CN113671871A - 一种电力线缆热场环境监测警报装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力线缆热场环境监测警报装置及方法，涉及电力检测技术领域。本发明中：每个传感安装支架的两侧端都安装有监测半环体，监测半环体的内环侧为开口结构。监测半环体内设有定向调节的校正内半环，校正内半环的内侧环面嵌入配置有用于传感探测金属脚杆表温的探测半环，校正内半环的内侧面嵌入设有两个可见光发射器。监测警报装置包括两个用于校正安装监测半环体的校正半环，每个校正半环的内侧都对称固定连接有沿着径向设置的内径板，内径板上螺接有校正螺杆。本发明实现了一些关键位置或电力设备上的绝缘子铁脚进行参数监测，便于辅助判断绝缘子铁脚状态，有效辅助提醒工程人员抑制绝缘子防污闪全面爆发。
Description
技术领域
本发明涉及电力检测技术领域，尤其涉及一种电力线缆热场环境监测警报装置及方法。
背景技术
输电线路或是变压器等电力设备上的绝缘子要求在大气过电压、内部过电压和长期运行电压下均能可靠的运行。但沉积在绝缘子表面上的污秽在雾、露、毛毛雨、融冰、融雪等气象条件的作用下，将使绝缘子的电气强度大大降低，从而使得输电线路在运行电压下发生污秽闪络事故。
污秽闪络的根本的原因是污秽，污秽绝缘子在受湿润后，含在污秽层中的可溶性物质边逐渐溶解于水中，称为电解质，在绝缘子表面上形成一层薄薄的导电薄膜。这层导电薄膜的导电率取决污秽物的化学成分和润湿的程度。在润湿饱和时，污层的表面电阻甚至能降几个数量级，绝缘子的泄漏电流也相应的剧增。在铁脚附近，因直径最小，电流空度最大，发热最甚。当绝缘子的垂直悬挂时，该处有处在逢裙遮挡的下方，不易直接受到雨雪的较强烈的润湿，该处表面就被逐渐烘干。先是在靠近铁脚的某处形成局部烘干区。由于被烘干，该区域边面的电阻率大增，迫使原来流经该区表面的的电流转移到与该区并联的两侧的湿膜上去，使流经这些湿膜的电流空度增大，加快了这些湿膜的烘干过程。这样发展下去，在铁脚的四周便很快形成一个环形烘干带。烘干带具有很大的电阻，这就使所分担的电压剧增。当加在烘干带上的某处场强超过临界值时，该处就发生局部沿面放电。[由于这种放电现象具有不稳定的、时断时续的性质，我们称其为闪烁放电]于是，大部分泄漏电流经泄漏电流闪烁放电的通道流过。在闪烁放电通道的外端附近润湿表面处电流密度比其两侧大，促使烘干区向外(径向)扩展。另一方面，闪烁放电通道的存在，等于把烘干带短路，使两侧烘干带中流过的泄漏电流降到很小，这些区中的烘干作用就很微弱了，大气中的水分有逐渐使这这些区域的表面润湿，表面电导增大，反过来对闪烁电流通道造成分流，减少闪烁放电通道中的电流，以至可能使闪烁放电熄灭于是，原通道中电流转移到两侧的润湿区，使该区再烘干，并在该区触发新的闪烁放电。这样，闪烁放电的路径一面向径向横向转移，总的趋势使环形烘干带的宽度逐渐加大，闪烁放电的长度也随之增长。
综上，在绝缘子串上，铁脚上所发生的电流、电压现象是否正常，成为铁脚或绝缘子串端部位置防污判断的重要指标，而铁脚上所发生的闪络电流电压现象，不便于进行直接测量。如何对一些关键位置或电力设备上的绝缘子铁脚进行参数监测，辅助判断绝缘子铁脚状态，成为绝缘子防污闪全面爆发的重要参考因素。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电力线缆热场环境监测警报装置及方法，实现了一些关键位置或电力设备上的绝缘子铁脚进行参数监测，便于辅助判断绝缘子铁脚状态，有效辅助提醒工程人员抑制绝缘子防污闪全面爆发。