CN110261750A - 输电线路绝缘子串的污闪监测装置及方法 - Google Patents

输电线路绝缘子串的污闪监测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种输电线路绝缘子串的污闪监测装置及方法，包括：主控芯片、卫星探测载荷、星载物联网模块、湿度监测仪、后台监测平台、移动终端及电流监测组件，卫星探测载荷通过星载物联网模块与主控芯片通讯连接，卫星探测载荷通过主控芯片控制电流检测组件的启停，湿度监测仪与主控芯片通讯连接；电流监测组件与主控芯片中的电流判断单元通讯连接，电流监测组件中设有电池，后台监测平台与主控芯片中的无线传输单元通讯连接，移动终端与后台监测平台通讯连接。本申请中，用卫星探测载荷监测结果实现对电流监测组件的定量启动，有效节省其用电量。工作人员通过移动终端实时获取到相应的监测结果，保证绝缘子串在出现问题后及时的进行检修。

Description

输电线路绝缘子串的污闪监测装置及方法
技术领域
本申请涉及电网电力污秽防护技术领域，尤其涉及一种输电线路绝缘子串的污闪监测装置及方法。
背景技术
高压线路停电会严重影响工业生产和人民生活，输电线路绝缘子串污闪则是造成高压线路停电重要原因之一。绝缘子串污闪是指由于大气污染物在绝缘子表面积累到一定程度，在潮湿的条件下，绝缘子表面绝缘强度下降，使得泄漏电流增加，当绝缘子表面泄漏电流达到一定值后，即出现闪络现象，绝缘子串闪络后直接导致高压线路供电中断。因此，防污秽闪络是输电线路运维的研究重点。
目前，对输电线路绝缘子串通常采用在线监测装置测量法。在线监测装置测量的方式有两种，一种是监测装置实时测量通过绝缘子串的泄漏电流，折算出电导率，再折算出污秽度，从而掌握输电线路的污秽积累情况。另一种是通过光谱法测量不同状况下的污秽物反射率，建立污秽度与反射率的关系，从而折算出污秽度，掌握输电线路的污秽积累情况。
上述在线装置测量过程中，因输电线路遍布高山峻岭，使得杆塔上的在线监测装置供电困难，杆塔上的在线监测装置持续监测绝缘子串的泄漏电流，耗电较大。并且数据获取的周期长，致使监测结果较为漫长，进而使得工作人员对输电线路绝缘子串无法进行及时有效的监测。
发明内容
本申请提供了一种输电线路绝缘子串的污闪监测装置及方法，以解决现有技术中在线监测装置能耗较大，并且无法及时有效的检测输电线路绝缘子串的技术问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
第一方面，本申请实施例公开了一种输电线路绝缘子串的污闪监测装置，包括：主控芯片、卫星探测载荷、星载物联网模块、湿度监测仪、后台监测平台、移动终端以及电流监测组件，其中：
所述卫星探测载荷通过所述星载物联网模块与所述主控芯片通讯连接，所述卫星探测载荷通过所述主控芯片控制所述电流监测组件的启停，所述湿度监测仪与所述主控芯片通讯连接；
所述主控芯片包括电流判断单元以及无线传输单元，所述电流监测组件与所述电流判断单元通讯连接，所述电流监测组件中设有电池，所述后台监测平台与所述无线传输单元通讯连接，所述移动终端与所述后台监测平台通讯连接。
可选地，在上述输电线路绝缘子串的污闪监测装置中，所述移动终端通过GPRS网络与所述主控芯片通讯连接。
可选地，在上述输电线路绝缘子串的污闪监测装置中，电流监测组件包括相互连接的钳形电流表和泄漏电流监测器，所述钳形电流表固定于杆塔，所述泄漏电流监测器与所述电流判断单元通讯连接。
可选地，在上述输电线路绝缘子串的污闪监测装置中，还包括：温度监测仪，所述温度监测仪与所述主控芯片通讯连接。
第二方面，本申请实施例公开了一种输电线路绝缘子串的污闪监测方法，利用上述输电线路绝缘子串的污闪监测装置，所述方法包括以下步骤：
卫星探测载荷遥感探测电网大范围的空中污染物，且主控芯片通过湿度检测仪获取空气湿度值；
