CN112179953A - 绝缘子积污量多模式在线监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于绝缘子污秽技术领域，具体涉及一种积污量多模式检测装置，包括主控箱、积污量多模式传感器阵列、数字转换电路、数据传输模块、供电单元、安装固定构架和显示终端，本发明通过积污量多模式传感器阵列，利用数字转换电路和传输模块，在显示终端直观展现污秽的积污量，对绝缘子表面污秽状态进行直观的测量，准确获得绝缘子在交、直流电场下的积污特性，避免电网外绝缘防护配置出现偏差，实现不同模式对绝缘子积污量进行有效监测，为电网绝缘子外绝缘状态监测提供技术支撑。

Description

绝缘子积污量多模式在线监测装置及方法

技术领域：

本发明属于绝缘子污秽技术领域，具体涉及一种适用绝缘子积污量多模式在线监测装置及方法。

背景技术：

随着电压等级提高和线路延长，对其安全性要求更高。然而随着我国经济的发展、大气环境恶化以及空气污染加剧，绝缘积污速度加快，污秽物使得外绝缘的电气强度大大降低，易使输电线路和变电站的绝缘子发生污秽闪络；为保障线路的安全运行，已经建立了巡检、清扫维护等制度。

然而在实际执行过程中往往出现清扫防护不及时、过度防护等问题。实现绝缘污秽程度的便捷、安全、准确检测，准确掌握绝缘子的积污状态，为绝缘子清扫及污闪防治提供技术保障。现有技术中常见的测定污秽的方法，包括等值盐密(ESDD)法、积分表面污层电导率(SPLC)法、脉冲计数法、泄露电流法和绝缘子污闪电压梯度法。但是，上述方式都存在一定的局限性，例如泄漏电流监测系统容易受电磁干扰影响，安装较复杂。光纤盐密监测系统，由于光纤(或石英棒)的形状和材料都与绝缘子相差很多，两者在相同环境下的污秽的附着情况不尽相同，使光纤表面积污情况和绝缘子表面积污情况的可比性降低。另外，降雨等冲刷因素对不同材料和形状的光波导和绝缘子的冲刷效果大为不同，也使得光纤盐密监测系统监测的积污程度和绝缘子实际的积污程度之间存在较大的误差。污层电导率因测试电压低，并不能完全反映污层在高压下的真实变化，且测量分散性较大，受污秽分布不均匀的影响较大，另外测量不能直接得到污层电导，所以测量比较麻烦，故称为表征污秽绝缘子运行状态的半动态参数。

积污反映的现象受外界影响因素众多，而且技术发展绝缘子的种类和服役环境也在不断变化，根据过去的经验建立的模型适应性会越来越差。对积污进行直接检测是实现长期有效污秽程度检测的有效途径。

综上所述，单一模式的绝缘子积污量在线监测方式，已不能满足污秽的监测需求，有必要提供一种多种模式，可以有效监测绝缘子积污量的装置和方法，实现绝缘子污秽的高效、实时监测。

发明内容：

为克服现有技术的不足，解决绝缘污秽监测的难题，本发明通过自主设计积污量多模式在线监测装置及制备方法，提供一种适用绝缘子积污量多模式在线监测装置及方法，实现不同模式对绝缘子积污量进行有效监测，为电网绝缘子外绝缘状态监测提供技术支撑。

具体地，本发明提出一种绝缘子积污量多模式检测装置，包括积污量多模式传感器阵列，主控箱，数据分析模块，数字信号转换电路，数据传输模块，显示终端和模式判定模块，所述积污量多模式传感器阵列将信息后输送至数据分析模块，所述积污量多模式传感器阵列和数据分析模块均与主控箱之间进行数据交换，数据分析模块传送信息至数字信号转换电路，主控箱发送指令至数字信号转换电路，数字信号转换电路发送信息至数据传输模块，数据传输模块发送信息至显示终端和模式判定模块，模式判定模块回传信息至主控箱，实现对绝缘子积污量进行在线监测。

进一步地，所述的积污量多模式传感器阵列包括压电传感材料、泛频谐振传感材料和吸附膜层敏感材料，通过不同模式的传感材料对绝缘子积污量进行检测。

进一步地，所述数字信号转换电路，所述数据传输模块与供电单元连接。

进一步地，所述主控箱与安装固定构架相连，所述显示终端用于信号显示和记录。

进一步地，所述主控箱发出积污量多模式数据采集指令，所述积污量多模式传感器阵列启动，通过模式判定模块对表面污秽进行判定，并开展检测的方法选用判定，启动相应模式传感器。

