CN104215857A - 一种绝缘子劣化检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种绝缘子劣化检测系统，包括若干个光纤电场传感器、若干根绝缘杆、若干根光纤、前端信号处理模块、绝缘杆固定件、控制主机，前端信号处理模块安装在绝缘杆固定件内部，若干根绝缘杆等间距地安装在绝缘杆固定件一侧，每根绝缘杆端头安装一个光纤电场传感器，每个光纤电场传感器通过一根光纤与前端信号处理模块相连，前端信号处理模块与控制主机通过无线网络传输信号。本发明在使用时，操作者在控制主机上输入绝缘子高压端部和低压端部对应的光纤口编号后，点击检测开始按键后，控制主机能在0.5秒内接收到前端信号处理模块处理的单个场强值，本发明对于110kV复合绝缘子的检测时间控制在10秒之内。

Description

一种绝缘子劣化检测系统

技术领域

本发明属于绝缘子劣化检测领域，特别涉及一种绝缘子劣化检测系统。

背景技术

近年来，基于电光效应的光纤电场传感器检测合成绝缘子的电场强度，并形成合成电场强度曲线，依据该曲线能够对绝缘子性能进行判断，是一种新手段。该方法较传统的红外、紫外和火花叉的检测方式具有准确、直观和内在绝缘缺陷的判断以及绝缘子预后判断的优势。

一般采用该技术的绝缘子检测设备，将头部固定有光纤电场传感器的绝缘杆置于升降装置上，自动或手动操作升降设备，使光纤电场传感器扫过绝缘子每片伞群，形成合成场强曲线。该方法对每一个复合绝缘子的测量都有机械升降过程，而且在测量点位置时，升降设备必须稳定下来后，检测设备才能对数据进行有效的采集，以保证数据的可靠性。这样测量一个绝缘子的时间较长，相比传统火花叉等其他技术没有明显速度优势。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明公开了一种绝缘子劣化检测系统。

所述系统包括光纤电场传感器、绝缘杆、光纤、前端信号处理模块、绝缘杆固定件和控制主机；

所述前端信号处理模块安装在绝缘杆固定件内部；

所述绝缘杆安装在绝缘杆固定件一侧，其中：绝缘杆一端安装光纤电场传感器，另一端与所述绝缘杆固定件一侧连接；

光纤嵌于绝缘杆内部；

所述光纤电场传感器用于侦测绝缘子表面的电场强度，并将得到的信号通过光纤传输给前端信号处理模块；

所述前端信号处理模块将光纤电场传感器传输来的信号进行处理并传输给控制主机；

控制主机接收来自所述前端信号处理模块传输来的信号并对所述传输来的信号进行分析判断确定对应绝缘子的劣化情况。

本发明所述的系统具有以下优点：

1)避免了人为升降设备造成的检测时间长，从而解决该技术设备不能很好的推广的问题。

2)前端信号处理模块内部的光开关组件根据控制信号进行光路切换，使一个光源和一个探测器可以应用到多个光纤电场传感器，节约了成本提高了效率。

3)操作安全，控制主机通过无线方式与绝缘杆固定件上的前端信号处理模块进行远程通信和远程控制其动作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，其中包括光纤电场传感器1、绝缘杆2、光纤3、前端信号处理模块4、绝缘杆固定件5、控制主机6和绝缘子7。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例1

如图1所示，本发明包括多个光纤电场传感器1、多根绝缘杆2、多根光纤3、前端信号处理模块4、绝缘杆固定件5、控制主机6，其特征在于：前端信号处理模块4安装在绝缘杆固定件5内部，20根绝缘杆2等间距地安装在绝缘杆固定件5一侧，每根绝缘杆2端头安装一个光纤电场传感器1，每个光纤电场传感器1通过一根光纤3与前端信号处理模块4相连，前端信号处理模块4与控制主机6通过无线网络传输信号。光纤电场传感器为市场现有产品。

为了安全操作，控制主机6通过无线方式与绝缘杆固定件内的前端信号处理模块4进行远程通信和远程控制其动作，前端信号处理模块4根据操作者在控制主机6上输入的高压端和低压端对应的光纤端口编号，并接收到控制主机6发来的采样指令后，信号处理模块4内部切换光开关依次对高压端对应光纤端口号到低压端对应光纤端口号之间的光纤端口进行光激励和返回场强光信号检测，对每个光纤电场传感器的返回信号进行测量和数据处理得出电场强度，并立即将该值与端口号通过无线传送到控制主机，控制主机记录下该端口号的场强值，这样经过前端信号处理模块内部的迅速的光路切换和采样完毕后，控制主机记录下高压端和低压端的光纤端口号之间的端口所有场强值信息。控制主机对所有场强信息进行数据分析，得到一条分析曲线，正常情况下，绝缘子表面电场分布应为一条平滑的曲线，不会出现突然凹陷或凸起的部位，当某一个光纤传感器回传数据显示其测试数值发生突变时，则认为其是缺陷位置，如果曲线无凹陷或凸起点则可以判断该绝缘子性能正常，如果曲线出现凹陷或凸起点则可以判断该绝缘子可能出现劣化现象。

