CN106771736B - 一种单片绝缘子自然积污特性试验系统及其试验方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种单片绝缘子自然积污特性试验系统及其试验方法，单片绝缘子自然积污特性试验系统包括提供电源的光伏储能模块(1)、用于提供交流电压和直流电压的高压发生模块(2)、用于测量环境参数的环境参数测量模块(3)和绝缘子模块(4)，所述高压发生模块(2)包括工频逆变器(11)、连接所述工频逆变器(11)的生成交流电压的第一升压变压器(12)、连接所述工频逆变器(11)的第二升压变压器(22)和生成直流电压的整流模块(13)，绝缘子模块(4)包括固定底座(14)和布置在所述固定底座(14)的用于支撑绝缘子串的绝缘子架(15)，所述绝缘子串的中间的绝缘子(16)电连接所述高压发生模块(2)。

Description

一种单片绝缘子自然积污特性试验系统及其试验方法

技术领域

本发明涉及一种输变电设备外绝缘领域，特别是一种单片绝缘子自然积污特性试验系统及其试验方法。

背景技术

输变电外绝缘问题自电力系统诞生以来就始终是威胁着电力系统安全的严重问题之一。随着人类社会的不断发展，生产生活对电力系统的依赖也越来越强，与此同时，电力系统电压等级不断提高，事故影响越发严重，污闪问题的危害也越来越大。

为了降低污闪的几率、减少污闪的影响，研究人员做了很多工作，目前针对绝缘子污秽闪络的产生和发展已经有了较为成熟的理论。采用人工涂污的方式，研究人员针对绝缘子的污闪特性也有较为深入的研究。

专利文献CN105891642 A公开的一种110kV悬式绝缘子带电积污试验装置包括上下分别设置有顶板(6)和底板(7)的罐体(1)、雾产生装置(2)、固体颗粒产生装置(3)、监测仪器(4)和试验电源(5)，所述罐体(1)通过雾通道(9)外接雾产生装置(2)，罐体(1)通过固体颗粒通道(10)外接固体颗粒产生装置(3)，所述固体颗粒通道(10)穿入罐体(1)连接设置于罐体(1)内部的环状管(8)，所述罐体(1)还通过探头与采样管道(15)外接有监测仪器(4)；还包括呈上下设置的两根高压套管(14)，所述高压套管(14)均伸入罐体(1)，在罐体(1)内两根高压套管(14)分别通过铜导线(16)连接待测绝缘子(18)的顶端和底端，待测绝缘子(18)还通过绝缘绳(17)连接顶板(6)。该专利适用于110kV电压等级以下悬式绝缘子的带电积污试验，但该专利采用人工积污，误差比较大，且成本高，试验精度低。

专利文献CN204374177U公开的一种输电线路导线绝缘子污秽实时监控系统包括现场监控模块、线路监控分机、高压取电模块、监控中心主机、通信模块；所述的高压取电模块安装在输电线路导线上，为所述的现场监控模块和线路监控分机提供电力；所述的现场监控模块由若干绝缘子密盐监测仪组成，设置在输电线路导线绝缘子上，负责收集输电线路导线绝缘子污秽情况数据，将数据发送给所述的线路监控分机，所述的线路监控分机利用所述的通信模块将各个现场监控模块采集的数据无线传输给所述的监控中心主机。该专利可实时收集数据，但该专利结构复杂，只能监控积污情况，不能试验对各种条件下多参数对积污影响，因此，无法主动改进积污现象，只能被动监测。

