CN102539901A - 零值绝缘子串监测装置及其监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种零值绝缘子串监测装置，包括电流采集模块、电压采集模块、微处理器、信号输出模块；所述电流采集模块的采集端与绝缘子串中任一绝缘子片的远离导线的一端相连接；所述电压采集模块的采集端并接在所述绝缘子片的两端；所述微处理器，与所述电流采集模块、电压采集模块分别电连接，用于接收所述电流采集模块采集的电流值和电压采集模块采集的电压值，并根据所述电流值和电压值判断所述绝缘子串是否出现零值；所述信号输出模块，与所述微处理器电连接。整个监测手段简单，实用，准确性高，而且整个监测过程都是通过在线监测进行的，不需要人工带电检测，有效降低了监测过程中的危险性。
Description
技术领域
本发明属于一种高压输电线路绝缘子串带电监测方法，特别涉及一种零值绝缘子串监测装置及其检测方法。
背景技术
高压输电线路绝缘子串带电监测，一直是业内人士高度重视且潜心研究的课题。由于线路绝缘子安装位置的特殊性及监测环境的苛刻性，至今为止一直没有准确可靠的带电定量监测方法。
目前，带电状态下检测输电线路的绝缘子串零值的常用方法为火花间隙法，火花间隙法的检测装置简便易用，将火花叉的两头金属触头分别与绝缘子的上下两端的铁帽和铁脚碰触，进行火花放电，根据火花放电的声音可判断出其放电强度及电压的大小，从而得到单片绝缘子是否良好的结论。利用此方法可将绝缘子串中的绝缘子逐片进行测量，便可分析出此绝缘子串中是否存在零值绝缘子。
因火花间隙法需人为带电操作，将触点电极靠近时电极的放电火花容易损伤电极，放电的电压也会受温度及其他环境因素的影响，检测的结果具有一定的分散性。而且测量时的劳动强度较大，时间较长，人为的带电操作也具有一定的危险性。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中零值绝缘子串监测结果分散，劳动强度大，存在安全隐患的技术问题，提供一种零值绝缘子串在线监测装置，监测手段简单、精度高，而且不需要人为带电操作，有效降低了监测过程中的危险性。
本发明提供一种零值绝缘子串监测装置，包括电流采集模块、电压采集模块、微处理器、信号输出模块；
所述电流采集模块的采集端与绝缘子串中任一绝缘子片的远离导线的一端相连接，用于采集该端的电流值；
所述电压采集模块的采集端并接在所述绝缘子片的两端，用于采集该绝缘子片两端的电压值；
所述微处理器，与所述电流采集模块、电压采集模块分别电连接，用于接收所述电流采集模块采集的电流值和电压采集模块采集的电压值，并根据所述电流值和电压值判断所述绝缘子串是否出现零值；
所述信号输出模块，与所述微处理器电连接，用于将微处理器分析判断所述绝缘子串是否出现零值的信息输出给一远程监控终端。
优选地，所述绝缘子片为相对于所述导线的最远端的绝缘子片。
优选地，所述电流采集模块包括设置在所述绝缘子片一端的电流互感器，与电流互感器相连接的第一AD转换器，所述第一AD转换器与所述微处理器电连接。
优选地，所述电流互感器与所述第一AD转换器之间还串接有第一开关。
优选地，所述电压采集模块包括并接在所述绝缘子片两端的分压电路，与分压电路连接的第二AD转换器，所述第二AD转换器与所述微处理器电连接。
优选地，所述分压电路与所述第二AD转换器之间还串接有第二开关。
优选地，所述信号输出模块包括输出驱动模块及分别与输出驱动模块相连接的光纤输出模块、无线输出模块；
所述光纤输出模块，用于在驱动模块的驱动下通过光纤通讯方式输出信号；
所述无线输出模块，用于在驱动模块的驱动下通过无线通讯方式输出信号。
优选地，所述监测装置还包括与微处理器电连接的报警模块，用于当绝缘子串出现零值时进行报警。
优选地，所述监测装置还包括电源模块，用于给所述监测装置供电；
