CN105469552A - 防污闪预警方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防污闪预警方法及系统，所述方法包括：将实时监测的盐密/灰密值与监测点处污秽等级的盐密上限值/灰密上限值进行对比，并根据所述对比的结果进行报警；在所述实时监测的盐密/灰密值大于所述盐密上限值/灰密上限值且所述对比的比值小于预设倍数时，或者当前监测点所处污秽等级超过次高级上限时，判断当前污秽度下绝缘子的闪络电压是否低于绝缘子的运行电压，并根据判断结果进行报警；在当前污秽度下绝缘子的闪络电压低于绝缘子的运行电压时，判断当前相对湿度是否大于预设的相对湿度上限值并根据判断结果进行报警。本发明可以针对不同的绝缘进行配置，解决了沿海盐雾、凝雾导致的污闪不能有效进行预警的问题。

Description

防污闪预警方法及系统
技术领域
本发明涉及污秽监测及防污闪技术领域，尤其涉及一种防污闪预警方法及系统。
背景技术
现有的电网防污闪污秽在线监测系统的预警系统逻辑简单、功能方便，但不能完全反应所有参量，没有针对不同的绝缘进行配置，也没有解决沿海盐雾、凝雾导致的污闪不能有效预警的问题。
发明内容
为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种防污闪预警方法及系统。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
一种防污闪预警方法，所述方法包括：
将实时监测的盐密/灰密值与监测点处污秽等级的盐密上限值/灰密上限值进行对比，并根据所述对比的结果进行报警；
在所述实时监测的盐密/灰密值大于所述盐密上限值/灰密上限值且所述对比的比值小于预设倍数时，或者当前监测点所处污秽等级超过次高级上限时，判断当前污秽度下绝缘子的闪络电压是否低于绝缘子的运行电压，并根据判断结果进行报警；
在当前污秽度下绝缘子的闪络电压低于绝缘子的运行电压时，判断当前相对湿度是否大于预设的相对湿度上限值并根据判断结果进行报警。
其中，所述根据所述对比的结果进行报警，包括：如果当前监测的盐密/灰密值小于所述盐密上限值/灰密上限值，则不报警；如果监测点处污秽等级不大于次高级，且当前监测的盐密/灰密值大于所述盐密上限值/灰密上限值的预设倍数，则报警；其中，所述预设倍数为1.2倍；所述次高级为当前监测点采用的污秽等级划分中定义的次高级。
其中，所述方法还包括：计算当前污秽度下绝缘子的闪络电压；
所述计算当前污秽度下绝缘子的闪络电压包括：实时监测当前监测点的盐密/灰密值、盐雾盐度值，并根据所述当前监测点的盐密/灰密值、盐雾盐度值计算出单片绝缘子的闪络电压，再结合监测点处绝缘子的片数或者复合绝缘子的爬电距离，计算得出整串绝缘子的闪络电压。
其中，所述判断当前相对湿度是否大于预设的相对湿度上限值，根据判断结果进行报警，包括：
在当前污秽度下绝缘子的闪络电压低于绝缘子的运行电压时，如果当前相对湿度大于预设的相对湿度上限值，则报警；如果当前相对湿度不大于预设的相对湿度上限值，则不报警。
其中，所述相对湿度上限值为80％。
一种防污闪预警系统，所述系统包括：第一重判据单元、第二重判据单元和第三重判据单元；其中，
所述第一重判据单元用于将实时监测的盐密/灰密值与监测点处污秽等级的盐密上限值/灰密上限值进行对比，并根据所述对比的结果进行报警；
所述第二重判据单元，用于在所述第一重判据单元得到实时监测的盐密/灰密值大于所述盐密上限值/灰密上限值且所述对比的比值小于预设倍数时，或者当前监测点所处污秽等级超过次高级上限时，判断当前污秽度下绝缘子的闪络电压是否低于绝缘子的运行电压，并根据判断结果进行报警；
第三重判据单元，用于在所述第二重判据单元得到当前污秽度下绝缘子的闪络电压低于绝缘子的运行电压时，判断当前相对湿度是否大于预设的相对湿度上限值并根据判断结果进行报警。
其中，所述第一重判据单元，用于根据所述对比的结果进行报警，包括：如果当前监测的盐密/灰密值小于所述盐密上限值/灰密上限值，则不报警；如果监测点处污秽等级不大于次高级，且当前监测的盐密/灰密值大于所述盐密上限值/灰密上限值的预设倍数，则报警；其中，所述预设倍数为1.2倍；所述次高级为当前监测点采用的污秽等级划分中定义的次高级。