进一步地，所述的检测是污秽物对积污量多模式传感器阵列产生的压电信号、泛频信号和特征吸附物信号的影响。

进一步地，所述积污量多模式传感器阵列产生的信号变化，通过数字信号转换电路转换为可视数字信号，所述的可视数字信号是不同污秽量的直接数字反映。

进一步地，所述主控箱发出指令，所述数据传输模块启动，将采集到的积污量数字信号，传输到显示终端，传输信号采用GPRS/3G/4G/5G网络传输。

进一步地，所述数据传输到显示终端后，可以观察和记录积污变化，所述的显示终端可以提供数字信号的直接显示。

进一步地，所述装置中的各模块由供电单元供电，所述的供电单元电能来自电网感应取电或太阳能发电。

进一步地，所述装置通过安装固定构架放置于电网绝缘子实际运行环境中，所述的固定构架将主控箱、积污量多模式传感器阵列、数字转换电路、数据传输模块、供电单元牢固安装。

本发明还提出一种绝缘子积污量多模式在线监测方法，包括以下步骤：

步骤1：主控箱发出积污量多模式数据采集指令，积污量多模式传感器阵列启动，对表面污秽进行判定，并对检测的方法选用进行判定，启动相应模式传感器；

步骤2：所述传感器产生的信号一方面反馈回主控箱，另一方面发送给数据分析模块；

步骤3：数据分析模块对信号进行分析，确定压电信号、泛频信号、吸附信号进行变化率的比对，并将结果反馈回主控箱，主控箱将信息发送给数字信号转换电路；

步骤4：积污量多模式传感器阵列产生的信号变化，通过数字信号转换电路转换为可视数字信号；

步骤5：数据传输模块将转换的积污量数字信号，传输到显示终端，所述的传输信号采用GPRS/3G/4G/5G网络传输；

步骤6：通过显示终端观察和记录积污变化；

步骤7：数据传输到模式判定模块，对数据模式和信号特征进行判定，反馈回主控箱，后续监测直接启动对应模式的传感器。

进一步地，

积污量多模式传感器阵列包括压电传感材料、泛频谐振传感材料和吸附膜层敏感材料，压电传感材料发生压电信号、泛频谐振传感材料产生泛频信号、吸附膜层敏感材料产生吸附信号。

进一步地，所述步骤1中，所述检测的方法选用进行判定，是检测污秽物对积污量多模式传感器阵列产生的压电信号、泛频信号和特征吸附物信号的影响。

所述步骤4中，所述可视数字信号是不同污秽量的直接数字反映。

所述显示终端，可以提供数字信号的直接显示。

本发明的绝缘子积污量多模式在线监测装置及制备方法与现有技术相比具有以下优点：

(1)解决了现有技术中，通过检测间接反应积污程度的图像、放电、泄露电流、导电率、温升等信息实现的，也有通过对以往的统计数据分析实现积污的预测，而是通过不同模式的传感材料，对绝缘子积污量进行在线监测；

(2)能够利用不同模式的传感器，对积污量进行充分的表征和反应，并通过数据比对，实现积污量的多重监测和分析；

(3)解决现有绝缘子污秽在线监测装置及制备方法使用效果不尽人意的弊端，提供能够快速相应环境变化的绝缘子积污量监测方法。

本发明通过积污量多模式传感器阵列，包括压电传感材料、泛频谐振传感材料和吸附膜层敏感材料，利用利用数字转换电路和传输模块，在显示终端直观展现污秽的积污量。

附图说明：

图1是本发明实施例所述的污秽检测装置示意图。

1、积污量多模式传感器阵列；2、主控箱；3、数据分析模块；4、数字信号转换电路；5、数据传输模块；6、显示终端；7、模式判定模块。

具体实施方式：

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，.一种绝缘子积污量多模式检测装置，包括积污量多模式传感器阵列1，主控箱2，数据分析模块3，数字信号转换电路4，数据传输模块5，显示终端6和模式判定模块7。

主控箱2发出污秽质量数据采集指令，积污量多模式传感器阵列1启动，对表面污秽附着量实施检测，所述的检测是污秽质量对积污量多模式传感器阵列产生谐波的影响幅值。

积污量多模式传感器阵列1的压电传感材料发生压电信号、泛频谐振传感材料产生泛频信号、吸附膜层敏感材料产生吸附信号，一方面反馈回主控箱2，另一方面发送给数据分析模块3。

