CN202018428U - 绝缘子污秽检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型所述的绝缘子污秽检测装置，包括绝缘子污秽检测仪和给绝缘子污秽检测仪供电的专用电源，所述绝缘子污秽检测仪包括检测仪主机及与检测仪主机相连接的微波收发装置，所述检测仪主机与专用电源电连接。本实用新型由于采用把绝缘子检测仪设置成由检测仪主机及微波收发装置组成的结构体，通过微波辐射技术对绝缘子进行污秽检测，既能够以远距离、非接触、实时获得绝缘子的盐密信息，又可以在不停电、不取样、不解体的状况下对绝缘子的污秽状况进行实时巡检，操作简单、使用安全可靠，不但检测精度高，所需时间短，而且结构简单、成本低、携带方便。

Description

绝缘子污秽检测装置

技术领域

本实用新型涉及绝缘子检测领域，特别是一种基于微波辐射技术的绝缘子污秽检测装置。

背景技术

在输电系统中,绝缘子常因受到盐分、泥土、煤灰、SO₂等其他物质污秽的影响而使绝缘强度降低，进而发生污闪，造成停电事故，这已成为电力系统中的难题。如果能够有效地测定污秽的程度和性质，就有可能避免停电故事的发生。

现在国内电网所属高压线路多采用定期清除污秽这项措施，包括带电或停电清扫、带电或停电水冲洗。但无论是人工清扫还是水冲洗都存在一个共同性的问题需要解决，即如何确定最恰当的清扫或冲洗周期。这不仅涉及费用，而且更重要的是涉及电网的安全稳定运行。

为了能够准确地确定绝缘子的清扫或冲洗周期，目前国内外采用的检测绝缘子污秽量值的方法主要有等值盐分密度法和泄漏电流法：

等值盐密法是把绝缘子表面的污物转化为相当于每平方厘米含多少毫克的NaCl的表示方法，相当于NaCl盐密的污物密度，但必须首先对输电线路进行停电借助水洗后来测定盐分密度；

泄漏电流法是利用泄漏电流沿面形成的原理，把泄漏电流采集器安装在靠近铁塔侧的一片绝缘子表面，采集到绝缘子串中的几乎全部泄漏电流，将泄漏电流通过双层屏蔽线引入到安装于铁塔上数据采集单元之中，然后想办法将杆塔上的泄漏电流以某种通讯方式传回监测中心，但它也有其局限性，在线监测装置尽管能长时间监测绝缘子的污秽情况，并适时报警，但在多处安装此类装置，一是投资过大，二是运行维护工作量较大，同时实际上记录所有绝缘子的泄漏电流是不可能的，架空线路上装有泄漏电流传感器的绝缘子数量远少于未装传感器的绝缘子，这种情况下实际上记录不到预放电状态的电流，也就谈不上报警。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种无需接触电线及停电就可以实现准确的检测，且结构简单、使用方便、安全可靠的基于微波辐射技术的绝缘子污秽检测装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型所述的绝缘子污秽检测装置，包括绝缘子污秽检测仪和给绝缘子污秽检测仪供电的专用电源，其特点是所述绝缘子污秽检测仪包括检测仪主机及与检测仪主机相连接的微波收发装置，所述检测仪主机与专用电源电连接。

为了达到本实用新型的目的，上述检测仪主机检测模块包括一套辐射反演模块及一套数字处理模块，所述数字处理模块包括核心处理器、外围电路模块及系统软件模块，所述核心处理器可为DSP核心处理器或ARM系列的微处理器，所述外围电路模块包括一套工作电源模块及一套显示模块。

为了达到本实用新型的目的，上述微波收发装置采用波长为8mm的微波对绝缘子进行辐射检测。

为了使本实用新型使用方便，本实用新型还包括设置在检测仪主机底部的支撑脚架。

本实用新型由于采用把绝缘子检测仪设置成由检测仪主机及微波收发装置组成的结构体，通过微波辐射技术对绝缘子进行污秽检测，既能够以远距离、非接触、实时获得绝缘子的盐密信息，又可以在不停电、不取样、不解体的状况下对绝缘子的污秽状况进行实时巡检，操作简单、使用安全可靠，不但检测精度高，所需时间短，而且结构简单、成本低、携带方便。本实用新型还具有外形美观、体积小、重量轻等优点。

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为绝缘子污秽程度与输出电压U之间的关系示意图。

图3为绝缘子污秽程度与亮温T之间的关系示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述的绝缘子污秽检测装置，包括绝缘子污秽检测仪1和给绝缘子污秽检测仪1供电的专用电源2，其中绝缘子污秽检测仪1包括检测仪主机11及与检测仪主机11相连接的微波收发装置12，而检测仪主机11与专用电源2电连接，并通过微波收发装置12对绝缘子上污秽物发射率的实时监测来确认绝缘子的污秽程度。其中，检测仪主机11与专用电源2通过导线5连接，而微波收发装置12包括微波接收器121及设置在微波接收器121上的微波发射器122，且微波接收器121装置在上述检测仪主机11的顶面上。同时，微波接收器121上设置有至少一支撑杆3，使微波发射器122固定在该支撑杆3上。而微波接收器121为抛物面圆盘形天线，微波发射器122通过支撑杆3装置在该抛物面圆盘形天线的中央上方。为了使本实用新型使用方便，本实用新型还包括设置在检测仪主机11底部的支撑脚架4，并且该支撑脚架4为可开合的三脚架，而三脚架包括角度调节机构及高度调节机构，检测仪主机11装置在角度调节机构上，使微波收发装置12可通过角度调节机构随意调节其使用角度。此外，专用电源2可为蓄电池，其功率≤24VA。为了实现有效的检测，微波收发装置12采用波长为8mm的微波对绝缘子进行辐射检测。