其中，所述系统还包括：闪络电压计算单元，用于计算所述当前污秽度下绝缘子的闪络电压并传送给所述第二重判据单元；
所述闪络电压计算单元用于计算当前污秽度下绝缘子的闪络电压包括：实时监测当前监测点的盐密/灰密值、盐雾盐度值，并根据所述当前监测点的盐密/灰密值、盐雾盐度值计算出单片绝缘子的闪络电压，再结合监测点处绝缘子的片数或者复合绝缘子的爬电距离，计算得出整串绝缘子的闪络电压。
其中，所述第三重判据单元用于判断当前相对湿度是否大于预设的相对湿度上限值，根据判断结果进行报警，包括：
在当前污秽度下绝缘子的闪络电压低于绝缘子的运行电压时，如果当前相对湿度大于预设的相对湿度上限值，则报警；如果当前相对湿度不大于预设的相对湿度上限值，则不报警。
其中，所述相对湿度上限值为80％。
本发明实施例提供一种防污闪预警方法及系统，通过三重判据和四个预警参量进行防污闪的报警，能够完全反应污闪的所有参量，可以针对不同的绝缘进行配置，解决了沿海盐雾、凝雾导致的污闪不能有效进行预警的问题。
附图说明
在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。
图1为本发明实施例防污闪预警方法的流程图；
图2为本发明实施例防污闪预警系统的组成结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例的防污闪预警方法可以包括如下步骤：
步骤101：预先建立污秽等级划分规则库；
步骤102：将实时监测的等值盐密(ESDD)、灰密(NSDD)值与监测点处所划分污秽等级的盐密上限值、灰密上限值进行对比，继续执行步骤103或104或105；
其中，监测点处所划分污秽等级的盐密上限值、灰密上限值存储在所述污秽等级划分规则库中。
步骤103：步骤102中如果监测值大于监测上限值的部分大于监测上限值的20％(即监测值大于监测上限值的1.2倍)以上且不超过污秽等级的次高级上限，则报警；
这里的监测值即为等值盐密(ESDD)/灰密(NSDD)值，所述监测上限值即为步骤102中的盐密上限值/灰密上限值，下文均相同，不再赘述。
这里，不超过污秽等级的次高级中，次高级的定义根据不同地域采用的不同污秽等级划分来确定。例如，如果当前地域采用国标将污秽等级划分为a～e五个等级，那么这里的次高级为d级，如果当前地域(如海南地区)将污秽等级划分为a～d四个等级，那么这里的次高级实际应该是国标中规定的c级。
步骤104：步骤102中如果监测值大于监测上限值的部分小于监测上限值的20％(即监测值大于监测上限值的1.2倍)，则不报警；
步骤105：步骤102中如果监测值大于监测上限值的部分大于监测上限值的20％(即监测值大于监测上限值的1.2倍)或超过污秽等级次高级的上限，则判断当前污秽度下绝缘子闪络电压是否低于其运行电压；如果否，则继续步骤106；如果是，则继续步骤107；
步骤106：如果当前污秽度下绝缘子闪络电压不低于其运行电压，则不报警；
步骤107：如果当前污秽度下绝缘子闪络电压低于其运行电压，则判断当前相对湿度是否大于相对湿度上限值，如果是则继续步骤109，否则继续步骤110；
这里的相对湿度上限值优选为80％。
步骤108：如果当前污秽度下绝缘子闪络电压低于其运行电压，且当前相对湿度大于相对湿度上限值，则报警；
步骤109：如果当前污秽度下绝缘子闪络电压低于其运行电压，且当前相对湿度不大于相对湿度上限值，则不报警。
本发明实施例中，当前相对湿度等于相对湿度上限值的情况，可以报警，也可以不报警，可根据实际地域污秽度情况进行配置。
本发明实施例的防污闪预警方法中，首先将实时监测的等值盐密、灰密值与监测点处所划分污秽等级的盐密上限值、灰密上限值进行对比：若监测值<监测上限值，则绝缘配置足够，不需报警；在c级及以下污秽等级，若监测值>1.2倍上限值，则需要报警，对绝缘子进行清扫；若上限值<监测值<1.2倍上限值，或为e级，则需进行进一步判断：将实时监测的当前监测点的盐密值、盐度值带入拟合公式，计算出此种污秽度下绝缘子的闪络电压，再比较该绝缘子的闪络电压与额定电压(即运行电压)：①若闪络电压不小于额定电压，则不会发生污闪事故，不需报警；②若闪络电压小于额定电压，则再判断监测点的相对湿度：若当前相对湿度大于相对湿度上限值(例如，80％)，则此时绝缘子污秽被充分湿润，可能发生污闪事故，应该进行报警；若当前相对湿度不大于相对湿度上限值，则此时污秽层虽然积污量危险，但是没有被湿润，暂不会发生污秽闪络，可以不预警。但此种情况下，一旦监测到相对湿度在不断增加，还可以进行预警；若相对湿度一直不增加，则绝缘子会继续进行积污，直到监测值>1.2倍监测上限值，也会进行预警。
