CN103245927A - 一种绝缘子污秽电流监测装置的检测校验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于智能电器领域，具体涉及一种绝缘子污秽电流监测装置的检测校验系统及方法。本发明提出了一种绝缘子污秽电流监测装置的检测校验系统及方法，通过被检装置校准系统，在标准试验室环境下对被检装置进行电流校准；通过试验环境模拟系统模拟污秽环境，对比被检装置与标准污秽电流测量传感器的污秽电流曲线，进而判断被检装置是否可以真实的反应污秽电流的实际情况。本发明可实现对绝缘子污秽电流监测装置进行检测和校验，同时可通过长期模拟污秽环境，来考核绝缘子污秽电流监测装置的稳定性。

Description

一种绝缘子污秽电流监测装置的检测校验系统及方法

技术领域

本发明属于智能电器领域，具体涉及一种绝缘子污秽电流监测装置的检测校验系统及方法。

背景技术

绝缘子在输电线路以及变电站应用广泛，起到支撑线路和绝缘的双重作用。随着世界范围内电网大规模扩建，特别是特高压输电工程的建设，越来越多的在不同污秽等级的地区应用绝缘子。2003年8月美国和加拿大发生电网大停电，随后是澳大利亚、英、北欧、意等国和地区，直至2012年印度电网相继发生两次大停电。电网大面积停电，经济损失和社会影响巨大。即使短短数小时，也会引起社会的混乱与动荡。因系统局部故障(如个别线路事故)引发连锁反应而造成的电网大停电，引起各国政府部门和电力行业极大关注。

污闪是诱发电网失去稳定的因素之一，系统稳定破坏，造成电网大停电。区域性和大面积污闪直接导致局部电网解列甚至崩溃，造成电网大停电。我国正处于经济高速发展期，大气污染问题突出，电网污闪难以避免。因此，来自电网局部区域或大面积的污闪事故是我国电网面临的最主要威胁之一。20世纪50年代，F. Obenaus物理模型的提出，即模型两端的电压为：

                                                                         

式中I为流过表面的污秽电流，x为局部电弧长度，R(x)为表面剩余污层电阻，A、n为电弧常数。

 AxI^-n代表局部电弧压降，它随电流增加而减少；R(x)I代表剩余污层电阻上的压降，它随电流增加而增加。

很显然，对一最低耐受电压Umin，必有一相应污秽电流值Imax；当污秽电流超过Imax时，闪络完成。表面污层电阻决定污秽电流大小，也就决定了闪络是否发生。因此测量污秽电流的大小，就可以反映绝缘子的污秽程度，在线监测绝缘子的污秽电流就可以监测绝缘子的污秽程度，把之前的定期清扫绝缘子变成状态检修，有的放矢的进行绝缘子防污工作，节约人力物力。

绝缘子污秽电流的测量装置有较多，目前市场上也有一定程度的应用，但因为该装置生产厂家大部分为学校科研机构或中小企业，所以该装置的精确性和稳定性存在一定问题，大部分装置在实际使用中容易损坏，反而给设备维护增加负担。这些问题影响了该装置的大面积使用，正因如此，需要建立一套完善的检测体系和方法，来评价该装置是否满足线路实际运行的条件，是否具备入网资格，进而使好产品可以大量的应用在实际工作中，给线路和变电站维护带来便利。

有鉴于此，本发明提供一种绝缘子污秽电流在线监测装置的检测校验系统及方法，以解决上述问题。

发明内容

针对背景技术的不足，本发明提出了一种绝缘子污秽电流监测装置的检测校验系统及方法，通过被检装置校准系统，在标准试验室环境下对被检装置进行电流校准；通过试验环境模拟系统模拟污秽环境，对比被检装置与标准污秽电流测量传感器的污秽电流曲线，进而判断被检装置是否可以真实的反应污秽电流的实际情况。本发明可实现对绝缘子污秽电流监测装置进行检测和校验，同时可通过长期模拟污秽环境，来考核绝缘子污秽电流监测装置的稳定性。

本发明的技术方案是：一种绝缘子污秽电流监测装置的检测校验方法，包括以下步骤：

第一步：采用被检装置校准系统，在标准试验室环境下对被检装置进行电流校准，考核被检装置在标准环境下是否准确，如果准确度满足标准要求，则进行下一步检测；

第二步：采用试验环境模拟系统模拟污秽环境，同时控制污秽程度，对比被检装置与标准污秽电流测量传感器的污秽电流曲线，进而判断被检装置是否可以真实的反应污秽电流的实际情况。