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种电力线缆热场环境监测警报装置，包括绝缘子串，绝缘子串的刘两端部都设有金属脚杆，包括用于调试安装监测警报装置的加固结构和基座安装支架。监测警报装置包括两个传感安装支架，每个传感安装支架的两侧端都安装有监测半环体，监测半环体的内环侧为开口结构。监测半环体内设有定向调节的校正内半环，校正内半环的内侧环面嵌入配置有用于传感探测金属脚杆表温的探测半环，校正内半环的内侧面嵌入设有两个可见光发射器。监测警报装置包括两个用于校正安装监测半环体的校正半环，每个校正半环的内侧都对称固定连接有沿着径向设置的内径板，内径板上螺接有校正螺杆。
作为本发明中热场环境监测警报装置的一种优选技术方案：监测半环体的一侧端固定设有内螺纹凸柱，内螺纹凸柱位置处安装有用于定位调节校正内半环的调节螺纹杆。
作为本发明中热场环境监测警报装置的一种优选技术方案：监测半环体内部设有位于校正内半环一侧的弹性件，调节螺纹杆的内侧端与校正内半环非固定连接。
作为本发明中热场环境监测警报装置的一种优选技术方案：校正内半环的纵向尺寸大于监测半环体内侧开口的纵向尺寸；探测半环、可见光发射器的活动范围都处于监测半环体内侧开口范围内。
作为本发明中热场环境监测警报装置的一种优选技术方案：校正半环的纵向尺寸与监测半环体内侧开口的纵向尺寸相配合；校正半环的一端固定设有卡合片，校正半环的另一端开设有与卡合片结构尺寸相配合的内侧边槽。
作为本发明中热场环境监测警报装置的一种优选技术方案：内径板上开设有刻度内槽，刻度内槽槽底壁面上设有刻度线；内径板的一端侧开设有螺纹孔，校正螺杆螺纹安装在内径板的螺纹孔位置处，校正螺杆的一端深入内径板的刻度内槽中。
作为本发明中热场环境监测警报装置的一种优选技术方案：校正螺杆上设有调节片，以调节片为界，校正螺杆分为螺纹杆体和光滑杆体，螺纹杆体与内径板螺接，光滑杆体的一端与金属脚杆接触。
作为本发明中热场环境监测警报装置的一种优选技术方案：探测半环上嵌入安装有若干均匀分布的红外温度传感探头，红外温度传感探头的探测方向指向金属脚杆的轴心位置。
本发明涉及一种电力线缆热场环境监测警报方法，包括以下内容：
一.包括装置调试安装部分
㈠预安装加固结构和基座安装支架，将两个传感安装支架上的监测半环体通过螺栓安装在一起，安装在绝缘子串的外围区域，将两个校正半环弹性卡合在两个监测半环体内围。
㈡通过调整内径板上的校正螺杆，将两个组合在一起的监测半环体进行轴心校正；①观察各个内径板的刻度内槽中的调节螺杆端侧与刻度线，将内径板上的校正螺杆全都调整为相同外伸的距离[这里是指调节螺杆伸出内径板的长度距离相同]；②然后将传感安装支架与基座安装支架定位加固，同时将加固结构的安装进行加固。
㈢取下两个监测半环体内围的两个校正半环，控制控制器开启可见光发射器，根据可见光发射器发出的光线照射在金属脚杆上的位置，通过螺丝刀调节调节螺纹杆[调节螺纹杆的端侧可以设置十字槽，便于使用螺丝刀进行转动调节]，直至可见光发射器发出的光线照射在金属脚杆的柱体杆[不包括端侧带孔的部分]外侧位置。
二.包括感温常态分析预警部分
㈠探测半环上的若干红外温度传感探头对金属脚杆的柱体杆部分进行全包围位置点的红外温度传感监测，控制器经过编码位置识别，判定所监测的绝缘子串，并获取所监测到的温度信息。
㈡控制器内预设正常温度最大阈值，当监测半环体上的若干红外温度传感探头监测到的温度都不高于正常温度最大阈值，则控制器判定当前所监测的绝缘子串的金属脚杆处于正常环境状态。