如图1所示，本发明实施例的防污闪预警方法经过三重判据并涉及到四个预警参数值，这四个预警参数值分别是等值盐密和盐密上限值、等值灰密和灰密上限值、绝缘子的运行电压和相对湿度上限值。
本发明实施例中，如果当前地域的污秽等级划分为四级，分别是a级、b级、c级、d级，那么a级为最低级的污秽等级，d级为最高级的污秽等级，c级为次高级的污秽等级，b级为次低级的污秽等级。如果当前地域的污秽等级划分为五级，分别是a级、b级、c级、d级、e级，那么a级为最低级的污秽等级，e级为最高级的污秽等级，c级为中间级的污秽等级，d级为次高级的污秽等级，b级为次低级的污秽等级。实际应用中，若某一监测点经常出现报警，则需对该处的污秽等级进行上调，改变绝缘配置或使用防污闪措施。
如表1所示，本发明实施例中污秽等级划分规则库包含的数据，污秽等级划分规则库包括污秽等级与相应的污秽等级上限值。其中，表1中分别给出了不同污秽等级下的盐密/灰密上限值(数据来源企业标准Q/GDW152-2006)。
污秽等级 相应污秽等级下的盐密/灰密上限值
a ESDD2xNSDD＝0.000076(mg3/cm6)
b ESDD2xNSDD＝0.000563(mg3/cm6)
c ESDD2xNSDD＝0.001103(mg3/cm6)
d ESDD2xNSDD＝0.100000(mg3/cm6)
表1
可以预先针对要监测的区域建立“污秽等级判定规则库”，不同污秽等级的盐密/灰密上限值由“污秽等级判定规则库”确定。由于监测的ESDD/NSDD数据均为两位小数，故表1中“相应污秽等级下的盐密/灰密上限值”保留6位小数。
本发明实施例中，不同污秽等级的盐密/灰密上限值作为第一重判据的预警参量，跟监测点的实际盐密/灰密进行比较。其中，最高污秽等级d没有规定其对应的盐密/灰密上限值，但因为污秽程度最严重而应该被重点监测，故针对污秽等级为d级(即超过c级上限)跳过第一重判据，直接进行第二重判据，当前污秽度下绝缘子闪络电压是否低于其运行电压为第二重判据，这样扩大了污秽等级d的预警范围，能够达到重点监测的目的。
其中，对于等值盐密/灰密，当盐密(ESDD)/灰密(NSDD)增大1.2倍时，绝缘子的闪络电压会下降5％～10％，此时外绝缘的裕度偏低，需要报警，对绝缘子进行清扫。
其中，对于绝缘子的运行电压，绝缘子的闪络是绝缘子表面污秽和绝缘子承受的电压共同作用引起的，绝缘子的运行电压为绝缘子正常运行时需要能耐受的最小电压值。
现有的高湿条件下空气间隙放电规律表明在无凝露情况下，空气间隙放电电压随相对湿度的变化规律表现为：低湿条件下(80％以下)随着相对湿度的增加，间隙放电电压逐渐增加。这是由于水分子具有电负性，易于自由电子结合形成负离子，导致游离速度降低，放电的发展被抑制，从而提高间隙放电电压。高湿条件下(80％以上)随着相对湿度的增加，间隙放电电压减小。这是因为电极表面形成一层水膜。水膜的存在一方面缩小了间隙距离而使放电电压减小，另一方面水膜可能不均匀而使电极表面局部场强不均匀度增加，促进电离的发展。有凝露时，凝露会造成电极周围电场严重畸变，使间隙最大场强大幅增加，从而使间隙放电电压大幅降低。
将上述规律用在绝缘子闪络上，可得出结论：低湿条件下(80％以下)，随着相对湿度的增加，绝缘子闪络电压增大；高湿条件下(80％以上)，随着相对湿度的增加，绝缘子闪络电压减小；而且绝缘子凝露是使绝缘子表面湿润的一种极端情况，能使绝缘子闪络电压大幅下降。
设置相对湿度上限值时，从绝缘子的凝露闪络试验的结果来看，相对湿度越大时，绝缘子表面湿润效果越好，绝缘子的闪络电压也越低，可能低于运行电压。而海口永庄站的污闪事故详细记录表明，发生事故的前几天当地的最大相对湿度都达到了100％，导致绝缘子表面凝露，长时间处于湿润状态，致使污闪事故发生。由此可见，因空气湿度过大造成的绝缘子闪络事故往往其湿润时间会持续多天，并不会迅速闪络。这就在污闪预警之后留出了人工干预时间。综合支柱绝缘子凝露试验和海南电网运行经验，优选将相对湿度上限值设置为80％。