如上所述的检测校验方法，其特征在于：所述的被检装置与标准污秽电流测量传感器的污秽电流误差不大于10%则认为被检装置可真实的反应污秽电流的实际情况。

一种绝缘子污秽电流监测装置的检测校验系统，包括被检装置校准系统和试验环境模拟系统，被检装置校准系统由万用表、工控机、信号发生器、电流放大器、精密电阻箱、被检装置和万用表顺序顺序相互连接组成，其特征在于：所述的试验环境模拟系统包括人工污秽试验室、复合穿墙套管、污秽试验电源系统、绝缘子、温湿度测量系统、污秽电流测量系统，人工污秽试验室内部配有蒸汽雾系统和盐雾系统。

如上所述的检测校验系统，其特征在于：所述的污秽试验电源系统和复合穿墙套管用来给绝缘子提供污秽试验用电源。

如上所述的检测校验系统，其特征在于：所述的盐雾系统通过盐雾喷嘴来提供盐雾，蒸汽雾系统通过蒸汽喷嘴来提供蒸汽雾。

如上所述的检测校验系统，其特征在于：温湿度测量系统设置在绝缘子附近。

如上所述的检测校验系统，其特征在于：污秽电流测量系统通过标准污秽电流测量传感器测量标准的污秽电流。

如上所述的检测校验系统，其特征在于：通过被检装置校准系统校验好的被检装置可放置在人工污秽试验室中。

本发明的有益效果是：通过绝缘子污秽电流监测装置的检测校验系统，可以校准绝缘子污秽电流监测装置的电流准确度，同时通过模拟实际污秽条件，可以对比被检装置在实际污秽条件下的运行情况，同时，可以长期带电运行，考核被检装置长期运行下的稳定性与可靠性。

附图说明

图1为被检装置校准系统图； 

图2为试验环境模拟系统图；

图3为试验环境模拟系统的多级保护电路。

具体实施方式

本文名词解释：

被检装置：需要检定的绝缘子污秽电流监测装置

附图标记说明： 

图1:14—信号发生器、15—电流放大器、16—精密电阻箱、17—万用表、18—工控机、19—被检装置

图2：1—人工污秽试验室、2—复合穿墙套管、3—污秽试验电源系统、4—盐雾系统、5—蒸汽雾系统、6—蒸汽喷嘴、7—盐雾喷嘴、8—绝缘子、9—温湿度传感器、10—标准污秽电流测量传感器、19—被检装置、12—温湿度测量系统、13—污秽电流测量系统

图3： R1—第一保护电阻，R2—第二保护电阻，R3—第三保护电阻，R4—第四保护电阻，R5—第五保护电阻，TVS1—第一瞬态抑制二极管、TVS2—第二瞬态抑制二极管、GDT—气体放电管、Re—压敏电阻、10—标准污秽电流测量传感器

以下结合附图对本发明做进一步说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。

绝缘子污秽电流监测装置的检测校验系统及方法

如附图1和附图2所示，本发明所提供的绝缘子污秽电流监测装置的检测校验系统包括被检装置校准系统和试验环境模拟系统。

如附图1所示，本发明的被检装置校准系统包括万用表17、工控机18、信号发生器14、精密电阻箱16、被检装置19及电流放大器15。本例子中的万用表17采用Angilent34411a数字万用表，信号发生器14采用泰克AFG2021信号发生器，限流电阻为精密电阻箱16，信号发生器14、万用表17都与工控机18通过数据线连接，通过工控机18可以编辑信号发生器14产生的波形，使产生的波形与污秽电流波形类似，并且显示万用表17测量的数据。信号发生器14产生的模拟污秽电流波形，通过电流放大器15进行放大，然后经过被检装置19，最后与六位半万用表17连接，这样六位半万用表17与被检装置19在一个电流回路，通过六位半万用表17显示的数值来校准被检装置19。

如附图2所示，本发明的试验环境模拟系统包括人工污秽试验室1、复合穿墙套管2、污秽试验电源系统3、绝缘子8、温湿度测量系统12、污秽电流测量系统13，同时将如图1所校验好的的被检装置19放置于人工污秽试验室1中，人工污秽试验室1可建成长宽高都为3米的试验室，其内部配有蒸汽雾系统5和盐雾系统4，来模拟不同的污秽环境，其中盐雾系统4主要模拟沿海等污秽环境，蒸汽雾系统5再加上试验中涂在绝缘子上的人工污秽物，来模拟工业污染等，其中污秽试验电源系统3以及复合穿墙套管2用来给绝缘子8提供污秽试验用电源，其输出电流能力应较大，本装置选取电流4A，输出电压0—110kV，盐雾系统4通过盐雾喷嘴7来提供盐雾，蒸汽雾系统5通过蒸汽喷嘴6来提供蒸汽雾，温湿度测量系统12通过在绝缘子8附近温湿度传感器9来测量温湿度，污秽电流测量系统13通过标准污秽电流测量传感器10来测量标准的污秽电流，该标准污秽电流与被检装置19测量的污秽电流进行波形对比，确定被检装置19是否可以测量出污秽电流的特征量，进而确定被检装置19是否满足要求。同时通过长期的对比试验，来判断被检装置19是否可以在长期盐雾或蒸汽雾下运行，以及长期运行的稳定性和可靠性。

