了该声波的特性。

本发明就是通过激光束和瞄准镜配合定位，并由特制的集波器将来自检测对象的特征声音信号收集，被传感器接收并转化为电信号，通过音频运放系统将这一微弱声音信号接收并经多级放大，特征分析、整形处理等诸环节，将整理后的信号通过专用电缆送入主机，由微处理器进行采样和对比分析，并将其它非必要频段波屏蔽。最后形成两路信号，一路经音频放大送到耳机，供检测人员进行监听。另一路通过模数转换变为数字信号，由微处理器进行采样、存储、对比、分析、和处理、并送液晶屏进行实时显示该声音信号的强度指示和直方图。

工作人员可通过听的地声音变化和显示的数值来准确判断该绝缘子的劣变程度。本实用新型具有很强的方向性，可通过激光和目镜配合锁定声音来源，探测出劣化绝缘子的具体位置，达到仪器侦测故障的最终目的。

实施例1

当距离为0米侦测10KV的故障绝缘子情况时：

一、将耳机插入耳机插孔10内，将灵敏度旋钮9调至最大。二、完成上述步骤一后按下面板8上的开机15按键，将对比度旋钮12调至能够清晰看到液晶屏显示字体为准，手持手柄13对准要检测的绝缘子进行侦测，侦测距离为0米；耳机中出现“咔嚓咔嚓”的放电音，且液晶显示器显示强度为10，说明该绝缘子存在放电；三、完成上述步骤二的检测后按下面板8上的激光17按键，激光束6通过和瞄准镜5配合定位故障绝缘子的定位放电点和故障位置；四、完成上述步骤三的定位后，将检测到故障绝缘子放电声音偏大时，按下锁定18按键，可将液晶显示屏显示值以及对应编号录下来，此时信号强度的示峰值为10；记录结束后，再按下锁定18按键，液晶显示屏上锁定标志消失，仪器自动恢复到正常工作状态；五、将上述数据记录下来后按下面板8关机16按键，声音消失，液晶显示屏关闭。此时侦测结束。

实施例2

当距离为20米侦测35KV的故障绝缘子情况时：

一、将耳机插入耳机插孔10内，将灵敏度旋钮9调至最大。二、完成上述步骤一后按下面板8上的开机15按键，将对比度旋钮12调至能够清晰看到液晶屏显示字体为准，手持手柄13对准要检测的绝缘子进行侦测，侦测距离为20米；耳机中出现“咔嚓咔嚓”的放电音，且液晶显示器显示强度为11，说明该绝缘子存在放电；三、完成上述步骤二的检测后按下面板8上的激光17按键，激光束6通过和瞄准镜5配合定位故障绝缘子的定位放电点和故障位置；四、完成上述步骤三的定位后，将检测到故障绝缘子放电声音偏大时，按下锁定18按键，可将液晶显示屏显示值以及对应编号录下来，此时信号强度的示峰值为66；记录结束后，再按下锁定18按键，液晶显示屏上锁定标志消失，仪器自动恢复到正常工作状态；五、将上述数据记录下来后按下面板8关机16按键，声音消失，液晶显示屏关闭。此时侦测结束。

实施例3

当距离为35米侦测110KV的故障绝缘子情况时：

一、将耳机插入耳机插孔10内，将灵敏度旋钮9调至最大。

二、完成上述步骤一后按下面板8上的开机15按键，将对比度旋钮12调至能够清晰看到液晶屏显示字体为准，手持手柄13对准要检测的绝缘子进行侦测，侦测距离为35米；耳机中出现“咔嚓咔嚓”的放电音，且液晶显示器显示强度为12，说明该绝缘子存在放电；

三、完成上述步骤二的检测后按下面板8上的激光17按键，激光束6通过和瞄准镜5配合定位故障绝缘子的定位放电点和故障位置；

四、完成上述步骤三的定位后，将检测到故障绝缘子放电声音偏大时，按下锁定18按键，可将液晶显示屏显示值以及对应编号录下来，此时信号强度的示峰值为147；记录结束后，再按下锁定18按键，液晶显示屏上锁定标志消失，仪器自动恢复到正常工作状态；五、将上述数据记录下来后按下面板8关机16按键，声音消失，液晶显示屏关闭。此时侦测结束。

Claims (5)

1.一种绝缘子故障侦测器，包括主托架(1)，其特征在于：所述的主托架(1)上安装有目镜(5)和激光器(6)，激光器(6)的后面安装有传感器(4)，与传感器(4)相对应的后面安装有固定在主托架(1)上的集波器(2)；所述的传感器(4)与微电脑主机(3)相连；所述的微电脑主机(3)和激光器(6)之间连接有电源线；所述的微电脑主机(3)上安装有液晶显示屏(7)；所述的微电脑主机(3)上安装有耳机插孔(10)；所述的微电脑主机(3)上安装有灵敏度旋钮(9)；所述的微电脑主机(3)安装有电源插孔(11)；所述的微电脑主机(3)上安装有对比度旋钮(12)；所述的液晶显示屏(7)外部安装有面板(8)；所述的面板(8)上设置有按键；其中，通过激光和目镜(5)配合锁定声音来源，由所述集波器(2)将来自检测对象的特征声音信号收集，被传感器(4)接收并转化为电信号，通过音频运放系统将这一微弱声音信号接收并经多级放大，特征分析、整形处理环节，将整理后的信号通过专用电缆送入微电脑主机(3)，由微处理器进行采样和对比分析，并将其它非必要频段波屏蔽，形成两路信号，一路经音频放大送到耳机，供检测人员进行监听，另一路通过模数转换变为数字信号，由微处理器进行采样、存储、对比、分析和处理，并送液晶显示屏进(7)行实时显示该声音信号的强度指示和直方图。

2.根据权利要求1所述的绝缘子故障侦测器，其特征在于：所述的主托架(1)为U形。

3.根据权利要求1所述的绝缘子故障侦测器，其特征在于：所述的主托架(1)上安装有手柄(13)。

4.根据权利要求1所述的绝缘子故障侦测器，其特征在于：所述的主托架(1)上安装有背带扣(14)。

5.根据权利要求1所述的绝缘子故障侦测器，其特征在于：所述的面板(8)上设置的按键分别为开机(15)、关机(16)、激光(17)和锁定(18)。

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