㈢控制器内预设烘干温度超标阈值，当监测半环体体上的若干红外温度传感探头中存在任意一个红外温度传感探头所监测到的温度持续大于烘干温度超标阈值，则控制器判定当前所监测的绝缘子串的金属脚杆存在积污状态。
㈣当红外温度传感探头所监测到的温度信息低于烘干温度超标阈值，控制器在一定时域内，连续获取监测半环体体上的若干红外温度传感探头所监测到的温度信息，当存在若干红外温度传感探头所监测到的温度呈现连续性、周期性的变化，则控制器判定当前所监测的绝缘子串的金属脚杆处于闪烁放电的烘干带形成状态。
作为本发明中热场环境监测警报方法的一种优选技术方案；控制器根据当前所监测到的绝缘子串的金属脚杆的状态信息，将信息传输传输至距离该绝缘子串最近的工程人员设备中。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过设计与绝缘子安装方式相配合的监测半环体，在监测半环体内配置多红外传感探头的探测半环，通过校正半环的金属脚杆轴心定位以及辅助光线调节，使探测半环对金属脚杆的监测位置点分布更均匀、红外传感更精准；
2、本发明通过监测半环体内配置的多红外传感探头，对绝缘子串的金属脚杆进行全方位范围的监测，通过对温度的分析判断，实现了一些关键位置或电力设备上的绝缘子铁脚进行参数监测，便于辅助判断绝缘子铁脚状态，有效辅助提醒工程人员抑制绝缘子防污闪全面爆发。
附图说明
图1为本发明的热场环境监测警报装置的整体结构示意图；
图2为图1中A处局部放大的结构示意图；
图3为图1中B处局部放大的结构示意图；
图4本发明中校正半环及其相关部件的(俯视)结构示意图；
图5本发明中监测半环体的结构示意图；
图6为本发明中红外温度传感探头在一时刻所监测到的金属脚杆的环侧红外温度；
其中：1-绝缘子串；101-金属脚杆；2-传感安装支架；3-监测半环体；301-校正内半环；302-弹性件；303-探测半环；304-调节螺纹杆；305-可见光发射器；306-端侧加固板；307-内螺纹凸柱；308-红外温度传感探头；4-基座安装支架；5-加固结构；6-校正半环；601-卡合片；602-内侧边槽；7-内径板；701-刻度内槽；8-校正螺杆；9-调节片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
请参阅图1所示，本发明为一种电力线缆热场环境监测警报装置。
基座安装支架4或加固结构5都可以在固定安装在变压器组件或是电塔支撑结构上，一开始安装时，不要直接安装太紧，将监测半环体3进行定位后，在将基座安装支架4或加固结构5所安装的位置进行加固。
监测半环体3共设两组，每组都有两个监测半环体3，两组监测半环体3对绝缘子串的上下端的金属脚杆101进行同时监测。
校正半环6可采用弹性塑料件，既可以有效绝缘，也便于弹性卡合安装、拆卸。
当然，也可以先固定好基座安装支架4或加固结构，在监测半环体3进行定位后，传感安装支架2上与基座安装支架4之间可以通过一字孔等形式进行位置调节，来适配位置调节好后的监测半环体3。
实施例二
请参阅图2、图4所示，图2为图1中A处局部放大的结构示意图，图4本发明中校正半环及其相关部件的俯视结构示意图。
转动调节片，校正螺杆8同步转动，观察校正螺杆8在内径板7的刻度内槽701中的位置，将两个校正半环6内围侧的多个校正螺杆8都调整到相同的输出长度为止，保证绝缘子串的金属脚杆101处于校正半环6的中心位置处[其实也就是保证了两个探测半环303上的若干红外温度传感探头308与金属脚杆101之间的距离相同]。
而校正半环6在安装、拆卸时，可以通过两个手指捏合同一个校正半环6上的校正螺杆8，校正半环6的两端同步内收，就可以取出校正半环6。
