CN105181013A - 复合绝缘子在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合绝缘子在线监测系统，属于高压保护电器技术领域，复合绝缘子在线监测系统包括飞行器机构、监测模块、控制模块、GPS模块、通信模块和远程终端，监测模块、控制模块、GPS模块和通信模块安装在飞行器内，监测模块用来检测复合绝缘子所在环境的湿度、水质及紫外成像图、红外热像图，监测模块连接控制模块，GPS模块用来定位监测模块工作时待测点的位置连接到控制模块，控制模块连接通信模块，通信模块无线连接远程终端。本发明解决了复合绝缘子故障监测缺乏，故障通知延误的问题，具有在线监测的优点，能够及时从成像图中分析出故障点，并根据定位信息快速找到故障点，通知维修人员，在一定程度上能够预测故障。

Description

复合绝缘子在线监测系统

技术领域

本发明属于高压保护电器技术领域，涉及复合绝缘子监测方向，具体涉及一种复合绝缘子在线监测系统。

背景技术

电力系统广泛应用架空绝缘线，架空绝缘线的雷击断线问题逐年呈上升趋势，困扰着电力电网的安全运行。我国的特高压输电线路主要采用复合绝缘子，选用复合绝缘子不仅提高了特高压线路的耐污闪能力，而且大大减少了绝缘子的串长，减小了杆塔尺寸，降低了工程造价。因此架空电力线路中复合绝缘子的在线监测能在一定程度增大电路的安全系数，减轻维护工作量的在线监测系统也是现有复合绝缘子线路中所急需的，提前预测故障或及时监测故障并通知维修人员和后台工作人员。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种复合绝缘子在线监测系统，通过在飞行器安装监测模块，检测待测点的湿度、水质、成像分析，在线监测复合绝缘子，解决了复合绝缘子故障监测缺乏，故障通知延误的问题，具有在线监测的优点，能够及时从成像图中分析出故障点，并根据定位信息快速找到故障点，通知维修人员，在一定程度上能够预测故障。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种复合绝缘子在线监测系统，所述复合绝缘子在线监测系统包括飞行器机构、监测模块、控制模块、GPS模块、通信模块和远程终端，监测模块、控制模块、GPS模块和通信模块安装在飞行器内，监测模块用来检测复合绝缘子所在环境的湿度、水质及复合绝缘子的紫外成像图、红外热像图，监测模块连接控制模块发送检测到的数据到控制模块，GPS模块用来定位监测模块工作时待测点的位置连接到控制模块，控制模块的输出端连接通信模块，通信模块无线连接远程终端。

上述系统中，所述飞行器结构中包括壳体、动力单元和方向控制单元，动力单元和方向控制单元安装在壳体内，动力单元为飞行器提供动力，方向控制单元连接在控制模块上。所述监测模块包括红外成像仪和紫外成像仪，红外成像仪和紫外成像仪的探头均伸出飞行器，红外成像仪和紫外成像仪的输出端连接控制模块，红外成像仪生成红外热像图、紫外成像仪生成紫外成像图发送到控制模块。所述监测模块还包括湿度检测器，湿度检测器的探头伸出飞行器，湿度检测器连接到控制模块检测待测点的环境湿度发送湿度信息到控制模块。所述监测模块还包括水量采样器，水量采样器的采样口伸出飞行器外，水量采样器的输出端连接控制模块，水量采样器用来采集待测点的水样进行水质分析。所述水量采样器采集的样本由飞行器带回远程终端进行水质分析。所述GPS模块连接在控制模块上，在监测模块根据控制模块的指令工作的时候，GPS模块采集位置信息，确保监测模块的采样点位置，位置发送到控制模块，同时根据控制模块的指令进行飞行器定位。所述通信模块和远程终端安装相同的工作协议，进行网络信号传输。