本发明实施例的预警方法涉及到实时监测的参量包括3个：第一个是实时等值盐密、灰密值，第二个是在现场污秽度下的绝缘子闪络电压，第三个是实时相对湿度值，其来源如下：
实时等值盐密/灰密值的测量可以通过基于光传感技术的现场污秽度在线监测装置实现的。
其中，不同污秽度下绝缘子的闪络电压值可以通过如下方法得到：监测终端实时监测当前监测点的盐密、灰密值、盐雾盐度值，就可以根据试验拟合公式计算出单片绝缘子的闪络电压(式1、式1、式3)，再结合监测点处绝缘子配置情况即绝缘子的片数或者复合绝缘子的爬电距离，就可以得出整串绝缘子的闪络电压，本发明实施例进行第二重判据时将绝缘子串的闪络电压与额定电压进行比较。
其中，若考虑海洋盐雾对外绝缘的影响，单片绝缘子在不同污秽度下的闪络电压Uf可以根据如下式(1)和(2)计算得到：
Uf＝m×SDD-a×Sa-bkV(1)
其中，闪络电压Uf，SDD为盐密值，Sa为盐雾盐度值，m、a、b均为系数，均通过试验拟合得到，kV为闪络电压Uf的单位。本领域技术人员知晓如何根据确定m、a、b的具体数值，不再赘述。
绝缘子串的污秽闪络电压可以通过式(2)或式(3)得到：
Uf＝N×m×SDD-a×Sa-bkV(2)
Uf＝L×m×SDD-a×Sa-bkV(3)
其中，N表示绝缘子串中绝缘子的片数，L表示复合绝缘子的爬电距离，闪络电压Uf，SDD为盐密值，Sa为盐雾盐度值，m、a、b均为系数，均通过试验拟合得到，kV为闪络电压Uf的单位。本领域技术人员知晓如何根据确定m、a、b的具体数值，不再赘述。
实时相对湿度值可以是污秽在线监测系统反馈的实时相对湿度值。
本发明实施例还提供了一种防污闪预警系统，如图2所示，所述系统包括：第一重判据单元、第二重判据单元和第三重判据单元；其中，
所述第一重判据单元用于将实时监测的盐密/灰密值与监测点处污秽等级的盐密上限值/灰密上限值进行对比，并根据所述对比的结果进行报警；
所述第二重判据单元，用于在所述第一重判据单元得到实时监测的盐密/灰密值大于所述盐密上限值/灰密上限值且所述对比的比值小于预设倍数时，或者当前监测点所处污秽等级超过次高级上限时，判断当前污秽度下绝缘子的闪络电压是否低于绝缘子的运行电压，并根据判断结果进行报警；
第三重判据单元，用于在所述第二重判据单元得到当前污秽度下绝缘子的闪络电压低于绝缘子的运行电压时，判断当前相对湿度是否大于预设的相对湿度上限值并根据判断结果进行报警。
其中，所述第一重判据单元，用于根据所述对比的结果进行报警，包括：如果当前监测的盐密/灰密值小于所述盐密上限值/灰密上限值，则不报警；如果监测点处污秽等级不大于次高级，且当前监测的盐密/灰密值大于所述盐密上限值/灰密上限值的预设倍数，则报警；其中，所述预设倍数为1.2倍。
其中，所述系统还包括：闪络电压计算单元，用于计算所述当前污秽度下绝缘子的闪络电压并传送给所述第二重判据单元；所述闪络电压计算单元用于计算当前污秽度下绝缘子的闪络电压包括：实时监测当前监测点的盐密/灰密值、盐雾盐度值，并根据所述当前监测点的盐密/灰密值、盐雾盐度值计算出单片绝缘子的闪络电压，再结合监测点处绝缘子的片数或者复合绝缘子的爬电距离，计算得出整串绝缘子的闪络电压。
其中，所述第三重判据单元用于判断当前相对湿度是否大于预设的相对湿度上限值，根据判断结果进行报警，包括：在当前污秽度下绝缘子的闪络电压低于绝缘子的运行电压时，如果当前相对湿度大于预设的相对湿度上限值，则报警；如果当前相对湿度不大于预设的相对湿度上限值，则不报警。这里，所述相对湿度上限值为80％。
上述防污闪预警系统的具体执行过程与上文中的方法描述相同，不再赘述。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防污闪预警方法，其特征在于，所述方法包括：
将实时监测的盐密/灰密值与监测点处污秽等级的盐密上限值/灰密上限值进行对比，并根据所述对比的结果进行报警；