实施例三
请参阅图3、图5所示，图3为图1中B处局部放大的结构示意图，图5本发明中监测半环体的结构示意图。
调节螺纹杆304的端侧可以设置十字槽，便于使用螺丝刀进行转动调节，通过对调节螺纹杆304的位置调节，校正内半环301位置发生定向移动[另一侧有着弹性件302进行弹性支撑，弹性件302可采用张力弹簧]。同时在对对调节螺纹杆304的位置调节前，需要通过控制器打开可见光发射器305，可见光发射器305发出的“红色”可见光照射在金属脚杆101上。当可见光发射器305发出的红光照射在金属脚杆101的柱体部分外侧边缘位置处时[非端部带孔的部分]，则探测半环303的的径向探测区域正对着金属脚杆101的柱体部分，探测半环303上的若干红外温度传感探头308对准各自所对于的金属脚杆101柱体部分的外环侧位置点，进行全方位位置温度监测。
实施例四
请参阅图6所示，图6为本发明中红外温度传感探头在一时刻所监测到的金属脚杆的环侧红外温度。
在多个红外温度传感探头308中，存在两个区域的“低温区”[97.4℃～97.5℃、96.9℃～97.1℃]，可能是未烘干的湿润区，湿润区需要不断吸收热量，导致温度无法达到烘干区域的温度。
而存在的两个区域的“高温区”[98.2℃～98.5℃、98.6℃～98.7℃]，可能是已经烘干的区域。
若在一定时间内，不断的重复“低温区”、“高温区”，则说明不断的重复着金属脚杆101的整体湿润、烘干。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电力线缆热场环境监测警报装置，包括绝缘子串(1)，所述绝缘子串(1)的刘两端部都设有金属脚杆(101)，包括用于调试安装监测警报装置的加固结构(5)和基座安装支架(4)，其特征在于：
监测警报装置包括两个传感安装支架(2)，每个传感安装支架(2)的两侧端都安装有监测半环体(3)，所述监测半环体(3)的内环侧为开口结构；
所述监测半环体(3)内设有定向调节的校正内半环(301)，所述校正内半环(301)的内侧环面嵌入配置有用于传感探测金属脚杆(101)表温的探测半环(303)，所述校正内半环(301)的内侧面嵌入设有两个可见光发射器(305)；
监测警报装置包括两个用于校正安装监测半环体(3)的校正半环(6)，每个校正半环(6)的内侧都对称固定连接有沿着径向设置的内径板(7)，所述内径板(7)上螺接有校正螺杆(8)。
2.根据权利要求1所述的一种电力线缆热场环境监测警报装置，其特征在于：
所述监测半环体(3)的一侧端固定设有内螺纹凸柱(307)，所述内螺纹凸柱(307)位置处安装有用于定位调节校正内半环(301)的调节螺纹杆(304)。
3.根据权利要求2所述的一种电力线缆热场环境监测警报装置，其特征在于：
所述监测半环体(3)内部设有位于校正内半环(301)一侧的弹性件(302)，所述调节螺纹杆(304)的内侧端与校正内半环(301)非固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种电力线缆热场环境监测警报装置，其特征在于：
所述校正内半环(301)的纵向尺寸大于监测半环体(3)内侧开口的纵向尺寸；
所述探测半环(303)、可见光发射器(305)的活动范围都处于监测半环体(3)内侧开口范围内。
5.根据权利要求1所述的一种电力线缆热场环境监测警报装置，其特征在于：
所述校正半环(6)的纵向尺寸与监测半环体(3)内侧开口的纵向尺寸相配合；
所述校正半环(6)的一端固定设有卡合片(601)，所述校正半环(6)的另一端开设有与卡合片(601)结构尺寸相配合的内侧边槽(602)。