本发明有益效果是:本发明提供一种复合绝缘子在线监测系统，利用微型飞行器，结合红外和紫外成像仪以可见光的形式采集复合绝缘子的热像图，在线分析采集到的成像图，并采集待测点的雨水进行酸性分析，检测复合绝缘子所在点的温湿度及复合绝缘子有没有裂纹、龟裂、粉化、烧蚀现象，及时分析复合绝缘子的现状，并在得出故障信号时，能够分析原因，最终汇聚采集数据到远程终端进行数据详细分析，可以得出故障点、故障点的位置及故障原因，利于实现复合绝缘子的在线监测。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明的具体实施方式的复合绝缘子在线监测系统的工作原理框图；

图2是本发明的具体实施方式的监测模块的工作原理框图；

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本发明提供一种复合绝缘子在线监测系统，利用微型飞行器，结合红外和紫外成像仪以可见光的形式采集复合绝缘子的热像图，在线分析采集到的成像图，并采集待测点的雨水进行酸性分析，检测复合绝缘子所在点的温湿度及复合绝缘子有没有裂纹、龟裂、粉化、烧蚀现象，及时分析复合绝缘子的现状，并在得出故障信号时，能够分析原因，最终汇聚采集数据到远程终端进行数据详细分析，可以得出故障点、故障点的位置及故障原因，利于实现复合绝缘子的在线监测。

复合绝缘子在线监测系统是飞行器外形，沿着线路飞行拍摄热成像图片，发送到数据中心进行分析和监控，如图1所示，复合绝缘子在线监测系统包括飞行器机构、监测模块、控制模块、GPS模块、通信模块和远程终端，飞行器结构用于安装电气部件，监测模块、GPS模块和通信模块连接控制模块，监测模块用来检测待测点的环境状态和复合绝缘子的实时情况，GPS模块用来在监测模块检测的时候测定待测点的位置，对飞行器的飞行方向的确定也有一定的引导帮助，检测到的数据和定位数据发送到控制模块，控制模块通过通信模块将数据最终发送到远程终端。

在线监测系统的大部分结构安装在内飞行器结构包括监测模块、控制模块、GPS模块和通信模块，飞行器结构中包括壳体、动力单元、方向控制单元，动力单元为飞行器的飞行提供动力保障，保证飞行器能够飞行并安全回到终端，方向控制单元连接控制模块一直引导着飞行器的飞行方向，确保飞行器沿着线路前进，同时监测沿途的环境状态如温度、湿度、红外成像、紫外成像等。

如图2所示，监测模块安装在飞行器的下方，包括红外成像仪、紫外成像仪、湿度检测器和水量采样器，红外成像仪、紫外成像仪、湿度检测器和水量采样器的探头均伸出飞行器，方便测量待测点的环境状态以及复合绝缘子的红外热像图和紫外成像图，红外成像仪、紫外成像仪、湿度检测器和水量采样器的输出端都连接到控制模块上，输送检测到的信息给控制模块。

监测模块的仪器探头安装在飞行器的外部，监测模块的大体还是在飞行器的内部，保护监测模块不受雨水侵蚀，红外成像仪对飞行器下的线路采集红外热像图，监测模块连接在控制模块上，监测模块的数据都会发送给控制模块，红外成像仪采集到的红外热像图中包含有采集点的温度信息和复合绝缘子的损坏部位信息。在高压设备电气放电时，根据电场强度的不同，会产生电晕、闪络或电弧。在放电过程中，空气中的电子不断获得和释放能量，而当电子释放能量(即放电)，便会放出紫外线。紫外成像仪就是利用这个原理，接收复合绝缘子放电时产生的紫外讯号，经处理后与可见光影像重叠，显示在仪器的屏幕上，达到确定电晕的位置和强度的目的，从而为进一步评估复合绝缘子的运行情况提供更可靠的依据。结合红外热像图和紫外成像图，查看复合绝缘子有没有裂纹、龟裂、粉化、烧蚀现象，还可以观测复合绝缘子表面的憎水状态。红外成像仪和紫外成像仪监测到的红外热像图和紫外成像图均发送到控制模块，由控制模块进行初步图像分析，并将数据发送到远程终端进行统一数据分析和数据管理。湿度检测器安装在飞行器的下方，用来检测待测点的湿度情况，监测模块只要检测待测点的状态就好，由方向控制单元引导飞行方向，在待测点处开启监测模块测量待测点的湿度状态，湿度对绝缘子的工作性能有很大影响，湿气进入复合绝缘子内部导致绝缘子芯棒出现脆断状况，影响复合绝缘子的正常工作，所以环境湿度的监测对复合绝缘子的安全状态预测和故障分析有一定的帮助。水量采样器的采样口伸出飞行器，在下雨天或大雾天气采集待测点的水质情况并带回远程终端进行数据分析，雨水的湿度和酸性也会对复合绝缘子的工作造成影响，在复合绝缘子的运行中由于某种原因，雨水中的酸性介质会入侵或产生于芯棒表面或内部，造成芯棒同时承受酸性腐蚀和应力，即芯棒承受应力腐蚀。尽管此时芯棒承受的负荷不足以使其在通常模式下断裂，但由于酸蚀环境的存在，会发生应力腐蚀断裂，所以复合绝缘子所在环境的雨水监测分析是必要的，对绝缘子的工作寿命和可能故障及故障原因都会有所帮助。