专利文献CN103592580 A公开的一种绝缘子雾霾与污闪在线监测系统包括监测终端与监控装置，所述监测终端包括信号连接的太阳能供电模块、电容介质电流采集装置、绝缘子泄漏电流采集装置、单片机与GSM短信模块，其中：太阳能供电模块，为所述监测终端供电；电容介质电流采集装置，用于测量电容介质的电流；绝缘子泄漏电流采集装置，用于测量绝缘子的泄漏电流；单片机，用于采集电容介质的电流信号和绝缘子的泄漏电流信号后，经过程序固化的公式计算后得出反映绝缘子闪络的雾闪值，比较雾闪值与既定的门槛值，并根据比较的结果决定是否做出“注意、危险”的两级雾闪报警；GSM短信模块，用于接收电容介质的电流信号和绝缘子的泄漏电流信号的测量并发送至监控装置；所述监控装置包括GSM短信终端设备和监控主机，其中：GSM短信终端设备，用于通过GSM短信模块接收来自单片机计算后的雾闪值；监控主机，用于在人机界面显示GSM短信终端设备接收到的实时监测结果和历史数据曲线。该专利可实现注意与危险两级雾闪报警，为设备运行管理单位采取降压运行或者安排绝缘子清扫计划等措施作为参考依据，但该专利结构复杂，只能监控积污情况，不能试验对各种条件下多参数对积污影响，因此，无法主动改进积污现象，只能被动监测。

关于各种因素对绝缘子积污过程的影响目前并无太多深入的研究。现有的研究方式主要有三种：第一种方法是通过测量实际输电线路上带电运行的绝缘子上的污秽数据，分析绝缘子的自然积污特性；第二种方法是通过搭建大型的人工积污试验室，使绝缘子快速积污得到试验数据进行分析；第三种方法是搭建大型的自然积污试验室，通过绝缘子的自然积污得到积污数据，同时利用配套设备收集积污室附近气候数据，从而得到所需数据，进行分析。

目前来看，这几种方式都存在一定的弊端。第一种方式，虽然因为采用的是实际运行中的带电绝缘子，使得所测得的数据可信度较高，缺点是无法控制所测绝缘子的型号、连接方式以及绝缘子所带的电压种类、电压等级，同时也无法控制绝缘子附近的污秽成分、污秽浓度，这些因素使得在研究某个因素对绝缘子积污特性的影响时，要选择适当的采样用绝缘子串来控制其他因素，控制效果也未必理想。同时，由于条件所限，这种方式获得的数据数量有限，给研究工作带来了一定的困难，研究周期也比较长。

相比于第一种方式，第二种方式的优点是可以控制各种目前已知的对绝缘子积污可能有影响的因素，如污秽浓度、环境温度、湿度、绝缘子型号、连接方式等，但是缺点也同样比较明显：首先，大部分试验室在搭建时都只准备了一种电源，多数都是交流人工积污试验室。研究不同电压种类对积污特性的影响时，需要对现有试验室进行改造。其次，由于是人工积污试验室，故而大多数时候使用的污秽都是人工配置的污秽颗粒，由此产生了一定的误差，试验数据只有参考价值。为了解决这个问题，部分研究人员采用先收集自然污秽颗粒，再使用自然污秽进行试验的方式。缺点是增大了工作量，延长试验周期，不能快速得到大量试验数据。最后，搭建污室时，大多数试验室搭建了风洞以使污秽颗粒在污室内均匀分布，整体成本很高。

第三种方法和第二种方法类似，已有的大部分自然积污站的规模都比较大，相关配套设施比较完善，配有各种型号的绝缘子以及功能完善的气象监测设备。缺点主要是多数都只配备了一种电源，不具备多电源输出。而且由于规模做的比较大，做成后移动困难，只能为其附近的区域提供绝缘子积污的参考数据。当需要多套设备，监测多地数据时，成本很高。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种单片绝缘子自然积污特性试验系统及其试验方法，综合目前研究不同因素对绝缘子积污特性影响的各种方式的优缺点，对系统提出了以下要求：首先，要具备多电源输出功能，以研究不同电压种类对绝缘子积污特性的影响；要具备更换绝缘子型号、绝缘子连接方式的功能，以研究绝缘子类型、连接方式对绝缘子积污特性的影响；设备的整体体积不能太大，各绝缘子附近的大气环境要近似相同；设备成本不要太高。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

