CN111541307A - 输电线路绝缘子防污闪方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种输电线路绝缘子防污闪方法，利用防污闪在线监测装置在线监测输电线路绝缘子污秽状况，根据在线监测装置的监测采取多形式预防污闪措施。本发明采用防污闪在线监测装置在线监测输电线路绝缘子污秽状况，并采用多形式预防污闪措施来减少污闪情况的发生。该防污闪在线监测装置具有以下特点：采用远距离无线传输技术，人员无需开展夜间防污闪巡视，提高了工作效率、降低劳动强度。采用紫外线成像反映绝缘子的污秽程度，直观准确。能够对绝缘子污闪发展全过程进行实时跟踪，对温度、湿度、污闪各阶段紫外成像进行实时分析，确保能在最合适的时候开展绝缘子清扫工作。

Description

输电线路绝缘子防污闪方法
技术领域
本发明涉及一种输电线路绝缘子防污闪方法，属于输电线路运维技术领域。
背景技术
由于配电网结构复杂、覆盖面广，当输电线路经过工业区、居民生活区等容易遭受污染的区域时，绝缘子会遭受污染，形成污秽层。污秽层干燥时，其电阻很大，不会对输电设备构成威胁。然而当遇到潮湿气候、迷雾天气，被湿润后的污秽层的绝缘强度大大降低，可能发生污闪事故，造成大面积停电，污闪事故对输电线路的安全运行构成严重威胁。
当绝缘子本身被击穿或介质表面发生闪络时，绝缘子的绝缘功能将会丧失。大多数绝缘子由电瓷、玻璃等硅酸盐材料制成，当沿着其表面发生放电或者闪络时，一般不会导致绝缘子的永久性损坏。大量实验表明：沿固体介质表面的闪络电压不但比其本身的击穿电压低得多，也比极间距离相同的纯气隙的击穿电压低不少。由此可知，绝缘装置的实际耐压能力主要取决于固体介质部分的沿面闪络电压，而非取决于其击穿电压。
污闪的形成机理：绝缘子表面的污秽层在干燥状态下一般不会导电，而在大风大雨的天气下将会被冲刷干净。然而在毛毛雨、雾、露等天气下，污秽层被水分湿润，电导增大，工作电流下的泄漏电流增大。电流产生的焦耳热不但令污秽层电导增大，而且使水分蒸发、污秽层变干，从而减小其电导。例如悬式绝缘子铁脚和铁帽附近的污秽层中电流密度较大，污秽层烘干得较快，先出现干区或干带。干区的电阻比其余污秽层的大很多(甚至会相差几个数量级)，因此绝缘子的电压几乎都集中在干区上，干区的宽度一般不大，所以场强很大。若场强增大到使表面空气电离，在铁脚和铁帽附近发生电晕放电和辉光放电，由于泄漏电流较大，电晕或辉光放电容易转变成电弧，此时的电弧将只存在于绝缘子的局部表面，因而称之为局部电弧。随后弧足周围的湿污秽层很快被烘干，致使干区被扩大，电弧被拉长，如果此时电压不足以维持电弧的燃烧，电弧将会熄灭。交流电流每周期两次过零，促使电弧呈现“延伸一收缩”或“熄灭一重燃”的交替变化。一圈干带意味着存在多条并联的放电路径，当一条电弧因拉长而熄灭时，又会在另一条距离较短的旁路上出现。
当雾、露天气时，污秽层的湿润度不断增大，泄漏电流也因此增大，在一定电压下能维持的局部电弧长度不断增长，绝缘子表面上这种局部电弧不断延伸发展的现象称为爬电。当局部电弧达到某一临界长度，弧道温度很高，弧道的进一步伸长不再需要更高的电压，而是自动延伸直至贯通两极，完成沿面闪络。
因此，如何监测输电线路绝缘子污秽情况，及时预防污闪的产生，保障电力系统的安全运行成为急需解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种输电线路绝缘子防污闪方法，该方法利用防污闪在线监测装置在线监测输电线路绝缘子污秽状况，并采用多形式预防污闪措施来减少污闪情况的发生。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种输电线路绝缘子防污闪方法，利用防污闪在线监测装置在线监测输电线路绝缘子污秽状况，根据在线监测装置的监测情况采取多形式预防污闪措施。
所述在线监测装置包括电源单元、4G无线CPE、路由器、网络硬盘录像机、工业紫外线摄像头和远程控制模块；
所述4G无线CPE、路由器、网络硬盘录像机和工业紫外线摄像头均与远程控制模块控制连接；
所述电源单元为远程控制模块提供电能。
作为本发明的进一步改进，所述远程控制模块为GPRS远程控制继电器。
作为本发明的进一步改进，所述在线监测装置的工作过程如下：用户端通过手机或平板电脑对GPRS远程控制继电器进行控制，使工业紫外线摄像头、网络硬盘录像机、4G无线CPE和路由器接通，从而使紫外线摄像头开始拍摄绝缘子污秽放电图像或视频并传输到手机客户端，从而对电力部门输电线路重污染线路绝缘子污秽情况进行监控。
