專利名稱：智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)，屬于智能電器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，用電量逐年上升，輸電電壓和電網(wǎng)容量的不斷提高，絕緣子的污閃問題日趨嚴(yán)重，20世紀(jì)卯年代，東北、華北及華中幾大電網(wǎng)相繼發(fā)生了大面積的污閃跳閘事故，造成長(zhǎng)時(shí)間停電，給電網(wǎng)造成極大損失。傳統(tǒng)的絕緣子檢修方式以按計(jì)劃定期檢修和清掃為主，不能起到預(yù)警的作用。絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠全天候地在線監(jiān)測(cè)絕緣子泄漏電流，環(huán)境溫、濕度等信息，能夠?yàn)榻^緣子的絕緣狀態(tài)提供依據(jù)并且可以及時(shí)傳輸?shù)綑z修人員和監(jiān)測(cè)中心，起到預(yù)警的作用。
目前使用的絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要的不足在于兩方面，一方面是監(jiān)測(cè)裝置供電電源的不可靠，太陽(yáng)能供電受天氣的影響很大，不適應(yīng)南方地區(qū)長(zhǎng)時(shí)間的陰雨天氣，而高壓側(cè)取電受輸電線路的影響，當(dāng)線路因故障斷開時(shí)不能取電；另一方面是信息傳輸?shù)膯栴}，有線傳輸不適合用在偏遠(yuǎn)地區(qū)和復(fù)雜環(huán)境地區(qū)，而無線傳輸易受輸電線路強(qiáng)電磁環(huán)境的影響。
中國(guó)專利01115300.8 "—種變電站污閃在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法"對(duì)泄露電流和環(huán)境濕度進(jìn)行了測(cè)量、報(bào)警和在線監(jiān)測(cè)，但系統(tǒng)采用的電池組包括蓄電池和太陽(yáng)能電池板，當(dāng)遇到南方地區(qū)長(zhǎng)時(shí)間的陰雨天氣時(shí)，使用蓄電池供電，但蓄電池的缺點(diǎn)是電量不大，易放電，充滿之后容易流失，這將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)供電穩(wěn)定性不高；而且該系統(tǒng)中信息傳輸僅僅采用無線傳輸，使得信號(hào)易受干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于對(duì)目前的絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的不足進(jìn)行改進(jìn)，采用太陽(yáng)能供電和高壓側(cè)取電雙后備電源的模式，確保了監(jiān)測(cè)裝置供電的可靠性；信息傳輸是先通過光纖傳輸?shù)降孛婵梢云鸬娇垢蓴_的作用，然后再由GPRS進(jìn)行無線傳輸，解決了偏遠(yuǎn)地區(qū)和復(fù)雜環(huán)境地區(qū)不易鋪設(shè)通信電纜的問題，結(jié)合有線和無線的方式，可以克服信號(hào)易受干擾的難題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于使用高壓側(cè)取電和太陽(yáng)能供電雙后備電源的模式，以太陽(yáng)能供電為主，在陰雨天氣和晚上切換為高壓側(cè)取電；信息傳輸采用有線和無線相結(jié)合的方式，信號(hào)先通過光纖傳輸?shù)降孛妫缓笸ㄟ^GPRS無線傳輸。
智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括泄漏電流檢測(cè)模塊、環(huán)境溫度和濕度檢測(cè)模塊、供電模塊、處理器模塊和通信模塊；其連接方式是泄漏電流檢測(cè)模塊、環(huán)境溫度和濕度檢測(cè)模塊并聯(lián)后連接處理器模塊，供電模塊連接處理器模塊，處理器模塊連接通信模塊。
如上所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于泄漏電流檢測(cè)模塊由穿心式電流傳感器、積分器、運(yùn)放電路和濾波電路組成；其連接方式是穿心式電流傳感器、積分器、運(yùn)放電路和濾波電路依次連接。
如上所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于環(huán)境溫度和濕度檢測(cè)模塊由環(huán)境溫度和濕度傳感器和調(diào)理電路組成；其連接方式是環(huán)境溫度和濕度傳感器連接調(diào)理電路。
如上所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于處理器模塊采用DSPTMS320F2812A。
如上所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于DSP TMS320F2812A集成了 16通道的高速A/D模擬輸入通道。