本发明的一个方面，一种单片绝缘子自然积污特性试验系统包括提供电源的光伏储能模块、用于提供交流电压和直流电压的高压发生模块、用于测量环境参数的环境参数测量模块和绝缘子模块，所述光伏储能模块电连接所述高压发生模块和环境参数测量模块，所述环境参数测量模块包括风速传感器、温度传感器、湿度传感器、颗粒浓度传感器、存储器和用于处理风速、温度、湿度和颗粒浓度参数并存储到存储器的处理器，所述高压发生模块包括工频逆变器、连接所述工频逆变器的生成交流电压的第一升压变压器、连接所述工频逆变器的第二升压变压器和生成直流电压的整流模块，绝缘子模块包括固定底座和布置在所述固定底座的用于支撑绝缘子串的绝缘子架，所述绝缘子串的中间的绝缘子电连接所述高压发生模块。

优选地，所述光伏储能模块包括光伏板、光伏控制器和蓄电池，当光照充足时，所述光伏控制器控制所述光伏板对蓄电池充电且由光伏板输出电压；当光照不足时，所述光伏控制器将所述光伏板断开且由蓄电池输出电压。

优选地，所述光伏控制器包括光强传感器，当光强大于预定阈值，光伏控制器判定光照充足，当光强小于预定阈值，光伏控制器判定光照不足。

优选地，所述蓄电池设有剩余电量传感器，当剩余电量值小于预定范围，所述光伏控制器对蓄电池充电。

优选地，第一升压变压器输出的交流电压的有效值与所述整流模块输出的正负极性电压的幅值相同。

优选地，集成调压芯片和稳压芯片的所述处理器一端电连接所述光伏储能模块和另一端电连接风速传感器、温度传感器、湿度传感器、颗粒浓度传感器和存储器。

优选地，所述绝缘子架上等间距分布多个相同或不同型号的绝缘子串。

优选地，单片绝缘子自然积污特性试验系统设有多个绝缘子模块，每个绝缘子模块包括一个或多个绝缘子串，所述绝缘子串中的中间的单个绝缘子电连接单独的提供直流电压或交流电压的所述高压发生模块，所述绝缘子设有单独的测量其环境参数的环境参数测量模块。

本发明的另一个方面，一种利用所述的单片绝缘子自然积污特性试验系统的试验方法的步骤包括。

第一步骤中：设定一个或多个试验位置以及经过固定底座固定在所述试验位置上的绝缘子的类型及其电压类型和电压值。

第二步骤中：光伏储能模块提供电源到高压发生模块，高压发生模块提供所需的电压类型和电压值到所述绝缘子。

第三步骤中：所述环境参数测量模块测量风速、温度、湿度、颗粒浓度参数并存储到存储器，定期采集污秽数据。

优选地，在第三步骤中，处理器基于所述风速、温度、湿度、颗粒浓度参数和采集的污秽数据生成基于不同参数的曲线图。

本发明的系统将光伏储能系统与变压系统相结合，通过变压器输出预设电压等级的交、直流电压，给绝缘子架上悬挂的多串绝缘子供电。这套系统上悬挂的绝缘子均选用同一型号或不同型号，并且各绝缘子串之间距离不远，因而各绝缘子串附近大气环境可以视为相同。变压器输出交流、直流正负极性电压，可将不同电压加给不同绝缘子串，采集绝缘子串的污秽数据，即可分析在特定地点不同电场对绝缘子积污特性的影响，也可以将同种电压同时加给不同绝缘子串，研究其他因素对绝缘子积污特性的影响。整套设备结构简单，组件也不多，解决了搭建人工积污试验室的高额成本问题。而且，整套设备既可以放在室外做自然积污，也可以放在目前比较成熟的人工积污试验室内，为人工积污试验提供试验电源，部分情况下可以省去改造、重新搭建人工积污试验室的费用。另外，由于该套设备体积相对较小，对场地要求较低，因而便携性、适用性好，可以在不同地点搭建多套设备，对于各地点的绝缘设计也有一定的指导作用。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的单片绝缘子自然积污特性试验系统的结构示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的单片绝缘子自然积污特性试验系统的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的单片绝缘子自然积污特性试验系统的绝缘子模块的立体结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的使用单片绝缘子自然积污特性试验系统的试验方法的步骤示意图；

