CN104764983A - 绝缘子检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种绝缘子检测设备，包括：检测部分和接收部分，其中在检测部分中，绝缘子是绝缘子串上的一部分,漏电传感器位于绝缘子两端并传感绝缘子的漏电流，还通过数据线将传感的信号传输到检测处理模块，检测处理模块连接有太阳能电池板，并且检测处理模块和被太阳能电池板被置于接地塔上搭建的平台上；接收部分的接收部分模块包括无线接收模块、第二处理模块、波形显示模块和计算机。该绝缘子检测设备可以对传输线上的绝缘子进行远程、实时检测，便于提前获得污闪警报信息以便对绝缘子进行更换或维护，并且危险性低、造价经济合理、测量准确、抗干扰能力也强，同时还提高了电网的安全性、可靠性。

Description

绝缘子检测装置

技术领域

本发明涉及一种绝缘子检测装置，更具体而言，涉及一种传输线上的绝缘子检测装置。

背景技术

高压传输线路上的绝缘子既起着电气绝缘的作用，也起着机械支撑的作用，要保证传输线在过压发生时也能够正常运行，绝缘子的运行状态对电力网络的安全性和可靠性起着至关重要的作用。绝缘子在户外会不可避免地被污染，尽管在气候干燥时，这些污染的尘因阻值大而对绝缘子可靠性无影响；但在湿度大的环境中，绝缘子表面的尘被湿润，导致绝缘子表面发生全面污闪。经研究分析，沿绝缘子湿润污染表面的污闪不仅仅是单纯的空气间隙击穿，而是一种与电、热、化学等因素有关的污染表面气体电离以及局部电弧发生、发展的极其复杂的过程。据统计，高压传输线路上绝缘子的污闪事故次数在目前电网总事故中占据第二位，仅次于雷害事故，但是其造成的经济损失远远超过过压和雷击过压的损失。

因此，为了降低污闪对传输线路的可靠性的影响，本领域科技工作者做了大量的研究，试图使得传输线上绝缘子的污染在短期内减小。例如，采用了耐污绝缘子、定期清扫、涂防尘材料和调增爬电距离等方法，但其根本上没有达到的预期的目的。之后科技工作者采用漏电法来采集绝缘子的漏电和与绝缘子漏电相关联的参数以综合判断受污染绝缘子的绝缘程度。例如将采集的工频漏电信号转化为频率传输，穿芯式漏电传感器等，但由于工频漏电为单一特征量而不能反映绝缘子状态，或者由受网络传输影响而不经济；或者危险性高、造价高、测量不准确、抗干扰能力差。另外，定期或在污闪发生后检测绝缘子，工作任务重和强度大。如果能实时在线绝缘子检测，并对参数采集，提前获得污闪警报信息，对绝缘子进行更换或维护，很有必要。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种绝缘子检测装置，可以对传输线上的绝缘子进行远程、实时检测，便于提前获得污闪警报信息以便对绝缘子进行更换或维护，并且危险性低、造价经济合理、测量准确、抗干扰能力也强，同时还提高了电网的安全性、可靠性。

本发明为解决上述技术问题而采取的技术方案为：一种绝缘子检测设备，包括检测部分和接收部分，其中在检测部分中，绝缘子是绝缘子串上的一部分，绝缘子串位于高压传输线和接地塔之间；漏电传感器位于绝缘子两端并传感绝缘子的漏电流，还通过数据线将传感的信号传输到检测处理模块，检测处理模块连接有太阳能电池板，以便使得太阳能电池板为检测处理模块供电，并且检测处理模块和被太阳能电池板被置于接地塔上搭建的平台上；接收部分的接收部分模块包括无线接收模块、第二处理模块、波形显示模块和计算机。

根据本发明的一个方面，检测处理模块包括第一开关、第二开关、第一电压转换器、可充电电池、第二电压转换器、气象感测和电源控制模块、第一处理模块、电流电压转换模块、模数转换模块和无线发射模块；气象感测和电源控制模块控制第一开关和第二开关并连接可充电电池和太阳能电池板。