所述卫星探测载荷判断所述空中污染物是否超过预设警戒值，若超过，则通过星载物联网模块将污染物启动信号传输至主控芯片；
根据所述污染物启动信号，电流监测组件采集绝缘子串的泄漏电流值，并将所述泄漏电流值传输至所述主控芯片上的电流判断单元；
根据所述泄漏电流值，所述电流判断单元进行阈值判断，划分预警等级；
所述主控芯片上的无线传输单元将所述预警等级、所述泄漏电流值以及所述湿度值传输至后台监测平台；
所述后台监测平台记录所述预警等级、所述泄漏电流值以及所述湿度值，且当所述预警等级达到预警条件时，将所述预警等级推送至移动终端。
可选地，在上述输电线路绝缘子串的污闪监测方法中，所述卫星探测载荷判断所述空中污染物是否超过预设警戒值，若超过，则通过星载物联网模块将污染物启动信号传输至主控芯片，包括：
判断PM2.5是否大于250μg/m3，PM10是否大于400μg/m3，NO2是否大于240μg/m3，SO2是否超过700μg/m3；
若所述PM2.5、PM10、NO2以及SO2中的任意一项大于相对应的警戒值，则所述卫星探测载荷产生污染物启动信号；
所述卫星探测载荷通过所述星载物联网模块将所述污染物启动信号传输至所述主控芯片。
可选地，在上述输电线路绝缘子串的污闪监测方法中，所述方法还包括：
根据所述空气湿度值，所述主控芯片判断大气相对湿度是否大于80％；
若是，则所述主控芯片产生湿度启动信号；
根据所述湿度启动信号，所述电流监测组件采集绝缘子串的泄漏电流值。
可选地，在上述输电线路绝缘子串的污闪监测方法中，所述方法还包括：
所述移动终端产生主动启动信号，并将所述主动启动信号传输至所述主控芯片；
根据所述主动启动信号，所述电流监测组件采集绝缘子串的泄漏电流值。
可选地，在上述输电线路绝缘子串的污闪监测方法中，所述根据所述泄漏电流值，所述电流判断单元进行阈值判断，划分预警等级，包括：
当所述泄漏电流值大于150mA时，划分为一级预警；
当所述泄漏电流值大于100mA，且小于150mA时，为二级预警；
当所述泄漏电流值大于50mA，且小于100mA时，为三级预警；
当所述泄漏电流值小于50mA时，不预警。
可选地，在上述输电线路绝缘子串的污闪监测方法中，所述当所述预警等级达到预警条件时，将所述预警等级推送至移动终端，包括：当所述预警等级为一级预警、二级预警或者三级预警时，将相对应的预警等级推送至移动终端。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请提供了一种输电线路绝缘子串的污闪监测装置及方法，所述装置包括：主控芯片、卫星探测载荷、星载物联网模块、湿度监测仪、后台监测平台、移动终端以及电流监测组件，其中：卫星探测载荷通过星载物联网模块与主控芯片通讯连接，湿度监测仪与主控芯片通讯连接；主控芯片包括电流判断单元以及无线传输单元，电流监测组件与电流判断单元通讯连接，后台监测平台与无线传输单元通讯连接，移动终端与后台监测平台通讯连接。在污闪监测过程中，卫星探测载荷遥感探测电网大范围的空中污染物，并判断测得的空中污染物是否超过预设一定的警戒值，若超过，则产生污染物启动信号，通过星载物联网模块将该污染物启动信号传输至主控芯片，与此同时，主控芯片还能够通过湿度监测仪获取空气湿度值。主控芯片在接收到污染物启动信号后，立即启动电流监测组件进行采集绝缘子串的泄漏电流值，电流监测组件将采集到泄漏电流值传输至主控芯片上的电流判断单元。电流判断单元将该泄漏电流值进行阈值判断，划分出预警等级。主控芯片上的无线传输单元将预警等级、泄漏电流值以及湿度值传输至后台监测平台，后台监测平台做相应的记录，且当预警等级达到预警条件时，将预警等级推送至移动终端，方便工作人员采取相应措施，防止输电线路绝缘子串污闪事件发生。本申请中，电流监测组件自身携带电源，平时为待机状态，通过星地联合的方式，能够用卫星探测载荷监测的大面积空中污染物的监测结果实现对电流监测组件的定量启动，有效节省电流监测组件的用电量，为长时间的山区野外监测提供了基础条件。另外，本申请中通过卫星探测载荷，结合杆塔上泄漏电流值的结果，实现天基-地基数据融合的大气污染物监测，能够进行大面积、持续性的电网污染物监测，工作人员能够通过移动终端实时获取到相应的监测结果，进而能够及时有效监测输电线路绝缘子串，保证绝缘子串在出现问题后及时的进行检修。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。
