專利名稱：一種絕緣子污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)測技術(shù)，特別是涉及一種絕緣子污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
污穢閃絡是積聚在輸電線路絕緣子表面的具有導電性能的污穢物質(zhì)受潮后，由于 其導電能力加強，使得絕緣子的絕緣水平大大降低，甚至在絕緣子之間構(gòu)成短路，導致輸電 線路發(fā)生閃絡事故。絕緣子表面的污穢一般分為兩大類一是浮冰、微塵、霧和鳥糞等自然 污穢；二是火力發(fā)電廠、化工廠、玻璃廠、水泥廠、冶金廠和蒸汽機車排出的煙塵和廢氣等工 業(yè)污穢。實際應用中，輸電線路閃絡事故的發(fā)生日益嚴重，特別是在高壓、超高壓輸電線路 中，閃絡事故會導致火災、絕緣子損壞以及停電等事故。此外，有些污穢區(qū)的絕緣子表面在 天氣惡劣時，還會發(fā)生局部放電，對無線電廣播和通訊產(chǎn)生干擾作用。為了防止輸變電設(shè) 備發(fā)生閃絡事故，需要監(jiān)測絕緣子泄漏電流，以便及時了解絕緣子的運行狀態(tài)。目前，電力 運行部門、科研院所以及各大高校都在積極探索絕緣子泄漏電流的監(jiān)測技術(shù)；但是，到目前 為止，絕緣子泄漏電流監(jiān)測技術(shù)的精度比較低，絕緣子泄漏電流預測度不高，控制響應比較 慢。由此可見，在現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于絕緣子泄漏電流的監(jiān)測技術(shù)存在著測量精度比較 低、預測度不高、響應較慢等實質(zhì)性問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種精度高、實時性強且響應快的絕緣子 污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)。為了達到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種絕緣子污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括監(jiān)測終端和遠程監(jiān)控終端，監(jiān)測終端與遠程 監(jiān)控終端通過光纖或GPRS聯(lián)接；其中，監(jiān)測終端，用于采集氣象信息和絕緣子的泄漏電流，根據(jù)泄漏電流值大小進行自 適應放大處理后，獲取泄漏電流的基波電流和脈沖頻次，對泄漏電流、泄漏電流的基波電流 和脈沖頻次、氣象信息進行存儲后，以短信方式或根據(jù)遠程監(jiān)控終端發(fā)送的上報指令發(fā)送 至遠程監(jiān)控終端；當泄漏電流值大于預設(shè)泄漏電流報警值后，將報警信息發(fā)送至遠程監(jiān)控 終端；根據(jù)遠程監(jiān)控終端發(fā)送的修改指令，修改所述監(jiān)測終端的系統(tǒng)參數(shù)和預設(shè)泄漏電流 報警值；還用于將自身記錄的輸電線路信息發(fā)送至遠程監(jiān)控終端。遠程監(jiān)控終端，用于存儲并顯示監(jiān)測終端發(fā)送的輸電線路信息、泄漏電流、泄漏電 流的基波電流和脈沖頻次、氣象信息，對泄漏電流的基波電流和脈沖頻次、氣象信息進行融 合處理，得到并顯示絕緣子表面的污穢度；還用于向監(jiān)測終端發(fā)送上報指令和修改指令。綜上所述，本發(fā)明所述絕緣子污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)對泄漏電流的測量范圍比較寬， 由于泄漏電流很小，所以必須采用一定的放大處理，但本發(fā)明對泄漏電流并非采用統(tǒng)一的放大標準，而是根據(jù)泄漏電流值大小進行自適應放大處理，從而提高了本發(fā)明的監(jiān)測精度； 另外，本發(fā)明采用在線監(jiān)測系統(tǒng)，使得泄漏電流能及時上報，并根據(jù)對泄漏電流的基波電流 和脈沖頻次、氣象信息進行融合處理，確定絕緣子表面的污穢度，保證了技術(shù)人員根據(jù)該污 穢度的嚴重程度及時對絕緣子表面的污穢進行清理，故本發(fā)明的實時性比較好，響應也比 較快。