作为本发明的进一步改进，多形式预防污闪措施包括：更换绝缘子提高线路的绝缘水平、调整爬电距离、清扫或冲洗绝缘子表面上沉积的污秽、绝缘子涂敷防污闪涂料、绝缘子加设涂有RTV的硅橡胶增爬伞裙、采用半导体釉绝缘子或合成绝缘子。
作为本发明的进一步改进，采用绝缘子风力清洁环对绝缘子表面上沉积的污秽进行清扫。
作为本发明的进一步改进，所述绝缘子风力清洁环清扫环采用轻质绝缘材料制成。
作为本发明的进一步改进，所述绝缘子风力清洁环包括圆环形的绝缘条、套装在绝缘条上的刮污碗以及固定在绝缘条上阻挡结；
所述刮污碗的数量为四个以上，所述阻挡结的数量与刮污碗的数量相同，所述阻挡结阻挡在刮污碗与绝缘条的套装口后部；
将风力清扫环套在绝缘子上，当有风吹动时，清扫环就会转动或摆动，风力推动刮污碗的边沿，不断地刮去绝缘子表面上的污垢。
作为本发明的进一步改进，所述绝缘子涂敷防污闪涂料采用纳米TiO2；纳米TiO2具有光催化作用，在太阳光照射下释放负氧离子分解有机物，使涂层表面吸附的灰尘失去与涂层的粘合力，从而变得容易除去，使涂层表面保持洁净，促使涂层具有长期耐污效果。
作为本发明的进一步改进，所述合成绝缘子的芯棒是用浸渍后的玻璃纤维束经树脂通过引拔模加热固化而成；所述合成绝缘子的伞套采用硅橡胶。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明采用防污闪在线监测装置在线监测输电线路绝缘子污秽状况，并采用多形式预防污闪措施来减少污闪情况的发生。该防污闪在线监测装置具有以下特点：(1)采用远距离无线传输技术，人员无需开展夜间防污闪巡视，提高了工作效率、降低劳动强度。(2)采用紫外线成像反映绝缘子的污秽程度，直观准确。(3)能够对绝缘子污闪发展全过程进行实时跟踪，对温度、湿度、污闪各阶段紫外成像进行实时分析，确保能在最合适的时候开展绝缘子清扫工作。(4)造价低、组装方便、推广性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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。
图1是防污闪在线监测装置的架构框图；
图2是典型电晕放电光谱图；
图3是工业紫外线摄像机感应紫外线波长范围；
图4是悬式绝缘子沿面 电压、泄漏电流分布示意图；
图5是绝缘子闪络电压与污染程度的关系图；
图6是绝缘子风力清洁环的结构示意图。
其中，1-绝缘条、2-刮污碗、3-阻挡结。
具体实施方式
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，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
如图4所示，悬式绝缘子铁脚和铁帽附近的污秽层中电流密度较大，污秽层烘干得较快，先出现干区或干带。干区的电阻比其余污秽层的大很多(甚至会相差几个数量级)，因此绝缘子的电压几乎都集中在干区上，干区的宽度一般不大，所以场强很大。
绝缘子闪络电压与污染程度的关系曲线如图5所示。由图5可知污秽的电导率越高、电介质表面沉积的污秽量越多，闪络电压就越低。
一种输电线路绝缘子防污闪方法，利用防污闪在线监测装置在线监测输电线路绝缘子污秽状况，根据在线监测装置的监测情况采取多形式预防污闪措施。
如图1所示，所述在线监测装置包括电源单元、4G无线CPE、路由器、网络硬盘录像机、工业紫外线摄像头和远程控制模块；
所述4G无线CPE、路由器、网络硬盘录像机和工业紫外线摄像头均与远程控制模块控制连接；
所述电源单元为远程控制模块提供电能。
具体的，所述远程控制模块为GPRS远程控制继电器。
具体的，所述在线监测装置的工作过程如下：用户端通过手机或平板电脑对GPRS远程控制继电器进行控制，使工业紫外线摄像头、网络硬盘录像机、4G无线CPE和路由器接通，从而使紫外线摄像头开始拍摄绝缘子污秽放电图像或视频并传输到手机客户端，从而对电力部门输电线路重污染线路绝缘子污秽情况进行监控。
绝缘子污闪紫外检测原理：绝缘子污秽放电是指其在工作电压下的污秽外绝缘闪络。污秽放电时，空气中的电子不断获得和释放能量。当电子释放能量时，会辐射出光波和声波，还有臭氧、紫外线、微量的硝酸等。紫外线的波长范围是
10～400nm，太阳光中也含紫外线，辐射到地面上的紫外线波长都大于300nm。绝缘子放电产生的紫外线大部分波长在280—400nm内，也有小部分的波长在230～280nm．绝缘子发生闪络前，表面的泄漏电流不稳定，并伴有局部电弧的形成和熄灭，闪络前放电强度迅速增加，紫外线辐射强度相应增加。典型电晕放电光谱如图2所示。