如上所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)的個(gè)模塊單元采用插板式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的有益效果是采用太陽(yáng)能供電和高壓側(cè)取電雙后備電源的模式，以及信息傳輸中結(jié)合有限和無線的模式，對(duì)泄漏電流、環(huán)境溫度和濕度進(jìn)行采集，由模糊邏輯診斷系統(tǒng)推斷絕緣子的絕緣狀態(tài)，給出絕緣子正常運(yùn)行狀態(tài)、預(yù)警狀態(tài)和故障報(bào)修狀態(tài)。
本發(fā)明具有以下一些特征1. 本發(fā)明通過對(duì)各模塊單元進(jìn)行插板式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使裝置的體積達(dá)到最小化。
2. 本發(fā)明采用嚴(yán)格的電磁兼容設(shè)計(jì)思路，確保裝置的高可靠性。
3. 本發(fā)明采用高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和快速運(yùn)算處理器確保裝置的高速率。
4. 本發(fā)明采用高壓側(cè)取電和太陽(yáng)能供電雙后備電源確保供電的高可靠性。
5. 本發(fā)明采用有線與無線相結(jié)合的通信方式確保信號(hào)不受高壓母線的電磁干擾。
6. 本發(fā)明中的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝在高壓側(cè)，運(yùn)用同電位原理，將監(jiān)測(cè)單元電路板地線和外殼與高壓母線同電位，就可不考慮裝置本身對(duì)高壓的絕緣問題。
7. 本發(fā)明中的監(jiān)測(cè)單元和傳感器均采用雙層磁屏蔽，監(jiān)測(cè)單元和傳感器的引線使用屏蔽線，減小了母線電流磁場(chǎng)的影響。
8. 本發(fā)明采用在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)給出預(yù)警信息，可以減少檢修次數(shù)和檢修成本，同時(shí)極大地避免了絕緣子故障帶來的危害。
9. 本發(fā)明具有高可靠、智能化、傳輸信號(hào)抗干擾的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)裝置原理示意圖2為圖1中泄漏電流檢測(cè)模塊的示意圖3為圖1中環(huán)境溫度和濕度檢測(cè)模塊的示意圖4為圖1中供電模塊的高壓取電示意圖5為圖1中供電模塊的太陽(yáng)能供電示意圖6為圖1中處理器模塊的示意圖7為圖1中通信模塊的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
圖l中標(biāo)記的說明l一泄漏電流檢測(cè)模塊，2 —環(huán)境溫度和濕度檢測(cè)模塊，3 —供
電模塊，4一處理器模塊，5—通信模塊。圖2中標(biāo)記的說明6—電流傳感器，7—積分器，8—運(yùn)放電流，9一濾波電路。
圖3中標(biāo)記的說明IO —環(huán)境溫度、濕度傳感器，ll一調(diào)理電路。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括泄漏電流檢測(cè)模塊1、
環(huán)境溫度和濕度檢測(cè)模塊2、供電模塊3、處理器模塊4和通信模塊5;泄漏電流檢測(cè)
模塊l、環(huán)境溫度和濕度檢測(cè)模塊2并聯(lián)后連接處理器模塊4，供電模3塊連接處理器
模塊4，處理器模塊4連接通信模塊5。
如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的泄漏電流檢測(cè)模塊包括
電流傳感器6、積分器7、運(yùn)放電路8和濾波電路9，穿心式電流傳感器6檢測(cè)到的電
流量，經(jīng)過積分器7變成電壓量，再經(jīng)過運(yùn)放電路8和濾波電路9，將信號(hào)送給處理器
模塊4，由處理器模塊4進(jìn)行信號(hào)采集并作模數(shù)轉(zhuǎn)換。
如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的環(huán)境溫度和濕度檢測(cè)模
塊，包括環(huán)境溫度、濕度傳感器10和調(diào)理電路11，將得到的電壓信號(hào)送給處理器模塊
4，由處理器模塊4進(jìn)行信號(hào)采集并作模數(shù)轉(zhuǎn)換。
如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供電模塊的高壓取電示意
圖，主要由電流互感器、整流橋電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路和DC-DC模塊組成，電流
互感器在高壓母線感應(yīng)電流，經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓和DC-DC模塊，能夠供應(yīng)裝置各個(gè)
模塊和芯片的電源。
如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供電模塊的太陽(yáng)能供電示意圖，主要由硅太陽(yáng)能電池板、蓄電池和相關(guān)的控制、保護(hù)電路組成，太陽(yáng)能電池板給蓄電池充電，由蓄電池端口供應(yīng)裝置各個(gè)模塊和芯片的電源。