圖1是本發(fā)明所述絕緣子污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明監(jiān)測終端的組成結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明遠程監(jiān)控終端的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例對 本發(fā)明作進一步地詳細描述。圖1為本發(fā)明所述絕緣子污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本 發(fā)明所述絕緣子污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)包括監(jiān)測終端1和遠程監(jiān)控終端2，監(jiān)測終端1與遠程監(jiān) 控終端2通過光纖或GPRS聯(lián)接；其中，監(jiān)測終端1，用于采集氣象信息和絕緣子的泄露電流，根據(jù)泄漏電流值大小進行自 適應放大處理后，獲取泄漏電流的基波電流和脈沖頻次，對泄漏電流、泄漏電流的基波電流 和脈沖頻次、氣象信息進行存儲后，以短信方式或根據(jù)遠程監(jiān)控終端2發(fā)送的上報指令發(fā) 送至遠程監(jiān)控終端2 ；當泄漏電流值大于預設(shè)泄漏電流報警值后，將報警信息發(fā)送至遠程 監(jiān)控終端2 ；根據(jù)遠程監(jiān)控終端2發(fā)送的修改指令，修改監(jiān)測終端1的系統(tǒng)參數(shù)和預設(shè)泄漏 電流報警值；還用于將自身記錄的輸電線路信息發(fā)送至遠程監(jiān)控終端2。實際應用中，監(jiān)測終端1采集的泄漏電流比較小，一般都是UA級的，因此需要對采 集的泄漏電流進行放大處理。本發(fā)明對泄漏電流進行自適應放大處理，具體為當泄漏電流 值為IuA ImA時，將泄漏電流值放大100倍；當泄漏電流值為ImA IOOmA時，將泄漏電 流值放大1 2倍。本發(fā)明中，獲取泄漏電流的基波電流和脈沖頻次具體為對經(jīng)過自適應放大處 理的泄漏電流進行小波變換，得到基波電流和諧波電流，并統(tǒng)計諧波電流中電流幅值為 3mA IOmA的脈沖頻次和電流幅值超過IOmA的脈沖頻次。實際應用中，氣象信息包括環(huán)境溫度和環(huán)境濕度。這里，環(huán)境溫度測量范圍 為-45°C 125°C，測量精度為士0.5°C ；環(huán)境濕度測量范圍為0 100 %，測量精度為 士 10%。遠程監(jiān)控終端2，用于存儲并顯示監(jiān)測終端1發(fā)送的輸電線路信息、泄漏電流、泄 漏電流的基波電流和脈沖頻次、氣象信息，對泄漏電流的基波電流和脈沖頻次、氣象信息進 行融合處理，得到并顯示絕緣子表面的污穢度；還用于向監(jiān)測終端1發(fā)送上報指令和修改 指令。本發(fā)明中，融合處理為泄漏電流的基波電流、泄漏電流的諧波電流中電流幅值為 3mA IOmA的脈沖頻次和電流幅值超過IOmA的脈沖頻次、環(huán)境濕度、環(huán)境溫度，分別乘以一定的加權(quán)系數(shù)后求和，得到絕緣子表面的污穢度。本發(fā)明中，所述絕緣子為35KV 1000KV的輸電線路及電站中運行的瓷質(zhì)絕緣子、 玻璃質(zhì)絕緣子及合成絕緣子。綜上所述，本發(fā)明所述絕緣子污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)對采集的泄漏電流的范圍為 IuA 100mA，由于泄漏電流的范圍比較寬，故進行自適應放大處理，用于提高測量精度； 對處理后的泄漏電流進行小波變換，獲得泄漏電流的基波電流、諧波電流中電流幅值為 3mA IOmA的脈沖頻次和電流幅值超過IOmA的脈沖頻次，對泄漏電流的基波電流、泄漏電 流的諧波電流中電流幅值為3mA IOmA的脈沖頻次和電流幅值超過IOmA的脈沖頻次、環(huán) 境濕度、環(huán)境溫度等進行融合處理，得到絕緣子表面的污穢度?，F(xiàn)場工作人員根據(jù)絕緣子表 面的污穢度，及時清理污穢，防止閃絡事故的發(fā)生，保障了本發(fā)明的實時性和響應性。圖2是本發(fā)明監(jiān)測終端的組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，監(jiān)測終端1包括截流環(huán)
