CN201628747U - 悬式绝缘子绝缘电阻在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种检测装置，特别是一种悬式绝缘子绝缘电阻在线检测装置，其结构要点在于，包括有中央处理单元、电源管理单元以及检测探针，电源管理单元包括有输出电源、升压电路和旁路电容，升压电路的输出端并联旁路电容后与检测探针电连接，中央处理单元的采集端通过一采集电路与检测探针电连接，中央处理单元的触发端与升压电路电连接。优点在于，采用了升压电路提供2500V以上的直流高压作为检测电压，同时采用了大容量的旁路电容以旁路掉绝缘子自身存在的交流电压，以保证检测的顺利进行，实现了对绝缘子绝缘电阻在线量化测量，为高压输电线路绝缘子的巡检提供精确的数据基础，为维护绝缘子设备提供保障。

Description

悬式绝缘子绝缘电阻在线检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种检测装置，特别是一种悬式绝缘子绝缘电阻在线检测装置。

背景技术

高压输电线路绝缘子是电力系统中使用范围广泛、数量庞大的重要一次设备。当绝缘子传中存在低值或零值绝缘子时，在污秽环境、过电压甚至工作电压用下就极易发生闪络事故。当零值绝缘子受到雷电过电压作用时，会被完全击穿，甚至引起过热炸开，造成输电线路重大事故。

现有技术中，短路叉和火花间隙法为代表的绝缘子承担电压检测方法是早期最常用的高压输电线路零值绝缘子检测方法。火花叉式不良绝缘子检测器由触头、绝缘棒、火花间隙等构成。检测时，把火花叉的触头逐一接触绝缘子的上下金具，使这片绝缘子上承担的工作电压加在火花间隙上，引起间隙放电，检测人员依靠火花放电的声音判断绝缘子承担电压的大小，并由此判断绝缘子的好坏程度。检测人员必须熟悉正常绝缘子承担电压的大小，逐片检测绝缘子的过程中要适当调整火花间隙的大小。

现有技术的不足之处在于：①绝缘子片数多，离杆塔较远，检测人员劳动强度很大，容易漏测；②500kV线路上绝缘子离杆塔过远，无法将火花叉接触到绝缘子上；③大多数杆塔上都有绝缘子电晕和导线电晕现象，电晕的声音会淹没从远处传来的已经很小的火花放电声音；④处于绝缘子串中不同位置的绝缘子承担电压差别更大，检测人员难以掌握火花间隙的大小，精确度过小，受环境影响大，劳动强度也大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种可带电量化检测的悬式绝缘子绝缘电阻在线检测装置。

本实用新型是通过以下途径来实现的：

悬式绝缘子绝缘电阻在线检测装置，其结构要点在于，包括有中央处理单元、电源管理单元以及检测探针。电源管理单元包括有输出电源、升压电路，输出电源的一输出端连接到中央处理单元，为其提供工作电源，输出电源的另一输出端连接升压电路，升压电路的输出端并联旁路电容后与检测探针电连接，中央处理单元的采集端通过一采集电路与检测探针电连接，中央处理单元的触发端与升压电路电连接。

在中央处理单元的触发下，输出电源提供电压经由升压电路转换成2500V以上的直流高压，并施加在检测探针上，将检测探针触接被测绝缘子的上下金具，绝缘子在直流高压的作用下将产生一个检测电流，然后通过检测探针将该检测电流经由采集电路传送到中央处理单元的采集端，通过中央处理单元的处理、分析和计算可得出该绝缘子的绝缘阻值，根据绝缘子的绝缘阻值可以很容易、准确的判断出绝缘子的优劣程度。

现有技术中没有对绝缘子的绝缘电阻进行量化测量，主要原因在于带电情况下，绝缘子自身带有交流电压，以常规的检测方式难以规避该交流电压的干扰，造成检测困难，因此本专利提供了一种旁路电容，该旁路电容的容量必须够大、耐压够高，其并联安装在升压电路的输出端，可以将绝缘子上自身所加的交流电压基本旁路掉，另一方面，采用升压电路提供2500V以上的直流高压，从而保证测量的准确度，实现了对绝缘子绝缘电阻在线量化测量，为高压输电线路绝缘子的巡检提供精确的数据基础，为维护绝缘子设备提供保障。