存储模块，用于存储微处理器所处理的信息；
时钟及复位模块，用于给所述绝缘子串监测装置提供统一的时钟，并及时对所述绝缘子串监测装置进行复位操作。
本发明还提供一种零值绝缘子串监测方法，包括以下步骤：
步骤S100，时刻采集某一绝缘子片远离导线一端的电流值及该绝缘子片两端的电压值；
步骤S200，判断分析所述电流值及电压值的变化情况，
当所述电压值的减小速率大于等于设定电压变化速率且电流值的增大速率大于等于设定电流变化速率时，可判断该绝缘子片出现零值；
当所述电压值的增大速率大于等于设定电压变化速率且电流值的增大速率大于等于设定电流变化速率时，可判断其他绝缘子片出现零值；
否则，绝缘子串正常；
步骤S300，输出判断分析后的绝缘子串是否出现零值的信息，并返回步骤S100。
以上所述技术方案，通过时刻监测绝缘子串的某一绝缘子片远离导线一端的电流值及该绝缘子片两端的电压值，并时刻分析该电流值及电压值的变化情况可以得出绝缘子串是否出现零值，并将该得到的分析信息发送给远程监控终端，整个监测手段简单，实用，准确性高，而且整个监测过程都是通过在线监测进行的，不需要人工带电检测，有效降低了监测过程中的危险性。
附图说明
图1是本发明一种实施例的零值绝缘子串监测装置的结构框图。
图2是本发明一种实施例中绝缘子串上测点的位置图。
图3是本发明另一种实施例的零值绝缘子串监测装置的结构框图。
图4是本发明一种实施例的零值绝缘子串监测装置中分压电路的结构图。
图5是本发明一种实施例的零值绝缘子串监测装置的监测方法。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
结合图1和图2所示， 本发明提供的零值绝缘子串监测装置，包括电流采集模块100，电压采集模块200，微处理器300及信号输出模块400；
所述电流采集模块100的采集端与绝缘子串1中任一绝缘子片的远离导线2的一端相连接，用于采集该端的电流值；
所述电压采集模块200的采集端并接在所述绝缘子片的两端，用于采集该绝缘子片两端的电压值；
所述微处理器300，与所述电流采集模块100、电压采集模块200分别电连接，用于接收所述电流采集模块100采集的电流值和电压采集模块200采集的电压值，并根据所述电流值和电压值判断所述绝缘子串1是否出现零值；
所述信号输出模块400，与所述微处理器300电连接，用于将微处理器300分析判断绝缘子串1是否出现零值的信息输出给一远程监控终端。
结合图3所示，所述电流采集模块100包括电流互感器101及第一AD转换器103，电流互感器100设置在所要监测的绝缘子片远离导线1的一端，例如设置在图2中A点，可将电流互感器100直接套设在该端。所述电流互感器监测该绝缘子片上的电流，并将该电流值通过AD转换后输入到所述微处理器300进行处理分析。
为了保护绝缘子串监测装置的工作安全性，在电流过大时可以对电路进行保护，优选地，所述电流互感器101与所述第一AD转换器103之间串接有第一开关102，以备监测电流过大时可直接切断电路的工作。
所述电压采集模块200包括一分压电路201和第二AD转换器203，所述分压电路201并接在所要监测的绝缘子片的两端，该绝缘子片为电流监测中的那个绝缘子片。结合图4所示，所述分压电路201由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管D、电容C1和电容C2构成，该分压电路可将AB两端输入的高压降低为低压并在C端输出。因此，结合图2所示，所述分压电路AB端并接在绝缘子片的AB两端，用于监测该片绝缘子两端的电压，将被测绝缘子片两端的高压转换为低压值并在分压电路201的C端输出。所述分压电路201也可以采用现有的其他分压电路，其工作原理相似，在此不再赘述。