为了使绝缘子污秽检测仪1能够准确地检测出绝缘子的污秽程度（即：盐密），检测仪主机11的检测模块包括一套辐射反演模块及一套数字处理模块，其中数字处理模块包括核心处理器、外围电路模块及系统软件模块，并且核心处理器可为DSP核心处理器或ARM系列的微处理器，而外围电路模块包括一套工作电源模块及一套显示模块。

本实用新型所述的绝缘子污秽检测装置，其检测原理及方法如下：

要测量绝缘子上污秽的分布，可以基于微波辐射特性以及污秽物在微波波段的辐射特性差异，检测绝缘子绝缘状况。其原理是绝缘子上有污秽物时发射率会随着污秽量和污秽性质变化导致绝缘子污秽检测仪的输出变化。

根据微波辐射特性，使用了一种新的污秽检测方法，利用了污秽物的辐射亮温特性作为主要参数之一来测量污秽等级。物质的辐射亮温特性与它本身是否带电与不带电基本上没有关系，所以带不带电不会影响它的辐射特性。

由于自然界各种物质辐射特性各不相同，相对介电常数较高或导电率较高的物质，发射率较小，反射系数较高。在相同物理温度下，高导电材料比低导电材料的辐射温度低，即较冷，当绝缘子污秽检测仪1的天线扫描绝缘子目标时，天线温度可以表示为：

T_A(θ,ψ)= T_o*ε(θ,ψ)

其中，θ为入射角，ψ为方位角，ε(θ,ψ)为目标在(θ, ψ)方向的发射率，T_o为实际温度，T_A(θ,ψ)为天线温度。

上述公式阐述了利用绝缘子污秽检测仪1检测绝缘子污秽程度的基本原理，绝缘子上有污秽物时，发射率ε就会随着污秽量和污秽性质发生变化，不同污秽物的辐射特性不同，最终导致绝缘子污秽检测仪的输出发生变化。

现以瓷绝缘子为例阐述其检测过程：洁净瓷绝缘子在干燥环境中因为是非导电体而发射率较高，在微波的毫米波段ε≈0.90(因绝缘子形状复杂，故实际测量中以测量值为准)，根据上述公式计算得到洁净瓷绝缘子的的辐射亮温为263.7K（取室温293K）。瓷绝缘子上附着污秽物后，污秽绝缘子一旦遇到潮湿环境其表面会形成导电薄膜，使绝缘子绝缘性能降低，进而使ε下降，最终导致T_A急剧下降。然后通过在微波辐射测试场实验室对涂抹污秽的绝缘子进行实验测量，就可得到辐射亮温与等值盐密具有确定的关系。

本实用新型主要是利用绝缘子污秽检测仪1对目标进行测量，根据不同的所测目标天线温度，反演出被测目标的辐射亮温，进而推出绝缘子的污秽程度。

如图2及图3所示，绝缘子污秽程度（即：盐密）与绝缘子污秽检测仪1输出电压幅值U或亮温T满足一定的统计关系。因此，根据现场检测出的U或T可以判断绝缘子的污秽程度，而严重污秽的绝缘子与基本无污秽的绝缘子的辐射亮温相差较大。

本实用新型是通过实施例来描述的，但并不对本实用新型构成限制，参照本实用新型的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本实用新型权利要求限定的范围之内。

Claims (4)

1.一种绝缘子污秽检测装置，包括绝缘子污秽检测仪（1）和给绝缘子污秽检测仪（1）供电的专用电源（2），其特征在于所述绝缘子污秽检测仪（1）包括检测仪主机（11）及与检测仪主机（11）相连接的微波收发装置（12），所述检测仪主机（11）与专用电源（2）电连接。

2.根据权利要求1所述绝缘子污秽检测装置，其特征在于上述检测仪主机（11）检测模块包括一套辐射反演模块及一套数字处理模块，所述数字处理模块包括核心处理器、外围电路模块及系统软件模块，所述核心处理器可为DSP核心处理器或ARM系列的微处理器，所述外围电路模块包括一套工作电源模块及一套显示模块。

3.根据权利要求1所述绝缘子污秽检测装置，其特征在于上述微波收发装置（12）采用波长为8mm的微波。

4.根据权利要求1所述绝缘子污秽检测装置，其特征在于还包括设置在检测仪主机（11）底部的支撑脚架（4）。

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