根据本发明的另一个方面，接收部分模块中，无线接收模块将接收的信号发送给第二处理模块，第二处理模块既通过计算机的并行端口而将数据发送给计算机，还将数据发送给波形显示模块，而且波形显示模块与计算机通信。

根据本发明的另一个方面，无线发射模块可采用GSM/GPRS网络来通信，其不仅可以将数据以短信或邮件方式发送到接收部分，而且以数据包形式将实时数据发送到接收部分，供后方检测和决策。

根据本发明的另一个方面，漏电传感器采用光纤传感器，同时数据线采用的是光纤；该光纤传感器由三部分组成：光纤传感器尖端、检测部件和存储部件；光纤传感器尖端包括金属圈接头、硬化元件、光纤和发光二极管；其中，金属圈接头的一端连接多模纤维，另一端连接硬化元件，硬化元件另一端连接光纤，而光纤的另一端连接发光二极管；所述光纤传感器中的多模纤维在玻璃纤维上使用了光学环氧树脂，连接到金属圈接头的一端。

根据本发明的另一个方面，第一和第二开关选用功率晶体管开关。

根据本发明的另一个方面，漏电传感器可采用Rogowski线圈电流传感器。

根据本发明的另一个方面，所述可充电电池是铅酸蓄电池、镍氢电池、镍镉电池或者锂电池中的一种。

根据本发明的另一个方面，第一和第二电压变换电路采用转换效率高的DC/DC变换电路。

根据本发明的另一个方面，其中波形显示模块通过通用接口板接口与计算机通信。

附图说明

在附图中通过实例的方式而不是通过限制的方式来示出本发明的实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1例示了安装在接地塔上的绝缘子检测装置的检测部分。

图2例示了绝缘子检测装置中传感器和绝缘子的连接结构图。

图3例示了绝缘子检测装置的检测部分的具体结构框图。

图4例示了绝缘子检测装置的接收部分的具体结构框图。

图5例示了根据本发明实施例的光纤传感器的结构图。

需要说明的是：附图不一定按比例绘制。

具体实施方式

在下面的描述中，参考附图并以例示的方式示出几个具体的实施例。将理解的是：可设想并且可做出其他实施例而不脱离本公开的范围或精神。因此，以下详细描述不应被认为具有限制意义。

根据本发明的实施例，图1例示了安装在接地塔上的绝缘子检测装置的检测部分。其中，绝缘子1是绝缘子串3上的一部分，绝缘子串3位于高压传输线7和接地塔6之间。绝缘子既起着电气绝缘的作用，也起着机械支撑的作用。漏电传感器2位于绝缘子1两端并传感绝缘子的漏电流，还通过数据线4将传感的信号传输到检测处理模块8，检测处理模块8连接有太阳能电池板5，以便使得太阳能电池板5为检测处理模块8供电，并且这二者被置于接地塔上搭建的平台上。