图1为本发明实施例提供的一种输电线路绝缘子串的污闪监测装置的基本结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种输电线路绝缘子串的污闪监测方法的流程示意图；
附图标记说明：1、主控芯片；11、电流判断单元；12、无线传输单元；2、卫星探测载荷；3、星载物联网模块；4、湿度监测仪；5、后台监测平台；6、移动终端；7、电流监测组件；71、钳形电流表；72、泄漏电流监测器；8、GPRS网络；9、温度监测仪；010、杆塔；011、绝缘子串；012、输电线路。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
参见图1，为本发明实施例提供的一种输电线路绝缘子串的污闪监测装置的基本结构示意图。结合图1，本申请中污闪监测装置包括：主控芯片1、卫星探测载荷2、星载物联网模块3、湿度监测仪4、后台监测平台5、移动终端6以及电流监测组件7。其中：卫星探测载荷2通过星载物联网模块3与主控芯片1通讯连接，卫星探测载荷2通过主控芯片1控制电流监测组件7的启停，湿度监测仪4与主控芯片1通讯连接。主控芯片1包括电流判断单元11以及无线传输单元12，电流监测组件7与电流判断单元11通讯连接，后台监测平台5与无线传输单元12通讯连接，移动终端6与后台监测平台5通讯连接。其中，无线传输单元12是一种物联网无线数据终端，利用公用运营商网络GPRS网络提供无线长距离数据传输功能。电流监测组件7中设有电池，还包括相互连接的钳形电流表71和泄漏电流监测器72，钳形电流表71固定于杆塔010，泄漏电流监测器72与所述电流判断单元11通讯连接。
在污闪监测过程中，卫星探测载荷2遥感探测电网大范围的空中污染物，并判断测得的空中污染物是否超过预设一定的警戒值，若超过，则产生污染物启动信号，通过星载物联网模块3将该污染物启动信号传输至主控芯片1，与此同时，主控芯片1还能够通过湿度监测仪4获取空气湿度值。主控芯片1在接收到污染物启动信号后，立即启动电流监测组件7进行采集绝缘子串011的泄漏电流值，电流监测组件7将采集到泄漏电流值传输至主控芯片1上的电流判断单元11。电流判断单元11将该泄漏电流值进行阈值判断，划分出预警等级。主控芯片1上的无线传输单元12将预警等级、泄漏电流值以及湿度值传输至后台监测平台5，后台监测平台5做相应的记录，且当预警等级达到预警条件时，将预警等级推送至移动终端6。
本申请中，电流监测组件7自身携带电源，平时为待机状态，通过星地联合的方式，能够用卫星探测载荷2监测的大面积空中污染物的监测结果实现对电流监测组件7的定量启动，有效节省电流监测组件7的用电量，为长时间的山区野外监测提供了基础条件。另外，本申请中通过卫星探测载荷2，结合杆塔上泄漏电流值的结果，实现天基-地基数据融合的大气污染物监测，能够进行大面积、持续性的电网污染物监测，工作人员能够通过移动终端6实时获取到相应的监测结果，进而能够及时有效监测输电线路012中的绝缘子串011，方便工作人员采取相应措施，保证绝缘子串在出现问题后及时的进行检修，防止输电线路绝缘子串污闪事件发生。
进一步，移动终端6通过GPRS网络8与主控芯片1通讯连接。移动终端6可以为手机、笔记本或者平板电脑等等，本申请中也可以通过移动终端6产生主动启动信号，并传输至主控芯片1，进而控制电流监测组件7采集绝缘子串的泄漏电流值。本发明可以通过星地联合的方式，用卫星探测载荷2监测的大面积污秽物监测结果实现电流监测组件7的定量启动，也可以用移动终端6实现定期启动，可以是1个月，也可以是1个季度等等。