为了保护绝缘子串监测装置的工作安全性，在电压过大时可以对电路进行保护，优选地，所述分压电路102与所述第二AD转换器203之间串接有第二开关202，以备监测电流过大时可直接切断电路的工作。
所述信号输出模块400，优选地，包括输出驱动模块401，及分别与输出驱动模块401电连接的光纤传输模块402及无线传输模块403，所述输出驱动模块401还与所述微处理器300电连接。所述微处理器300将其分析处理后的信息会通过信号输出模块400发送给一远程监控终端，具体地，在输出驱动模块401的驱动下，所述光纤传输模块402可以通过光纤将微处理器300的处理信息发送给远程监控终端；或者，在输出驱动模块401的驱动下，所述无线传输模块403可以通过无线通讯方式将微处理器300的处理信息发送给远程监控终端。该信号输出模块400提供了两种可供选择的通讯方式，具体通讯方式的选择可根据系统的工作环境及硬件情况进行相应的选择，或者两种通讯方式同时采用。
以上实施例中，所述绝缘子串如果出现零值，则其上的任何一个绝缘子片都会受其影响，因此在监测过程中，为了进一步增加监测装置工作的安全性和可靠性，优选地，选择先对于所述导线2最远端的一片绝缘子进行监测，即所述电流采集模块100的采集端与距离导线2最远端的绝缘子片的远离导线2的一端相连接，所述电压采集模块200的采集端并接在距离导线2最远端的绝缘子片的两端。
优选地，所述零值绝缘子串监测装置还包括与未处理相连接的电源模块500,、存储模块600、时钟及复位模块700，所述电源模块500为各种类型的储能装置，如电池等，电源模块500为整个零值绝缘子串监测装置提供工作电源，当然，所述零值绝缘子串监测装置也可以直接从导线2上进行取电。所述存储模块600，用于存储所述微处理器300分析处理后的信息，相关人员可通过查询存储模块600中存储的数据获得该零值绝缘子串监测装置的工作历史数据。时钟及复位模块700，一方面可以为所述绝缘子串监测装置提供统一的工作时钟，进行校时；另一方面可以对所述绝缘子串监测装置进行复位操作。
作为本发明的另一种实施例，所述零值绝缘子监测装置还包括与所述微处理器300电连接的报警模块800。在所述微处理器分析得出所述绝缘子串出现零值时，通过所述信号输出模块400将零值信息输出的同时，启动所述报警模块800进行报警，以提示现场人员或者警示现场相关人员所述绝缘子串出现零值，有效避免了事故隐患的出现。所述报警模块可以是声音报警器或者光报警器等。
结合图5所示，本发明还提供了一种上述的零值绝缘子串监测装置的监测方法，包括以下步骤：
步骤S100，时刻采集某一绝缘子片远离导线一端的电流值及该绝缘子片两端的电压值；优选地，此绝缘子片为相对于所述导线2的最远端的一片绝缘子。
步骤S200，判断分析所述电流值及电压值的变化情况；因为当所述绝缘子串出现零值时，整个绝缘子串上的绝缘子片都会受到零值的影响，导致每个绝缘子片上瞬间电流和瞬间电压发生变化，通过分析该变化可以得知整个绝缘子串是否出现零值，以及是否是被测绝缘子片出现零值。具体判断过程如下，
当所述电压值的减小速率大于等于设定电压变化速率且电流值的增大速率大于等于设定电流变化速率时，可判断该绝缘子片出现零值；
当所述电压值的增大速率大于等于设定电压变化速率且电流值的增大速率大于等于设定电流变化速率时，可判断其他绝缘子片出现零值；
否则，绝缘子串没有出现零值，表明绝缘子串正常。
步骤S300，输出判断分析后的绝缘子串是否出现零值的信息，并返回步骤S100。
在所述步骤S300中，所述绝缘子串是否出现零值信息可以通过光纤通讯方式输出给远程监控终端，也可以通过无线通讯方式输出给远程监控终端。
以上实施方式中，所述设定电压变化速率的取值范围为3-5KV/S，优选地，所述设定电压变化速率为4KV/S；所述设定电流变化速率的取值范围为40-600mA/S，优选地，所述设定电流变化速率为4KV/S。