图2例示了绝缘子检测装置中漏电传感器和绝缘子的连接结构图。这是图1中连接结构的放大的视图。

图3例示了绝缘子检测装置的检测部分的具体结构框图。其中：检测处理模块8由第一开关S1、第二开关S2、第一电压转换器9a、可充电电池10、第二电压转换器9b、气象感测和电源控制模块16、第一处理模块11、电流电压转换模块12、模数转换模块13、无线发射模块14组成。气象感测和电源控制模块16控制第一开关S1和第二开关S2并连接可充电电池10和太阳能电池板5。太阳能电池板5的两个输出端连接检测处理模块8，其中一个输出端连接第二开关S2，另一个输出端通过第一开关S1连接第一电压转换器9a，进而将转换的电压供给可充电电池10，可充电电池10也连接第二开关S2，其中上述第一开关S1是单选开关，第二开关是双选开关，亦即二选一开关。第二开关通过择一选择太阳能电池板5或者可充电电池10提供的电压，将该电压输入到第二电压转换器9b，进而将合适的电压供给气象感测和电源控制模块16、第一处理模块11、电流电压转换模块12、模数转换模块13和无线发射模块14使用。在实际应用中，当气象和光照条件良好的情况下，气象感测和电源控制模块16选通第二开关S2，将其连接到太阳能电池板5，此时优选太阳能电池板5通过第二开关S2为后端供电，如果气象感测和电源控制模块16检测到太阳能电池板5足以为后端断电，则其使能第一开关S1，使得太阳能电池板5通过第一电压转换器9a而为可充电电池10供电；当气象和光照条件不理想的情况下，例如阴雨天或夜晚，气象感测和电源控制模块16选通第二开关S2，将其连接到可充电电池10，此时优选可充电电池10通过第二开关S2为后端供电。太阳能电池构成的供电系统的采用，保证了可靠稳定的系统供电，同时也使得系统避免了从高压取电时受到的潜在绝缘危险。此外，从数据线4传输来的漏电信号被输入到电流电压转换模块12，并经过该模块而将采集的漏电信号转换为电压信号，便于后续传输和处理，之后该电压信号经过模数转换模块13而转换成便于处理的数字信号，并经过无线发射模块14发送到接收端。在整个处理过程中，第一处理模块11控制电流电压转换模块12、模数转换模块13和无线发射模块14的运行和操作。

其中无线发射模块14采用的通信规则是现行的符合各种通信标准的近距离、中等距离、远距离通信协议。优选地，无线发射模块14可采用GSM/GPRS网络来通信，其不仅可以将数据以短信或邮件方式发送到接收部分，而且更实用的是，其可以数据包形式将实时数据发送到接收部分，供后方检测和决策。

图4例示了绝缘子检测装置的接收部分的具体结构框图。具体而言，接收部分模块15包括无线接收模块20、第二处理模块17、波形显示模块18和计算机19。其中，无线接收模块20从无线发射模块14接收信号，并将接收的信号发送给第二处理模块17，第二处理模块17既通过计算机19的并行端口而将数据发送给计算机19，还将数据发送给波形显示模块18，之后波形显示模块18通过通用接口板接口与计算机19通信。优选地，无线接收模块20采用和无线发射模块14相同的通信网络和协议规则，可采用GSM/GPRS网络来通信。

根据本发明的一个实施例，上述可充电电池可以是蓄电池，例如铅酸蓄电池，也可以是镍氢电池、镍镉电池或者锂电池。

根据本发明的一个实施例，第一和第二电压变换电路可以采用任意模式的电压变换电路，为了提高太阳能电池供电的利用率，第一和第二电压变换电路可采用转换效率高的DC/DC变换电路。

根据本发明的一个实施例，第一和第二开关可以采用任意模式的开关，为了减小体积，开关可选用功率晶体管开关。

根据本发明的一个实施例，漏电传感器可采用Rogowski线圈电流传感器。

为了减小电磁干扰，根据本发明的一个实施例，所述漏电传感器可采用光纤传感器，同时数据线4采用的是光纤。图5例示了根据本发明实施例的光纤传感器的结构图。具体而言，该光纤传感器由三部分组成：光纤传感器尖端、检测部件和存储部件。其中光纤传感器尖端包括金属圈接头、硬化元件、光纤和发光二极管。其中，金属圈接头的一端连接多模纤维，检测部件和图1所示的数据线，另一端连接硬化元件，硬化元件另一端连接光纤，而光纤的另一端连接发光二极管。所述光纤传感器中的多模纤维在玻璃纤维上使用了光学环氧树脂，连接到金属圈接头的一端。

综上，在本发明的技术方案中，通过采用了绝缘子检测装置，可以对传输线上的绝缘子进行远程、实时检测，便于提前获得污闪警报信息以便对绝缘子进行更换或维护，并且危险性低、造价经济合理、测量准确、抗干扰能力也强，同时还提高了电网的安全性、可靠性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应包涵在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种绝缘子检测设备，包括检测部分和接收部分，其中在检测部分中，绝缘子是绝缘子串上的一部分，绝缘子串位于高压传输线和接地塔之间；漏电传感器位于绝缘子两端并传感绝缘子的漏电流，还通过数据线将传感的信号传输到检测处理模块，检测处理模块连接有太阳能电池板，以便使得太阳能电池板为检测处理模块供电，并且检测处理模块和被太阳能电池板被置于接地塔上搭建的平台上；接收部分的接收部分模块包括无线接收模块、第二处理模块、波形显示模块和计算机。