另外，本申请还包括：与主控芯片1通讯连接的温度监测仪9，温度监测仪9测得的温度值能够用来进行泄漏电流值对应电导率的温度修正。
与上述装置相对应的，本发明实施例还提供了一种输电线路绝缘子串的污闪监测方法，参见图2，为本发明实施例提供的一种输电线路绝缘子串的污闪监测方法的流程示意图。结合图2，该方法包括以下步骤：
步骤S110：卫星探测载荷遥感探测电网大范围的空中污染物，且主控芯片通过湿度检测仪获取空气湿度值；
步骤S120：所述卫星探测载荷判断所述空中污染物是否超过预设警戒值，若超过，则通过星载物联网模块将污染物启动信号传输至主控芯片；
步骤S130：根据所述污染物启动信号，电流监测组件采集绝缘子串的泄漏电流值，并将所述泄漏电流值传输至所述主控芯片上的电流判断单元；
步骤S140：根据所述泄漏电流值，所述电流判断单元进行阈值判断，划分预警等级；
步骤S150：所述主控芯片上的无线传输单元将所述预警等级、所述泄漏电流值以及所述湿度值传输至后台监测平台；
步骤S160：所述后台监测平台记录所述预警等级、所述泄漏电流值以及所述湿度值，且当所述预警等级达到预警条件时，将所述预警等级推送至移动终端。
为了进一步优化上述技术方案，所述卫星探测载荷判断所述空中污染物是否超过预设警戒值，若超过，则通过星载物联网模块将污染物启动信号传输至主控芯片，包括：判断PM2.5是否大于250μg/m3，PM10是否大于400μg/m3，NO2是否大于240μg/m3，SO2是否超过700μg/m3；若PM2.5、PM10、NO2以及SO2中的任意一项大于相对应的警戒值，则卫星探测载荷产生污染物启动信号；卫星探测载荷通过星载物联网模块将污染物启动信号传输至所述主控芯片。
由于大气相对湿度对绝缘子串泄漏电流值的影响很大，故本申请中该方法还包括：根据空气湿度值，主控芯片判断大气相对湿度是否大于80％；若是，则主控芯片产生湿度启动信号；根据湿度启动信号，电流监测组件采集绝缘子串的泄漏电流值。
本发明实施例提供的输电线路绝缘子串的污闪监测方法还包括：移动终端产生主动启动信号，并将主动启动信号传输至主控芯片；根据主动启动信号，电流监测组件采集绝缘子串的泄漏电流值。工作人员可通过移动终端实现对电流监测组件的定期启动。
进一步，当泄漏电流值超过200mA时，高压线路就会跳闸停电，所以，本申请中，根据泄漏电流值，电流判断单元进行阈值判断，划分预警等级，包括：当泄漏电流值大于150mA时，划分为一级预警；当泄漏电流值大于100mA，且小于150mA时，为二级预警；当泄漏电流值大于50mA，且小于100mA时，为三级预警；当泄漏电流值小于50mA时，不预警。当预警等级为一、二或三等级时，也就是是泄漏电流值大于50mA时，后台监测平台均需将相对应的预警等级推送至移动终端，工作人员能够根据不同的预警等级，采取不同的应对措施。
由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。
需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种输电线路绝缘子串的污闪监测装置，其特征在于，包括：主控芯片(1)、卫星探测载荷(2)、星载物联网模块(3)、湿度监测仪(4)、后台监测平台(5)、移动终端(6)以及电流监测组件(7)，其中：
所述卫星探测载荷(2)通过所述星载物联网模块(3)与所述主控芯片(1)通讯连接，所述卫星探测载荷(2)通过所述主控芯片(1)控制所述电流监测组件(7)的启停，所述湿度监测仪(4)与所述主控芯片(1)通讯连接；