图5是根据本发明一个实施例的使用单片绝缘子自然积污特性试验系统的试验方法的流程示意图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

为了更好地理解，图1是根据本发明一个实施例的单片绝缘子自然积污特性试验系统的结构示意图，单片绝缘子自然积污特性试验系统包括提供电源的光伏储能模块1、用于提供交流电压和直流电压的高压发生模块2、用于测量环境参数的环境参数测量模块3和绝缘子模块4，所述光伏储能模块1电连接所述高压发生模块2和环境参数测量模块3，所述环境参数测量模块3包括风速传感器5、温度传感器6、湿度传感器7、颗粒浓度传感器8、存储器9和用于处理风速、温度、湿度和颗粒浓度参数并存储到存储器9的处理器10，所述高压发生模块2包括工频逆变器11、连接所述工频逆变器11的生成交流电压的第一升压变压器12、连接所述工频逆变器11的第二升压变压器22和生成直流电压的整流模块13，绝缘子模块4包括固定底座14和布置在所述固定底座14的用于支撑绝缘子串的绝缘子架15，所述绝缘子串的中间的绝缘子16电连接所述高压发生模块2。

光伏储能模块1的主要功能是提供系统所需的电源。高压发生模块2的输入电压由光伏储能模块1提供，输入电压通过工频逆变器11与第一升压变压器12后输出所需电压等级的交流电压。输入电压通过工频逆变器11与另一变比的第二升压变压器12升压后整流得到所需电压等级的直流正负极性电压。高压发生模块2输出的交流电压的有效值与直流正负极性电压的幅值相同。环境参数测量模块3的主要功能是由处理器10控制各传感器测量绝缘子附近的环境温、湿度，风速以及污秽颗粒的浓度、粒径等环境参数，并将环境参数储存在存储器9中。由光伏储能模块1提供该模块所需的电源，进一步地，在处理器10上集成调压芯片和稳压芯片，为测量传感器和存储器9提供所需的电压。绝缘子架15的大小和结构根据试验要求确定，不同的绝缘子16型号和绝缘子连接方式应选用不同的绝缘子架15。

图3是根据本发明一个实施例的单片绝缘子自然积污特性试验系统的绝缘子模块的立体结构示意图，为了固定绝缘子架15和绝缘子16，应安装固定底座14，并用绝缘子架15将绝缘子16与固定底座14固定牢固。例如，绝缘子架15上悬挂四串绝缘子，绝缘子16分别接高压发生模块2输出的交流电压、正负极性直流电压以及不接电，也可以根据试验需要，连接不同电压等级的同种类型电压。根据试验需要选择绝缘子，每串悬挂三片绝缘子，只有中间一片绝缘子16带电，测量时也只测量该片绝缘子16的污秽数据。

图2是根据本发明另一个实施例的单片绝缘子自然积污特性试验系统的结构示意图，所述光伏储能模块1包括光伏板17、光伏控制器18和蓄电池19，当光照充足时，所述光伏控制器18控制所述光伏板17对蓄电池19充电且由光伏板17输出电压；当光照不足时，所述光伏控制器18将所述光伏板17断开且由蓄电池19输出电压。