2.如权利要求1所述的绝缘子检测设备，其中检测处理模块包括第一开关、第二开关、第一电压转换器、可充电电池、第二电压转换器、气象感测和电源控制模块、第一处理模块、电流电压转换模块、模数转换模块和无线发射模块；气象感测和电源控制模块控制第一开关和第二开关并连接可充电电池和太阳能电池板；太阳能电池板的两个输出端连接检测处理模块，其中一个输出端连接第二开关，另一个输出端通过第一开关连接第一电压转换器，进而将转换的电压供给可充电电池，可充电电池也连接第二开关，其中上述第一开关是单选开关，第二开关是双选开关；第二开关通过择一选择太阳能电池板或者可充电电池提供的电压，将该电压输入到第二电压转换器，进而将合适的电压供给气象感测和电源控制模块、第一处理模块、电流电压转换模块、模数转换模块和无线发射模块使用；在实际应用中，当气象和光照条件良好的情况下，气象感测和电源控制模块选通第二开关，将其连接到太阳能电池板，此时优选太阳能电池板通过第二开关为后端供电，如果气象感测和电源控制模块检测到太阳能电池板足以为后端断电，则其使能第一开关，使得太阳能电池板通过第一电压转换器而为可充电电池供电；当在阴雨天或夜晚等气象和光照条件不理想的情况下，气象感测和电源控制模块选通第二开关，将其连接到可充电电池，此时优选可充电电池通过第二开关为后端供电；从数据线传输来的漏电信号被输入到电流电压转换模块，并经过该模块而将采集的漏电信号转换为电压信号，便于后续传输和处理，之后该电压信号经过模数转换模块而转换成便于处理的数字信号，并经过无线发射模块发送到无线接收模块；在整个处理过程中，第一处理模块控制电流电压转换模块、模数转换模块和无线发射模块的运行和操作。

3.如权利要求2所述的绝缘子检测设备，其中接收部分模块中，无线接收模块从无线发射模块接收信号，并将接收的信号发送给第二处理模块，第二处理模块既通过计算机的并行端口而将数据发送给计算机，还将数据发送给波形显示模块，而且波形显示模块与计算机通信。

4.如权利要求3所述的绝缘子检测设备，其中无线发射模块可采用GSM/GPRS网络来通信，其不仅可以将数据以短信或邮件方式发送到接收部分，而且以数据包形式将实时数据发送到接收部分，供后方检测和决策。

5.如权利要求2到4中任一个所述的绝缘子检测设备，其中漏电传感器采用光纤传感器，同时数据线采用的是光纤；该光纤传感器由三部分组成：光纤传感器尖端、检测部件和存储部件；光纤传感器尖端包括金属圈接头、硬化元件、光纤和发光二极管；其中，金属圈接头的一端连接多模纤维，另一端连接硬化元件，硬化元件另一端连接光纤，而光纤的另一端连接发光二极管；所述光纤传感器中的多模纤维在玻璃纤维上使用了光学环氧树脂，连接到金属圈接头的一端。

6.如权利要求2到4中任一个所述的绝缘子检测设备，其中漏电传感器可采用Rogowski线圈电流传感器。

7.如权利要求2到4中任一个所述的绝缘子检测设备，其中第一和第二开关选用功率晶体管开关。

8.如权利要求2到4中任一个所述的绝缘子检测设备，其中所述可充电电池是铅酸蓄电池、镍氢电池、镍镉电池或者锂电池中的一种。

9.如权利要求2到4中任一个所述的绝缘子检测设备，其中第一和第二电压变换电路采用转换效率高的DC/DC变换电路。

10.如权利要求2到4中任一个所述的绝缘子检测设备，其中波形显示模块通过通用接口板接口与计算机通信。