所述主控芯片(1)包括电流判断单元(11)以及无线传输单元(12)，所述电流监测组件(7)与所述电流判断单元(11)通讯连接，所述电流监测组件(7)中设有电池，所述后台监测平台(5)与所述无线传输单元(12)通讯连接，所述移动终端(6)与所述后台监测平台(5)通讯连接。
2.根据权利要求1所述的输电线路绝缘子串的污闪监测装置，其特征在于，所述移动终端(6)通过GPRS网络(8)与所述主控芯片(1)通讯连接。
3.根据权利要求1所述的输电线路绝缘子串的污闪监测装置，其特征在于，电流监测组件(7)包括相互连接的钳形电流表(71)和泄漏电流监测器(72)，所述钳形电流表(71)固定于杆塔(010)，所述泄漏电流监测器(72)与所述电流判断单元(11)通讯连接。
4.根据权利要求1所述的输电线路绝缘子串的污闪监测装置，其特征在于，还包括：温度监测仪(9)，所述温度监测仪(9)与所述主控芯片(1)通讯连接。
5.一种输电线路绝缘子串的污闪监测方法，其特征在于，利用权利要求1至4任一所述的输电线路绝缘子串的污闪监测装置，所述方法包括以下步骤：
卫星探测载荷遥感探测电网大范围的空中污染物，且主控芯片通过湿度检测仪获取空气湿度值；
所述卫星探测载荷判断所述空中污染物是否超过预设警戒值，若超过，则通过星载物联网模块将污染物启动信号传输至主控芯片；
根据所述污染物启动信号，电流监测组件采集绝缘子串的泄漏电流值，并将所述泄漏电流值传输至所述主控芯片上的电流判断单元；
根据所述泄漏电流值，所述电流判断单元进行阈值判断，划分预警等级；
所述主控芯片上的无线传输单元将所述预警等级、所述泄漏电流值以及所述湿度值传输至后台监测平台；
所述后台监测平台记录所述预警等级、所述泄漏电流值以及所述湿度值，且当所述预警等级达到预警条件时，将所述预警等级推送至移动终端。
6.根据权利要求5所述的输电线路绝缘子串的污闪监测方法，其特征在于，所述卫星探测载荷判断所述空中污染物是否超过预设警戒值，若超过，则通过星载物联网模块将污染物启动信号传输至主控芯片，包括：
判断PM2.5是否大于250μg/m3，PM10是否大于400μg/m3，NO2是否大于240μg/m3，SO2是否超过700μg/m3；
若所述PM2.5、PM10、NO2以及SO2中的任意一项大于相对应的警戒值，则所述卫星探测载荷产生污染物启动信号；
所述卫星探测载荷通过所述星载物联网模块将所述污染物启动信号传输至所述主控芯片。
7.根据权利要求5所述的输电线路绝缘子串的污闪监测方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述空气湿度值，所述主控芯片判断大气相对湿度是否大于80％；
若是，则所述主控芯片产生湿度启动信号；
根据所述湿度启动信号，所述电流监测组件采集绝缘子串的泄漏电流值。
8.根据权利要求5所述的输电线路绝缘子串的污闪监测方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述移动终端产生主动启动信号，并将所述主动启动信号传输至所述主控芯片；
根据所述主动启动信号，所述电流监测组件采集绝缘子串的泄漏电流值。
9.根据权利要求5所述的输电线路绝缘子串的污闪监测方法，其特征在于，所述根据所述泄漏电流值，所述电流判断单元进行阈值判断，划分预警等级，包括：
当所述泄漏电流值大于150mA时，划分为一级预警；
当所述泄漏电流值大于100mA，且小于150mA时，为二级预警；
当所述泄漏电流值大于50mA，且小于100mA时，为三级预警；
当所述泄漏电流值小于50mA时，不预警。
10.根据权利要求9所述的输电线路绝缘子串的污闪监测方法，其特征在于，所述当所述预警等级达到预警条件时，将所述预警等级推送至移动终端，包括：当所述预警等级为一级预警、二级预警或者三级预警时，将相对应的预警等级推送至移动终端。
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