由于白天会受太阳光紫外线影响，利用工业紫外线摄像机在夜间对绝缘子进行成像，能反应绝缘子的真实放电情况，工业紫外线摄像机感应紫外线波长范围如图3所示。
具体的，多形式预防污闪措施包括：更换绝缘子提高线路的绝缘水平、调整爬电距离、清扫或冲洗绝缘子表面上沉积的污秽、绝缘子涂敷防污闪涂料、绝缘子加设涂有RTV的硅橡胶增爬伞裙、采用半导体釉绝缘子或合成绝缘子。
具体的，采用绝缘子风力清洁环对绝缘子表面上沉积的污秽进行清扫。
具体的，所述绝缘子风力清洁环清扫环采用轻质绝缘材料制成。
如图6所示，所述绝缘子风力清洁环包括圆环形的绝缘条1、套装在绝缘条1上的刮污碗2以及固定在绝缘条1上阻挡结3；
所述刮污碗2的数量为四个以上，所述阻挡结3的数量与刮污碗2的数量相同，所述阻挡结3阻挡在刮污碗2与绝缘条1的套装口后部；
将风力清扫环套在绝缘子上，当有风吹动时，清扫环就会转动或摆动，风力推动刮污碗2的边沿，不断地刮去绝缘子表面上的污垢。
具体的，所述绝缘子涂敷防污闪涂料采用纳米TiO2；纳米TiO2具有光催化作用，在太阳光照射下释放负氧离子分解有机物，使涂层表面吸附的灰尘失去与涂层的粘合力，从而变得容易除去，使涂层表面保持洁净，促使涂层具有长期耐污效果。
具体的，所述合成绝缘子的芯棒是用浸渍后的玻璃纤维束经树脂通过引拔模加热固化而成；所述合成绝缘子的伞套采用硅橡胶。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种输电线路绝缘子防污闪方法，其特征在于：利用防污闪在线监测装置在线监测输电线路绝缘子污秽状况，根据在线监测装置的监测采取多形式预防污闪措施。
2.根据权利要求1所述的一种输电线路绝缘子防污闪方法，其特征在于：所述在线监测装置包括电源单元、4G无线CPE、路由器、网络硬盘录像机、工业紫外线摄像头和远程控制模块；
所述4G无线CPE、路由器、网络硬盘录像机和工业紫外线摄像头均与远程控制模块控制连接；
所述电源单元为远程控制模块提供电能。
3.根据权利要求2所述的一种输电线路绝缘子防污闪方法，其特征在于：所述远程控制模块为GPRS远程控制继电器。
4.根据权利要求3所述的一种输电线路绝缘子防污闪方法，其特征在于：所述在线监测装置的工作过程如下：用户端通过手机或平板电脑对GPRS远程控制继电器进行控制，使工业紫外线摄像头、网络硬盘录像机、4G无线CPE和路由器接通，从而使紫外线摄像头开始拍摄绝缘子污秽放电图像或视频并传输到手机客户端，从而对电力部门输电线路重污染线路绝缘子污秽情况进行监控。
5.根据权利要求4所述的一种输电线路绝缘子防污闪方法，其特征在于，多形式预防污闪措施包括：更换绝缘子提高线路的绝缘水平、调整爬电距离、清扫或冲洗绝缘子表面上沉积的污秽、绝缘子涂敷防污闪涂料、绝缘子加设涂有RTV的硅橡胶增爬伞裙、采用半导体釉绝缘子或合成绝缘子。
6.根据权利要求5所述的一种输电线路绝缘子防污闪方法，其特征在于，采用绝缘子风力清洁环对绝缘子表面上沉积的污秽进行清扫。
7.根据权利要求6所述的一种输电线路绝缘子防污闪方法，其特征在于，所述绝缘子风力清洁环清扫环采用轻质绝缘材料制成。
8.根据权利要求7所述的一种输电线路绝缘子防污闪方法，其特征在于，所述绝缘子风力清洁环包括圆环形的绝缘条（1）、套装在绝缘条（1）上的刮污碗（2）以及固定在绝缘条（1）上阻挡结（3）；
所述刮污碗（2）的数量为四个以上，所述阻挡结（3）的数量与刮污碗（2）的数量相同，所述阻挡结（3）阻挡在刮污碗（2）与绝缘条（1）的套装口后部；
将风力清扫环套在绝缘子上，当有风吹动时，清扫环就会转动或摆动，风力推动刮污碗（2）的边沿，不断地刮去绝缘子表面上的污垢。
9.根据权利要求5所述的一种输电线路绝缘子防污闪方法，其特征在于，所述绝缘子涂敷防污闪涂料采用纳米TiO2；纳米TiO2具有光催化作用，在太阳光照射下释放负氧离子分解有机物，使涂层表面吸附的灰尘失去与涂层的粘合力。
10.根据权利要求5所述的一种输电线路绝缘子防污闪方法，其特征在于，所述合成绝缘子的芯棒是用浸渍后的玻璃纤维束经树脂通过引拔模加热固化而成；所述合成绝缘子的伞套采用硅橡胶。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200814

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