前端信号处理模块与控制主机采用频率为穿透能力更强，通讯距离较远的433MHz无线通讯进行信息交互，当操作者检测前绝缘杆安装和光纤连接的检测前工作准备完毕后，输入绝缘子高压端部和低压端部对应的光纤口编号后，点击检测开始按键后，控制主机能在0.5秒内接收到前端信号处理模块处理的单个场强值，这样本发明对于110kV复合绝缘子的检测时间可以控制在10秒之内，而通常操作熟练的工人采用火花叉检测设备进行检测时，检测一个伞群通常需要1秒左右，完成一个110kV绝缘子至少需要20秒，所以本发明的系统具有重要的现实意义。前端信号处理模块内部的光开关组件根据控制信号进行光路切换，使其内部的一个光源和一个探测器可以应用到多个光纤电场传感器，节约了成本提高了效率。

实施例2

在实施例1的基础上，本发明装置根据绝缘子电场采样点等间距电场采样的原理，根据普通较常用的110kV绝缘子7，为了保证测试人员的人身安全，110kV带电作业安全距离在1米以上，因此在保证2倍安全距离的条件下，设计采用长2米的绝缘杆。

实施例3

在实施例1的基础上，本发明装置根据普通较常用的110kV绝缘子7选用光纤电场传感器、绝缘杆和光纤的数量为20个。

实施例4

在实施例3的基础上，本发明装置采用110kV绝缘子7的结构高度约1.4米，高压端到低压端的距离为5厘米，所以20根绝缘杆相隔5厘米等间距的安装在绝缘杆固定件上，而且可以选择多种不同高度绝缘杆固定件，来满足实际应用需求。本发明装置能够直接依次检测被测绝缘子高压端到低压端等间距的每个传感器的场强信息。

实施例5

在实施例3的基础上，本发明所选用的光纤电场传感器，绝缘杆和光纤的数量也可以为其他数量，其数量的确定根据实际的要求。

实施例6

在实施例2的基础上，本发明如果选用的绝缘子的电压不同，则选用的绝缘杆的长度也会有所不同，绝缘子固定件之间的距离也会有所不同。

Claims (10)

1.一种绝缘子劣化检测系统，其特征在于：

所述系统包括光纤电场传感器、绝缘杆、光纤、前端信号处理模块、绝缘杆固定件和控制主机；

所述前端信号处理模块安装在绝缘杆固定件内部；

所述绝缘杆一端安装光纤电场传感器，另一端与所述绝缘杆固定件一侧连接；

光纤嵌于绝缘杆内部；

所述光纤电场传感器用于侦测绝缘子表面的电场强度，并将得到的信号通过光纤传输给前端信号处理模块；

所述前端信号处理模块将光纤电场传感器传输来的信号进行处理并传输给控制主机；控制主机接收来自所述前端信号处理模块传输来的信号并对所述传输来的信号进行分析判断确定对应绝缘子的劣化情况。

2.根据权利要求1所述的检测系统，优选的，其特征在于：所述的绝缘杆的长度可调节。

3.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于：所述的光纤电场传感器、绝缘杆、光纤的数量为多个。

4.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于：所述的光纤电场传感器、绝缘杆、光纤的数量分别为20个，绝缘杆的长度为2米。

5.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于：所述前端信号处理模块通过无线网络与所述控制主机进行信息交互。

6.根据权利要求3所述的检测系统，其特征在于：所述前端信号处理模块内部安装有光开关以及光源，根据控制主机的控制信号调节所述光开关，使光源对不同的光纤电场传感器进行光激励，使一个光源可以应用到多个光纤电场传感器。

7.根据权利要求3所述的检测系统，其特征在于：所述多个绝缘杆等间距地安装在绝缘杆固定件一侧，所述相邻绝缘杆之间距离为5厘米。

8.根据权利要求6所述的检测系统，其特征在于：根据绝缘子高压端到低压端的顺序对所述多个光纤电场传感器端口进行依次编号。

9.根据权利要求8所述的检测系统，其特征在于：所述控制主机根据操作者输入的光纤电场传感器端口号向前端信号处理模块发送信号，所述前端信号处理模块根据所述信号对绝缘子高压端到低压端之间的光纤电场传感器进行光激励并对所述光纤电场传感器返回的光学信号进行检测和数据处理得出电场强度，并将所述电场强度与所述光纤电场传感器端口号传输给控制主机。

10.根据权利要求9所述的检测系统，其特征在于：所述控制主机通过对所述前端信号处理模块传输来的电场强度与所述光纤电场传感器端口号进行分析得到一条分析曲线，如果曲线无凹陷或凸起点则表示该绝缘子性能正常，如果曲线出现凹陷或凸起点，则表示该绝缘子出现劣化现象。