6.根据权利要求1所述的一种电力线缆热场环境监测警报装置，其特征在于：
所述内径板(7)上开设有刻度内槽(701)，所述刻度内槽(701)槽底壁面上设有刻度线；
所述内径板(7)的一端侧开设有螺纹孔，所述校正螺杆(8)螺纹安装在内径板(7)的螺纹孔位置处，所述校正螺杆(8)的一端深入内径板(7)的刻度内槽(701)中。
7.根据权利要求1或6所述的一种电力线缆热场环境监测警报装置，其特征在于：
所述校正螺杆(8)上设有调节片(9)，以调节片(9)为界，所述校正螺杆(8)分为螺纹杆体和光滑杆体，所述螺纹杆体与内径板(7)螺接，所述光滑杆体的一端与金属脚杆(101)接触。
8.根据权利要求1所述的一种电力线缆热场环境监测警报装置，其特征在于：
所述探测半环(303)上嵌入安装有若干均匀分布的红外温度传感探头(308)，所述红外温度传感探头(308)的探测方向指向金属脚杆(101)的轴心位置。
9.一种电力线缆热场环境监测警报方法，其特征在于，采用权利要求1-8中任一项所述的一种电力线缆热场环境监测警报装置，包括以下内容：
一.包括装置调试安装部分
㈠预安装加固结构(5)和基座安装支架(4)，将两个传感安装支架(2)上的监测半环体(3)通过螺栓安装在一起，安装在绝缘子串的外围区域，将两个校正半环(6)弹性卡合在两个监测半环体(3)内围；
㈡通过调整内径板(7)上的校正螺杆(8)，将两个组合在一起的监测半环体(3)进行轴心校正；
①观察各个内径板(7)的刻度内槽(701)中的调节螺杆()端侧与刻度线，将内径板(7)上的校正螺杆(8)全都调整为相同外伸的距离；
②然后将传感安装支架(2)与基座安装支架(4)定位加固，同时将加固结构(5)的安装进行加固；
㈢取下两个监测半环体(3)内围的两个校正半环(6)，控制控制器开启可见光发射器(305)，根据可见光发射器(305)发出的光线照射在金属脚杆(101)上的位置，通过螺丝刀调节调节螺纹杆(304)，直至可见光发射器(305)发出的光线照射在金属脚杆(101)的柱体杆外侧位置；
二.包括感温常态分析预警部分
㈠探测半环(303)上的若干红外温度传感探头(308)对金属脚杆(101)的柱体杆部分进行全包围位置点的红外温度传感监测，控制器经过编码位置识别，判定所监测的绝缘子串，并获取所监测到的温度信息；
㈡控制器内预设正常温度最大阈值，当监测半环体(3)上的若干红外温度传感探头(308)监测到的温度都不高于正常温度最大阈值，则控制器判定当前所监测的绝缘子串的金属脚杆(101)处于正常环境状态；
㈢控制器内预设烘干温度超标阈值，当监测半环体体()上的若干红外温度传感探头(308)中存在任意一个红外温度传感探头(308)所监测到的温度持续大于烘干温度超标阈值，则控制器判定当前所监测的绝缘子串的金属脚杆(101)存在积污状态；
㈣当红外温度传感探头(308)所监测到的温度信息低于烘干温度超标阈值，控制器在一定时域内，连续获取监测半环体体()上的若干红外温度传感探头(308)所监测到的温度信息，当存在若干红外温度传感探头(308)所监测到的温度呈现连续性、周期性的变化，则控制器判定当前所监测的绝缘子串的金属脚杆(101)处于闪烁放电的烘干带形成状态。
10.根据权利要求9所述的一种电力线缆热场环境监测警报方法，其特征在于：
控制器根据当前所监测到的绝缘子串的金属脚杆(101)的状态信息，将信息传输传输至距离该绝缘子串最近的工程人员设备中。
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