作为一种优选实施方式，在判断出所述绝缘子串出现零值时，还可以控制启动现场报警装置进行报警，以警示现场人员，防止危险的发生。
以上实施例中，所述步骤S200中，所述电压的变化速率在不同高压线路的绝缘子串零值检测中可进行不同判断数值的设定，所述电流的变化速率在不同高压线路的绝缘子串零值检测中也可进行不同判断数值的设定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.零值绝缘子串监测装置，其特征在于，包括电流采集模块、电压采集模块、微处理器、信号输出模块；
所述电流采集模块的采集端与绝缘子串中任一绝缘子片的远离导线的一端相连接，用于采集该端的电流值；
所述电压采集模块的采集端并接在所述绝缘子片的两端，用于采集该绝缘子片两端的电压值；
所述微处理器，与所述电流采集模块、电压采集模块分别电连接，用于接收所述电流采集模块采集的电流值和电压采集模块采集的电压值，并根据所述电流值和电压值判断所述绝缘子串是否出现零值；
所述信号输出模块，与所述微处理器电连接，用于将微处理器分析判断所述绝缘子串是否出现零值的信息输出给一远程监控终端。
2.根据权利要求1所述的零值绝缘子串监测装置，其特征在于，所述绝缘子片为相对于所述导线的最远端的绝缘子片。
3.根据权利要求1所述的零值绝缘子串监测装置，其特征在于，所述电流采集模块包括设置在所述绝缘子片一端的电流互感器，与电流互感器相连接的第一AD转换器，所述第一AD转换器与所述微处理器电连接。
4.根据权利要求3所述的零值绝缘子串监测装置，其特征在于，所述电流互感器与所述第一AD转换器之间还串接有第一开关。
5.根据权利要求1所述的零值绝缘子串监测装置，其特征在于，所述电压采集模块包括并接在所述绝缘子片两端的分压电路，与分压电路连接的第二AD转换器，所述第二AD转换器与所述微处理器电连接。
6.根据权利要求5所述的零值绝缘子串监测装置，其特征在于，所述分压电路与所述第二AD转换器之间还串接有第二开关。
7.根据权利要求1所述的零值绝缘子串监测装置，其特征在于，所述信号输出模块包括输出驱动模块及分别与输出驱动模块相连接的光纤输出模块和无线输出模块；
所述光纤输出模块，用于在驱动模块的驱动下通过光纤通讯方式输出信号；
所述无线输出模块，用于在驱动模块的驱动下通过无线通讯方式输出信号。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的绝缘子串监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括与微处理器电连接的报警模块，用于当绝缘子串出现零值时进行报警。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的绝缘子串监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括：
电源模块，用于给所述监测装置供电；
存储模块，用于存储微处理器所处理的信息；
时钟及复位模块，用于给所述绝缘子串监测装置提供统一的时钟，并及时对所述绝缘子串监测装置进行复位操作。
10.一种零值绝缘子串监测方法，包括以下步骤：
步骤S100，时刻采集某一绝缘子片远离导线一端的电流值及该绝缘子片两端的电压值；
步骤S200，判断分析所述电流值及电压值的变化情况，
当所述电压值的减小速率大于等于设定电压变化速率且电流值的增大速率大于等于设定电流变化速率时，可判断该绝缘子片出现零值；
当所述电压值的增大速率大于等于设定电压变化速率且电流值的增大速率大于等于设定电流变化速率时，可判断其他绝缘子片出现零值；
否则，绝缘子串正常；
步骤S300，输出判断分析后的绝缘子串是否出现零值的信息，并返回步骤S100。
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