如圖6所示，本發(fā)明實(shí)施例智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的處理器模塊，采用一種抗干擾能力和運(yùn)算能力極強(qiáng)的DSP處理器TMS320F2812A，該處理器的抗干擾體現(xiàn)在抗干擾電路不出芯片，在芯片內(nèi)部集成；處理器模塊主要由有源晶振、時(shí)鐘芯片、E^ROM、復(fù)位電路、邏輯門和通信接口芯片組成，集成的16通道高速A/D轉(zhuǎn)換功能，可以將輸入模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。
如圖7所示，本發(fā)明實(shí)施例智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的通信模塊，采用有線和無線傳輸相結(jié)合的方式。本發(fā)明的有線模塊是光纖通訊，DSP輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)后即可進(jìn)行光纖傳輸，在終端設(shè)置接收器，將光信號(hào)還原為電信號(hào)；本發(fā)明的無線模塊由無線單元TC35I和MCU組成，TC35I和MCU間直接相連，在MCU中通過AT指令集對(duì)TC35I的通信方式和接收終端號(hào)碼進(jìn)行設(shè)定。無線通信模塊與處理器模塊通過RS485或RS232總線連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的高速發(fā)送和接收。先通過光纖通訊傳輸?shù)降孛婧?，再進(jìn)行無線傳輸，有效規(guī)避了強(qiáng)電磁環(huán)境對(duì)信號(hào)的干擾。
權(quán)利要求
1.智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于使用高壓側(cè)取電和太陽(yáng)能供電雙后備電源的模式，以太陽(yáng)能供電為主，在陰雨天氣和晚上切換為高壓側(cè)取電；信息傳輸采用有線和無線相結(jié)合的方式，信號(hào)先通過光纖傳輸?shù)降孛?，然后通過GPRS無線傳輸。
2. 智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括泄漏電流檢測(cè)模塊、環(huán)境溫度和濕度 檢測(cè)模塊、供電模塊、處理器模塊和通信模塊；其連接方式是泄漏電流檢測(cè)模塊、環(huán)境溫 度和濕度檢測(cè)模塊并聯(lián)后連接處理器模塊，供電模塊連接處理器模塊，處理器模塊連接通信 模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于泄漏電流檢測(cè)模塊 由穿心式電流傳感器、積分器、運(yùn)放電路和濾波電路組成；其連接方式是穿心式電流傳感 器、積分器、運(yùn)放電路和濾波電路依次連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于環(huán)境溫度和濕度檢 測(cè)模塊由環(huán)境溫度和濕度傳感器和調(diào)理電路組成；其連接方式是環(huán)境溫度和濕度傳感器連 接調(diào)理電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于處理器模塊采用DSPTMS320F2812A。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于DSPTMS320F2812A 集成了 16通道的高速A/D模擬輸入通道。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)的個(gè)模塊單元 采用插板式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能式絕緣子在線監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)。它由泄漏電流檢測(cè)模塊、環(huán)境溫度和濕度檢測(cè)模塊、供電模塊、處理器模塊和通信模塊組成，其中泄漏電流檢測(cè)模塊由穿心式電流傳感器、運(yùn)放電路和濾波電路組成；環(huán)境溫度和濕度檢測(cè)模塊由環(huán)境溫度和濕度傳感器和對(duì)應(yīng)的調(diào)理電路組成；供電模塊使用高壓側(cè)取電和太陽(yáng)能供電雙后備電源的模式；處理器模塊采用DSP TMS320F2812A；通信模塊采用有線和無線相結(jié)合的方式。該發(fā)明通過對(duì)泄漏電流、環(huán)境溫度和濕度進(jìn)行采集，由模糊邏輯診斷系統(tǒng)推斷絕緣子的絕緣狀態(tài)，給出絕緣子正常運(yùn)行狀態(tài)、預(yù)警狀態(tài)和故障報(bào)修狀態(tài)，并且將信息傳輸?shù)綑z修人員和監(jiān)測(cè)中心，起到預(yù)警的作用。
文檔編號(hào)G01R31/00GK101634679SQ20091006317
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月14日
發(fā)明者飛 劉, 婷 尹, 冰 張, 杰 張, 張良華, 硯 杜, 杜忠東, 王曉琪, 軍 趙, 陳軒恕 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司