数据分析模块3对信号进行分析，确定压电信号、泛频信号、吸附信号进行变化率的比对，并将结果反馈回主控箱2，主控箱将信息发送给数字信号转换电路4。

通过数字转换电路4转换为可视数字信号，所述的可视数字信号是不同模式积污量的直接数字反映。

主控箱2发出指令，数据传输模块5启动，将采集到的质量数字信号，传输到显示终端6，所述的传输信号采用GPRS/3G/4G网络传输。

数据传输到显示终端6，可以观察和记录积污变化，所述的显示终端6可以提供数字信号的直接显示。

数据传输到模式判定模块7，对数据模式和信号特征进行判定，反馈回主控箱，后续监测直接启动对应模式的传感器1。

所述各模块可以由供电单元供电，在电网现场直接工作3年以上，所述的供电单元电能来自电网感应取电或太阳能发电。

本发明还包括通过安装固定构架放置于电网绝缘子实际运行环境中，所述的架构可以将主控箱、积污量多模式传感器阵列、数字转换电路、数据传输模块、供电单元牢固安装。

本发明通过积污量多模式传感器阵列，包括压电传感材料、泛频谐振传感材料和吸附膜层敏感材料，利用数字转换电路和传输模块，在显示终端直观展现污秽的积污量，对绝缘子表面污秽状态进行直观的测量，取代目前现有绝缘子积污量检测方式和装置，准确获得绝缘子在交、直流电场下的积污特性，避免电网外绝缘防护配置出现偏差。能够实现不同模式对绝缘子积污量进行有效监测，为电网绝缘子外绝缘状态监测提供技术支撑。

申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种绝缘子积污量多模式检测装置，其特征在于，包括积污量多模式传感器阵列(1)，主控箱(2)，数据分析模块(3)，数字信号转换电路(4)，数据传输模块(5)，显示终端(6)和模式判定模块(7)，所述积污量多模式传感器阵列将信息后输送至数据分析模块，所述积污量多模式传感器阵列和数据分析模块均与主控箱之间进行数据交换，数据分析模块传送信息至数字信号转换电路，主控箱发送指令至数字信号转换电路，数字信号转换电路发送信息至数据传输模块，数据传输模块发送信息至显示终端和模式判定模块，模式判定模块回传信息至主控箱，实现对绝缘子积污量进行在线监测。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的积污量多模式传感器阵列包括压电传感材料、泛频谐振传感材料和吸附膜层敏感材料，通过不同模式的传感材料对绝缘子积污量进行检测。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数字信号转换电路，所述数据传输模块与供电单元连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控箱与安装固定构架相连，所述显示终端用于信号显示和记录。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控箱发出积污量多模式数据采集指令，所述积污量多模式传感器阵列启动，通过模式判定模块对表面污秽进行判定，并开展检测的方法选用判定，启动相应模式传感器。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的检测是污秽物对积污量多模式传感器阵列产生的压电信号、泛频信号和特征吸附物信号的影响。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述积污量多模式传感器阵列产生的信号变化，通过数字信号转换电路转换为可视数字信号，所述的可视数字信号是不同污秽量的直接数字反映。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控箱发出指令，所述数据传输模块启动，将采集到的积污量数字信号，传输到显示终端，传输信号采用GPRS/3G/4G/5G网络传输。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述数据传输到显示终端后，可以观察和记录积污变化，所述的显示终端可以提供数字信号的直接显示。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置中的各模块由供电单元供电，所述的供电单元电能来自电网感应取电或太阳能发电。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置通过安装固定构架放置于电网绝缘子实际运行环境中，所述的固定构架将主控箱、积污量多模式传感器阵列、数字转换电路、数据传输模块、供电单元牢固安装。

12.一种绝缘子积污量多模式在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：主控箱发出积污量多模式数据采集指令，积污量多模式传感器阵列启动，对表面污秽进行判定，并对检测的方法选用进行判定，启动相应模式传感器；

步骤2：所述传感器产生的信号一方面反馈回主控箱，另一方面发送给数据分析模块；

步骤3：数据分析模块对信号进行分析，确定压电信号、泛频信号、吸附信号进行变化率的比对，并将结果反馈回主控箱，主控箱将信息发送给数字信号转换电路；

步骤4：积污量多模式传感器阵列产生的信号变化，通过数字信号转换电路转换为可视数字信号；

步骤5：数据传输模块将转换的积污量数字信号，传输到显示终端，所述的传输信号采用GPRS/3G/4G/5G网络传输；

步骤6：通过显示终端观察和记录积污变化；

步骤7：数据传输到模式判定模块，对数据模式和信号特征进行判定，反馈回主控箱，后续监测直接启动对应模式的传感器。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，

积污量多模式传感器阵列包括压电传感材料、泛频谐振传感材料和吸附膜层敏感材料，压电传感材料发生压电信号、泛频谐振传感材料产生泛频信号、吸附膜层敏感材料产生吸附信号。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，

所述步骤1中，所述检测的方法选用进行判定，是检测污秽物对积污量多模式传感器阵列产生的压电信号、泛频信号和特征吸附物信号的影响。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，

所述步骤4中，所述可视数字信号是不同污秽量的直接数字反映。

16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，

所述显示终端，可以提供数字信号的直接显示。

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