在所述实时监测的盐密/灰密值大于所述盐密上限值/灰密上限值且所述对比的比值小于预设倍数时，或者当前监测点所处污秽等级超过次高级上限时，判断当前污秽度下绝缘子的闪络电压是否低于绝缘子的运行电压，并根据判断结果进行报警；
在当前污秽度下绝缘子的闪络电压低于绝缘子的运行电压时，判断当前相对湿度是否大于预设的相对湿度上限值并根据判断结果进行报警。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述对比的结果进行报警，包括：如果当前监测的盐密/灰密值小于所述盐密上限值/灰密上限值，则不报警；如果监测点处污秽等级不大于次高级，且当前监测的盐密/灰密值大于所述盐密上限值/灰密上限值的预设倍数，则报警；其中，所述预设倍数为1.2倍；所述次高级为当前监测点采用的污秽等级划分中定义的次高级。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：计算当前污秽度下绝缘子的闪络电压；
所述计算当前污秽度下绝缘子的闪络电压包括：实时监测当前监测点的盐密/灰密值、盐雾盐度值，并根据所述当前监测点的盐密/灰密值、盐雾盐度值计算出单片绝缘子的闪络电压，再结合监测点处绝缘子的片数或者复合绝缘子的爬电距离，计算得出整串绝缘子的闪络电压。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断当前相对湿度是否大于预设的相对湿度上限值，根据判断结果进行报警，包括：
在当前污秽度下绝缘子的闪络电压低于绝缘子的运行电压时，如果当前相对湿度大于预设的相对湿度上限值，则报警；如果当前相对湿度不大于预设的相对湿度上限值，则不报警。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述相对湿度上限值为80％。
6.一种防污闪预警系统，其特征在于，所述系统包括：第一重判据单元、第二重判据单元和第三重判据单元；其中，
所述第一重判据单元用于将实时监测的盐密/灰密值与监测点处污秽等级的盐密上限值/灰密上限值进行对比，并根据所述对比的结果进行报警；
所述第二重判据单元，用于在所述第一重判据单元得到实时监测的盐密/灰密值大于所述盐密上限值/灰密上限值且所述对比的比值小于预设倍数时，或者当前监测点所处污秽等级超过次高级上限时，判断当前污秽度下绝缘子的闪络电压是否低于绝缘子的运行电压，并根据判断结果进行报警；
第三重判据单元，用于在所述第二重判据单元得到当前污秽度下绝缘子的闪络电压低于绝缘子的运行电压时，判断当前相对湿度是否大于预设的相对湿度上限值并根据判断结果进行报警。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一重判据单元，用于根据所述对比的结果进行报警，包括：如果当前监测的盐密/灰密值小于所述盐密上限值/灰密上限值，则不报警；如果监测点处污秽等级不大于次高级，且当前监测的盐密/灰密值大于所述盐密上限值/灰密上限值的预设倍数，则报警；其中，所述预设倍数为1.2倍；所述次高级为当前监测点采用的污秽等级划分中定义的次高级。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：闪络电压计算单元，用于计算所述当前污秽度下绝缘子的闪络电压并传送给所述第二重判据单元；
所述闪络电压计算单元用于计算当前污秽度下绝缘子的闪络电压包括：实时监测当前监测点的盐密/灰密值、盐雾盐度值，并根据所述当前监测点的盐密/灰密值、盐雾盐度值计算出单片绝缘子的闪络电压，再结合监测点处绝缘子的片数或者复合绝缘子的爬电距离，计算得出整串绝缘子的闪络电压。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第三重判据单元用于判断当前相对湿度是否大于预设的相对湿度上限值，根据判断结果进行报警，包括：
在当前污秽度下绝缘子的闪络电压低于绝缘子的运行电压时，如果当前相对湿度大于预设的相对湿度上限值，则报警；如果当前相对湿度不大于预设的相对湿度上限值，则不报警。
10.根据权利要求6或9所述的系统，其特征在于，所述相对湿度上限值为80％。
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