本实用新型可以进一步具体为：

中央处理单元包括有信号感应装置、信号处理装置以及触发装置，信号感应装置的输出端连接信号处理装置，信号处理装置的触发端通过触发装置与升压电路的接收端连接。

信号感应装置可以选择两种感应方式，一是感应中央处理单元模拟输入端口处是否有工频电压信号，二是采用远程触发感应，由远程遥控设备对感应装置发送感应指令。信号处理装置处理信号感应装置提供的感应信号，如果有感应信号，则信号处理装置发出触发指令，提供给触发装置，触发装置为一种触发开关，接通信号，传送触发指令到升压电路上。

由于升压电路输出的是2500V以上的直流高压，为保证安全，同时也为了节省电能，中央处理单元提供一个感应和触发电路，使得升压电路在临近被测绝缘子后才开始工作，避免检测探针在接近被测绝缘子的过程中产生威胁人身安全或者线路安全的事故。

升压电路包括有依序电连接的电源输入端、振荡器、变压器、倍压整流电路以及输出电路，电源输入端连接输出电源，输出电路并联旁路电容后于检测探针连接。

电源输入端连接输出电源，然后提供给振荡器，由此产生交流信号发送到变压器，进行变压升压，升压后的信号经过倍压整流电路进行整流并加倍增压，最后通过输出电路施加直流高压在检测探针上。

因为本系统需要最终产生2500V左右的直流检测高压，而从变压器次级回路输出的电压仅为1000V左右，并且为交流电压，所以还需要一个倍压整流电路进行调理。倍压整流，就是利用滤波电容的存储作用，由多个电容和二极管可以获得几倍于变压器副边电压的输出电压。倍压整流电路一般可以按输出电压是输入电压的多少倍，分为二倍压、三倍压与多倍压整流电路。

升压电路中还包括有大容量电阻，其串联在升压电路的输出电路部分。

在检测过程中，如果检测装置的绝缘强度和安全爬距不够会引起检测装置损坏，还可能造成闪络等事故，所以在检测装置进行设计的时候充分考虑了这一点，在检测装置内部串联了大容量电阻，使检测装置本身也可以相当于一个绝缘子，保证了检测装置自身的电气绝缘。

输出电源包括有电源、隔离阻抗和两组稳压模块，电源具有两个输出端，一端连接第一稳压模块并通过隔离阻抗连接第二稳压模块之后连接到中央处理单元；另一端直接连接到升压电路上产生直流高压。

由于电源需要分成两路进行稳压供电，为防止两路供电电路互相干扰，故而在其中一路供电电路上串接隔离阻抗，这样既可满足中央处理单元的供电要求，又使检测装置具有抗干扰功能。隔离阻抗可以是隔离电阻，也可以是隔离电感。

本实用新型还可以进一步具体为：

中央处理单元通过一种触发开关与升压电路电连接。

该触发开关为一种NPN型三极管。

中央处理单元采用型号为C8051F350的单片机，也可以采用与所属型号单片机相类似的处理设备。

综上所述，本实用新型相比现有技术的优点在于，提供了一种可以量化测量带电绝缘子的绝缘电阻的检测装置，采用了升压电路提供2500V以上的直流高压作为检测电压，同时采用了大容量的旁路电容以旁路掉绝缘子自身存在的交流电压，以保证检测的顺利进行，实现了对绝缘子绝缘电阻在线量化测量，为高压输电线路绝缘子的巡检提供精确的数据基础，为维护绝缘子设备提供保障。

附图说明

图1所示为最佳实施例所述悬式绝缘子绝缘电阻在线检测装置的电路框架示意图；

图2所示为图1的电路框架示意图所对应的电路图。

下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。

具体实施例

最佳实施例：

参照附图1，悬式绝缘子绝缘电阻在线检测装置，包括有中央处理单元、电源管理单元以及检测探针。电源管理单元包括有输出电源、升压电路，输出电源的一输出端连接到中央处理单元，为其提供工作电源，输出电源的另一输出端连接升压电路，升压电路的输出端并联旁路电容后与检测探针电连接，中央处理单元的采集端通过一采集电路与检测探针电连接，中央处理单元的触发端通过触发开关与升压电路电连接。

下面根据实际电路图阐述该检测装置的工作过程：

参照附图2，图中的各个器件说明：

输出电源由电源VCC、第一稳压模块HT71XX、第二稳压模块MCT7805CT、隔离阻抗L1(隔离电感)以及相关辅助电路组成，所提供的升压电路输出端为+12-3端；