光伏储能模块1将太阳能转化为电能，白天光照充足时，使用光伏板17为系统供电并给蓄电池19充电，夜晚采用蓄电池19为系统供电。光伏储能模块1的一部分输出提供给环境参数测量模块3，通过环境参数测量模块3内部的电压转换模块转换为传感器所需电压，为环境参数的测量以及数据存储器9提供必需的电源。环境参数测量模块3将自动定期测量绝缘子附件大气的各项参数，并将测量结果保存在数据存储器9中。光伏储能模块1的另一部分输出提供给高压发生模块2，高压发生模块2产生试验所需的交流高压和直流正负极性高压。将高压发生模块2产生的高压加给绝缘子架15上悬挂的绝缘子16，为了保障设备的安全，绝缘子架15应与固定底座14紧密固定，如果设备安装在人口稠密的地区，为了防止触电事故的发生，底座应具备足够的高度，设备外围应做好隔离工作并悬挂警示标语。该系统可用于研究不同电压种类、不同绝缘子类型、不同污秽成分、不同污染浓度、不同风速等因素对绝缘子积污特性的影响，同时，该系统既可用于自然积污试验，也可以在人工积污试验室内进行人工积污试验。在成本允许的前提下，可以考虑在不同地点放置多套设备进行试验。3.根据权利要求2所述的单片绝缘子自然积污特性试验系统，其特征在于：所述光伏控制器18包括光强传感器20，当光强大于预定阈值，光伏控制器18判定光照充足，当光强小于预定阈值，光伏控制器18判定光照不足。

在一个实施例中，所述蓄电池19设有剩余电量传感器21，当剩余电量值小于预定范围，所述光伏控制器18对蓄电池19充电。

在一个实施例中，第一升压变压器12输出的交流电压的有效值与所述整流模块13输出的正负极性电压的幅值相同。

在一个实施例中，集成调压芯片和稳压芯片的所述处理器10一端电连接所述光伏储能模块1和另一端电连接风速传感器5、温度传感器6、湿度传感器7、颗粒浓度传感器8和存储器9。

在一个实施例中，所述绝缘子架15上等间距分布多个相同或不同型号的绝缘子串。

在一个实施例中，单片绝缘子自然积污特性试验系统设有多个绝缘子模块4，每个绝缘子模块4包括一个或多个绝缘子串，所述绝缘子串中的中间的单个绝缘子16电连接单独的提供直流电压或交流电压的所述高压发生模块2，所述绝缘子16设有单独的测量其环境参数的环境参数测量模块3。在一个实施例中，多个所述紫外线发生装置2经由卡座均匀分布在所述筒壁的内表面，所述紫外线发生装置2包括紫外线灯、紫外线灯镇流器以及连接线路。

在一个实施例中，处理器10可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC，现场可编程门阵列FPGA、模拟电路、数字电路及其组合。存储器9可以是易失性存储器或非易失性存储器。存储器9可以包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器、电子可擦除可编程只读存储器EEPROM或其它类型的存储器。

在一个实施例中，处理器10包括测量污秽数据的质量传感器或体积传感器。

图4为本发明的一个实施例的利用所述的单片绝缘子自然积污特性试验系统的试验方法的步骤示意图。

如图4所示，一种利用所述的单片绝缘子自然积污特性试验系统的试验方法的步骤包括：

第一步骤S1中：设定一个或多个试验位置以及经过固定底座14固定在所述试验位置上的绝缘子16的类型及其电压类型和电压值。

第二步骤S2中：光伏储能模块1提供电源到高压发生模块2，高压发生模块2提供所需的电压类型和电压值到所述绝缘子16。

第三步骤S3中：所述环境参数测量模块3测量风速、温度、湿度、颗粒浓度参数并存储到存储器9，定期采集污秽数据。

在一个实施例中，在第三步骤S3中，处理器10基于所述风速、温度、湿度、颗粒浓度参数和采集的污秽数据生成基于不同参数的曲线图。

为了进一步理解本发明，图5是根据本发明一个实施例的使用单片绝缘子自然积污特性试验系统的试验方法的流程示意图，如图5所示，使用该系统进行试验时，首先应明确试验目的。根据试验目的，确定合适的试验地点。由于该系统体积较小，可以在多个地点放置多套系统。安装好系统后，即可开始积污试验。在积累一定时间污秽后，即可收集绝缘子积累的污秽，测量数据并进行分析。