本领域人员一般认为被检装置19测量的污秽电流和标准污秽电流在10%内认为被检装置19合格。

如附图3所示，绝缘子污秽电流经过了由保护电阻R1和第一瞬态抑制二极管TVS1组成的一级防过压保护，由保护电阻R2和气体放电管GDT组成的二级防过压保护，由保护电阻R3和压敏电阻Re组成的三级防过压保护，由保护电阻R4和第二瞬态抑制二极管TVS2组成的四级防过压保护，通过此四级防过压保护的相互配合，可以保证标准污秽电流测量传感器10不会出现过电压的情况，也就保证污秽电流测量系统13的安全性。

本发明的一种绝缘子污秽电流监测装置的检测校验方法，包括以下步骤：

步骤一：通过如附图1所示的被检装置校准系统来检定被检装置19的测量电流的准确度以及频带响应，在校准时，先设置信号波形，例如50HZ正弦波，之后通过调节精密电阻箱来调节电流大小，校准不同电流下被检装置19的准确度。然后调节信号的频率，从50Hz到10kHZ，校准被检装置19的频带响应度。频带响应度反应了被检装置的测量变化信号的能力。如果被检装置在标准实验环境下的准确度和频带响应满足要求，则可以继续进行检测。 

步骤二、通过如附图2所示的模拟运行条件下的泄漏电流波形，对比被检装置19和标准污秽电流测量传感器10在实际工作中的运行准确度以及长期运行的稳定性和可靠性。控制人工污秽中的盐雾量以及蒸汽雾量来控制污秽程度，使整个检测过程从无污秽到发生污闪。记录整个过程的电流波形，进行对比，得出被检装置19是否可以满足误差不大于10%的要求。同时记录温湿度曲线，通过大量的试验可以分析温湿度与污秽电流的关系，进而指导实际挂网运行的污秽电流监测装置进行正确的污闪预警判断。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种绝缘子污秽电流监测装置的检测校验方法，包括以下步骤：

第一步：采用被检装置校准系统，在标准试验室环境下对被检装置进行电流校准，考核被检装置在标准环境下是否准确，如果准确度满足标准要求，则进行下一步检测；

第二步：采用试验环境模拟系统模拟污秽环境，同时控制污秽程度，对比被检装置与标准污秽电流测量传感器的污秽电流曲线，进而判断被检装置是否可以真实的反应污秽电流的实际情况。

2.如权利要求1所述的检测校验方法，其特征在于：所述的被检装置与标准污秽电流测量传感器的污秽电流误差不大于10%则认为被检装置可真实的反应污秽电流的实际情况。

3.一种绝缘子污秽电流监测装置的检测校验系统，包括被检装置校准系统和试验环境模拟系统，被检装置校准系统由万用表、工控机、信号发生器、电流放大器、精密电阻箱、被检装置和万用表顺序顺序相互连接组成，其特征在于：所述的试验环境模拟系统包括人工污秽试验室、复合穿墙套管、污秽试验电源系统、绝缘子、温湿度测量系统、污秽电流测量系统，人工污秽试验室内部配有蒸汽雾系统和盐雾系统。

4.如权利要求3所述的检测校验系统，其特征在于：所述的污秽试验电源系统和复合穿墙套管用来给绝缘子提供污秽试验用电源。

5.如权利要求3所述的检测校验系统，其特征在于：所述的盐雾系统通过盐雾喷嘴来提供盐雾，蒸汽雾系统通过蒸汽喷嘴来提供蒸汽雾。

6.如权利要求3所述的检测校验系统，其特征在于：温湿度测量系统设置在绝缘子附近。

7.如权利要求3所述的检测校验系统，其特征在于：污秽电流测量系统通过标准污秽电流测量传感器测量标准的污秽电流。

8.如权利要求3至7所述的任一检测校验系统，其特征在于：通过被检装置校准系统校验好的被检装置可放置在人工污秽试验室中。

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