中央处理单元包括型号为C8051F350的单片机以及周围辅助电路；其P1.0脚为触发端，通过电阻R11连接触发开关Q1，Q1为NPN型三极管；

升压电路由电源输入端“+12-3端”、由芯片MC34063及其周围电路组成的振荡器、变压器T1、由二极管D2、D3、D4、D5及C19、C20组成的倍压整流电路、由电阻R17、电容C21组成的输出电路，以及串联在输出电路上的R6、R7、R8、R9大容量电阻组成；

旁路电容为C22，其并联在升压电路的输出电路上；

采集电路包括由R15和R16组成的采集电阻、由芯片LM358D及周围电路组成的电压跟随器，数据输出端分别连接到中央处理单元的对应采集端AD0.0和AD0.1；(注：为了使单片机采集到的信号不受采集端的干扰，需要使用电压跟随器来进行隔离和缓冲。在这里采用芯片LM358D来实现两个电压跟随器的效果，因为需要有两个通路对电压信号和电流信号分别进行采集。电压跟随器，顾名思义，就是输出电压与输入电压是相同的，电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。)

检测探针分别连接在升压输出电路端的E1和L3端。

工作流程：

电源VCC提供电压，其中一路经由稳压模块HT71XX连接到中央处理单元上进行供电，当采集电路反馈的信号经由单片机的AD0.0和AD0.1端口进行感应，当检测装置临近绝缘子时，可以由单片机感应到由工频电压加在模拟输入端口，从而发出检测指令，即单片机的14管脚发出低电平，此时三极管Q1截止，升压电路开始工作；当检测装置未临近绝缘子时，单片机的14管脚输出高电平，此时三极管导通，升压电路停止工作。

升压电路开始工作时，电源输入端连接输出电源，然后提供给振荡器，由此产生高频交流信号发送到变压器初级绕组，进行变压升压，升压后的信号经过倍压整流电路进行整流并加倍增压，最后通过输出电路施加2500V直流高压在检测探针。

检测探针触接被测绝缘子的上下金具，绝缘子在2500V直流高压的作用下将产生一个检测电流，然后通过检测探针将该检测电流及检测电压经由采集电路处理后，再传送到中央处理单元的采集端(AD0.0和AD0.1分别为电压采集端和电流采集端)，通过中央处理单元的处理、分析和计算可得出该绝缘子的绝缘阻值，根据绝缘子的绝缘阻值可以很容易、准确的判断出绝缘子的优劣程度。

为了实现检测装置到位检测和数据读取，可以将检测装置安装在飞行器上，通过远程遥控对其进行控制，并可以在中央处理单元上连接远程通讯模块，这样在一些过远距离的检测上，工作人员就可以进行远程操控和数据读取，减轻了工作量，解决了受环境和安全约束的问题。

本实用新型未述部分与现有技术相同。

Claims (7)

1.悬式绝缘子绝缘电阻在线检测装置，其特征在于，包括有中央处理单元、电源管理单元以及检测探针，电源管理单元包括有输出电源、升压电路和旁路电容，输出电源的一输出端连接到中央处理单元，为其提供工作电源，输出电源的另一输出端连接升压电路，升压电路的输出端并联旁路电容后与检测探针电连接，中央处理单元的采集端通过一采集电路与检测探针电连接，中央处理单元的触发端与升压电路电连接。

2.根据权利要求1所述的悬式绝缘子绝缘电阻在线检测装置，其特征在于，中央处理单元包括有信号感应装置、信号处理装置以及触发装置，信号感应装置的输出端连接信号处理装置，信号处理装置的触发端通过触发装置与升压电路的接收端连接。

3.根据权利要求1所述的悬式绝缘子绝缘电阻在线检测装置，其特征在于，升压电路包括有依序电连接的电源输入端、振荡器、变压器、倍压整流电路以及输出电路，电源输入端连接输出电源，输出电路并联旁路电容后于检测探针连接。

4.根据权利要求3所述的悬式绝缘子绝缘电阻在线检测装置，其特征在于，升压电路中还包括有大容量电阻，其串联在升压电路的输出电路部分。

5.根据权利要求1所述的悬式绝缘子绝缘电阻在线检测装置，其特征在于，输出电源包括有电源、隔离阻抗和两组稳压模块，电源具有两个输出端，一端连接第一稳压模块并通过隔离阻抗连接第二稳压模块之后连接到中央处理单元；另一端直接连接到升压电路上产生直流高压。

6.根据权利要求1所述的悬式绝缘子绝缘电阻在线检测装置，其特征在于，中央处理单元通过一种触发开关与升压电路电连接。

7.根据权利要求1所述的悬式绝缘子绝缘电阻在线检测装置，其特征在于，中央处理单元采用型号为C8051F350的单片机。

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