若将该系统与现有人工积污试验室结合做人工积污试验，一般将试验绝缘子安装在积污试验室的绝缘子架上，仍然采用试验系统为绝缘子提供电压。既可以使用积污试验室内的相关传感器监测试验区域内的环境参数，也可以使用系统的环境参数测量模块监测试验区域内的环境参数。要注意试验系统与积污试验室各器件间的绝缘问题。

若利用该系统做自然积污试验，首先应选择合适的试验地点，要格外注意安全问题，一方面保障设备的安全运行，另一方面防止无关人员接触设备，造成触电事故。要安排专人看护设备，做好巡查工作。

若使用该系统研究不同电压种类对绝缘子积污特性的影响，绝缘子应采用同一型号，每串绝缘子都只有中间一片带电，各串绝缘子所带电压种类应不同。可在同一区域内，放置多套设备进行试验。依据当地污染程度，选择合适的采样间隔，注意每次采样只采集绝缘子串中间一片绝缘子的污秽数据。采样时注意保存积污时间段内环境参数测量模块记录的环境参数。

若使用该系统研究不同绝缘子型号对绝缘子积污特性的影响，各串绝缘子选用不同型号，每串绝缘子都只有中间一片带电，各串绝缘子所带电压种类应相同。可在同一区域内，放置多套设备进行试验，此时也可以每套设备均使用同一种型号绝缘子，而不同设备间绝缘子型号不同，在同一区域内根据绝缘子型号放置多套设备。依据当地污染程度，选择合适的采样间隔，注意每次采样只采集绝缘子串中间一片绝缘子的污秽数据。

当研究环境因素对绝缘子积污特性的影响时，由于自然积污试验的污秽成分、颗粒物浓度、颗粒物粒径、风速等环境参数很难控制，因而建议在人工积污试验室内进行试验。

若使用该系统研究不同污秽浓度对绝缘子积污特性的影响，绝缘子采用同一型号，电压种类、电压等级相同。人工积污试验时，可在试验区域内，放置多套设备进行试验。做多组试验，每组试验改变环境中的污秽浓度，控制风速、污秽成分不变。

若使用该设备研究不同污秽成分对绝缘子积污特性的影响，绝缘子采用同一型号，电压种类、电压等级相同。人工积污试验时，可在试验区域内，放置多套设备进行试验。做多组试验，每组试验改变环境中的污秽颗粒组成，控制风速、污秽浓度不变。

若使用该设备研究不同风速对绝缘子积污特性的影响，绝缘子采用同一型号，电压种类、电压等级相同。人工积污试验时，可在试验区域内，放置多套设备进行试验。做多组试验，每组试验改变环境中的风速，控制污秽浓度、污秽成分不变。

该系统的优点主要有以下几点：

首先，自然积污情况下，由于各绝缘子串之间的距离不大，采用合适的绝缘子架，可以避免绝缘子串之间的遮挡作用，故而可以将各绝缘子串周围的大气环境视作相同。

其次，由于高压发生模块的输出电压多样，可以根据试验需求，选用合适的电压种类，无论是研究不同电压种类对绝缘子积污特性的影响还是研究不同电压等级对绝缘子积污特性的影响都可以使用；选用不同型号的绝缘子架和绝缘子，也可以研究不同绝缘子类型、绝缘子连接方式对积污特性的影响；选择不同的放置地点，则可以研究不同污秽成分、污秽浓度等因素对积污特性的影响，因此，该系统可用于研究多种因素对绝缘子积污特性的影响。

而且，该系统体积相对较小，对试验场地的要求相对较低，适用性好，相对于大型自然积污站，可选择的试验场地较多。

最后，该系统整体成本不高，即使是使用多套设备，成本相对大型的积污试验室也有优势。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (6)