GPS模块连接在控制模块上，在监测模块根据控制模块的指令工作的时候，GPS模块采集位置信息，确保监测模块的采样点位置，同时起到定位飞行器的目的，根据控制模块的指令进行飞行器定位，结合方向控制单元也可以对飞行器的飞行方向发出指导性意见到控制模块，控制模块发出方向命令给方向控制单元。控制模块的输出端连接了通信模块，通信模块无线连接远程终端，通信模块和远程终端安装相同的工作协议，进行网络信号传输，控制模块接收到的数据信息都会通过通信模块最终发送到远程终端。飞行器最终也会飞回远程终端，远程终端对采集到的数据进行详细分析，统筹分析、归纳、保存，及时分析出复合绝缘子的故障和隐患，在检测到故障时，发出报警信息。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种复合绝缘子在线监测系统，其特征在于，所述复合绝缘子在线监测系统包括飞行器机构、监测模块、控制模块、GPS模块、通信模块和远程终端，监测模块、控制模块、GPS模块和通信模块安装在飞行器内，监测模块用来检测复合绝缘子所在环境的湿度、水质及复合绝缘子的紫外成像图、红外热像图，监测模块连接控制模块发送检测到的数据到控制模块，GPS模块用来定位监测模块工作时待测点的位置连接到控制模块，控制模块的输出端连接通信模块，通信模块无线连接远程终端。

2.根据权利要求1所述的复合绝缘子在线监测系统，其特征在于，所述飞行器结构中包括壳体、动力单元和方向控制单元，动力单元和方向控制单元安装在壳体内，动力单元为飞行器提供动力，方向控制单元连接在控制模块上。

3.根据权利要求1所述的复合绝缘子在线监测系统，其特征在于，所述监测模块包括红外成像仪和紫外成像仪，红外成像仪和紫外成像仪的探头均伸出飞行器，红外成像仪和紫外成像仪的输出端连接控制模块，红外成像仪生成红外热像图、紫外成像仪生成紫外成像图发送到控制模块。

4.根据权利要求3所述的复合绝缘子在线监测系统，其特征在于，所述监测模块还包括湿度检测器，湿度检测器的探头伸出飞行器，湿度检测器连接到控制模块检测待测点的环境湿度发送湿度信息到控制模块。

5.根据权利要求3所述的复合绝缘子在线监测系统，其特征在于，所述监测模块还包括水量采样器，水量采样器的采样口伸出飞行器外，水量采样器的输出端连接控制模块，水量采样器用来采集待测点的水样进行水质分析。

6.根据权利要求5所述的复合绝缘子在线监测系统，其特征在于，所述水量采样器采集的样本由飞行器带回远程终端进行水质分析。

7.根据权利要求1所述的复合绝缘子在线监测系统，其特征在于，所述GPS模块连接在控制模块上，在监测模块根据控制模块的指令工作的时候，GPS模块采集位置信息，确保监测模块的采样点位置，位置发送到控制模块，同时根据控制模块的指令进行飞行器定位。

8.根据权利要求1所述的复合绝缘子在线监测系统，其特征在于，所述通信模块和远程终端安装相同的工作协议，进行网络信号传输。