1.一种单片绝缘子自然积污特性试验系统，其包括提供电源的光伏储能模块（1）、用于提供交流电压和直流电压的高压发生模块（2）、用于测量环境参数的环境参数测量模块（3）和绝缘子模块（4），其特征在于：所述光伏储能模块（1）电连接所述高压发生模块（2）和环境参数测量模块（3），所述环境参数测量模块（3）包括风速传感器（5）、温度传感器（6）、湿度传感器（7）、颗粒浓度传感器（8）、存储器（9）和用于处理风速、温度、湿度和颗粒浓度参数并存储到存储器（9）的处理器（10），所述高压发生模块（2）包括工频逆变器（11）、连接所述工频逆变器（11）的生成交流电压的第一升压变压器（12）、连接所述工频逆变器（11）的第二升压变压器（22）和生成直流电压的整流模块（13），绝缘子模块（4）包括固定底座（14）和布置在所述固定底座（14）的用于支撑绝缘子串的绝缘子架（15），所述绝缘子串的中间的绝缘子（16）电连接所述高压发生模块（2），第一升压变压器（12）输出的交流电压的有效值与所述整流模块（13）输出的正负极性电压的幅值相同，处理器（10）包括测量污秽数据的质量传感器或体积传感器，所述绝缘子架（15）上等间距分布多个相同或不同型号的绝缘子串，所述绝缘子架（15）与固定底座（14）紧密固定；

其中，

所述光伏储能模块（1）包括光伏板（17）、光伏控制器（18）和蓄电池（19），当光照充足时，所述光伏控制器（18）控制所述光伏板（17）对蓄电池（19）充电且由光伏板（17）输出电压；当光照不足时，所述光伏控制器（18）将所述光伏板（17）断开且由蓄电池（19）输出电压；

所述光伏控制器（18）包括光强传感器（20），当光强大于预定阈值，光伏控制器（18）判定光照充足，当光强小于预定阈值，光伏控制器（18）判定光照不足。

2.根据权利要求1所述的单片绝缘子自然积污特性试验系统，其特征在于：所述蓄电池（19）设有剩余电量传感器（21），当剩余电量值小于预定范围，所述光伏控制器（18）对蓄电池（19）充电。

3.根据权利要求1所述的单片绝缘子自然积污特性试验系统，其特征在于：集成调压芯片和稳压芯片的所述处理器（10）一端电连接所述光伏储能模块（1）和另一端电连接风速传感器（5）、温度传感器（6）、湿度传感器（7）、颗粒浓度传感器（8）和存储器（9）。

4.根据权利要求1所述的单片绝缘子自然积污特性试验系统，其特征在于：单片绝缘子自然积污特性试验系统设有多个绝缘子模块（4），每个绝缘子模块（4）包括一个或多个绝缘子串，所述绝缘子串中的中间的单个绝缘子（16）电连接单独的提供直流电压或交流电压的所述高压发生模块（2），所述绝缘子（16）设有单独的测量其环境参数的环境参数测量模块（3）。

5.一种利用权利要求1-4中任一项所述的单片绝缘子自然积污特性试验系统的试验方法，其步骤包括：

第一步骤（S1）中：设定一个或多个试验位置以及经过固定底座（14）固定在所述试验位置上的绝缘子（16）的类型及其电压类型和电压值；

第二步骤（S2）中：光伏储能模块（1）提供电源到高压发生模块（2），高压发生模块（2）提供所需的电压类型和电压值到所述绝缘子（16）；

第三步骤（S3）中：所述环境参数测量模块（3）测量风速、温度、湿度、颗粒浓度参数并存储到存储器（9），定期采集污秽数据。

6.根据权利要求5所述的试验方法，其特征在于：在第三步骤（S3）中，处理器（10）基于所述风速、温度、湿度、颗粒浓度参数和采集的污秽数据生成基于不同参数的曲线图。