11、自適應調(diào)理電路12、通訊主機13、供電設(shè)備14、存儲器15和傳感器16；其中，截流環(huán)11，用于采集絕緣子的泄漏電流，并將泄漏電流發(fā)送至自適應調(diào)理電路12。實際應用中，截流環(huán)安裝在絕緣子串靠近鐵塔的最后一片絕緣子的鋼冒上方。一 般情況下，鐵塔上有1 12串絕緣子，實際標準配置為6串。實際應用中，用戶可以自行設(shè)定截流環(huán)采集泄漏電流的采集時間間隔，本發(fā)明默 認的采集時間為15分鐘。自適應調(diào)理電路12，用于根據(jù)截流環(huán)11發(fā)送的泄漏電流值大小，對該泄漏電流進 行自適應放大處理，并將放大后的泄漏電流發(fā)送至通訊主機14。傳感器13，用于采集氣象信息，并將氣象信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柡蟀l(fā)送至通訊主機 14。這里，傳感器13為采集各種氣象信息的傳感器，比如溫度傳感器和濕度傳感器， 溫度傳感器能將溫度信號變?yōu)殡娦盘?，濕度傳感器能將濕度信號轉(zhuǎn)換為電信號，以適應后 續(xù)的融合處理過程。通訊主機14，用于將自適應調(diào)理電路12發(fā)送的泄漏電流、傳感器發(fā)送的氣象信息 轉(zhuǎn)發(fā)至存儲器15，根據(jù)泄漏電流獲取泄漏電流的基波電流和脈沖頻次，并以短信方式或根 據(jù)遠程監(jiān)控終端2發(fā)送的上報指令，將泄漏電流、泄漏電流的基波電流和脈沖頻次、氣象信 息以及從存儲器15讀取的輸電線路信息發(fā)送至遠程監(jiān)控終端2 ；根據(jù)遠程監(jiān)控終端2發(fā)送 的修改指令，修改監(jiān)測終端1的系統(tǒng)參數(shù)；從存儲器15讀取預設(shè)泄漏電流報警值，當泄漏電 流大于預設(shè)泄漏電流報警值時，將報警信息發(fā)送至遠程監(jiān)控終端2。實際應用中，預設(shè)泄漏電流報警值需根據(jù)當?shù)貙嶋H情況確定。實際應用中，短信內(nèi)容包括泄漏電流、泄漏電流的基波電流和脈沖頻次、氣象信 息、輸電線路信息和報警信息等。存儲器15，用于存儲通訊主機14發(fā)送的泄漏電流、泄漏電流的基波電流和脈沖頻 次、氣象信息以及報警信息；還用于記錄輸電線路信息。實際應用中，泄漏電流、泄漏電流的基波電流和脈沖頻次、氣象信息、報警信息、輸 電線路信息在存儲器15中以關(guān)系數(shù)據(jù)庫的方式存儲。存儲器15可以存儲六個月的數(shù)據(jù)。實際應用中，輸電線路信息包括輸電線路標識、桿塔標識、絕緣子標識。輸電線路標識包括輸電線路編號和名稱，桿塔標識包括桿塔編號和名稱，絕緣子標識包括絕緣子編 號和名稱。供電設(shè)備16，用于為通訊主機14供電。本發(fā)明中，供電設(shè)備16包括太陽能板和蓄電池；其中，太陽能板作為主供電設(shè)備 對通訊主機14供電，蓄電池作為備用供電設(shè)備對通訊主機14供電。實際應用中，通訊主機14的工作電壓為直流電壓，電壓值為6V。圖3是本發(fā)明遠程監(jiān)控終端的組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，遠程監(jiān)控終端2包 括監(jiān)控主機21、存儲器22、決策機23、顯示設(shè)備24、報警器25 ；其中，監(jiān)控主機21，用于將監(jiān)測終端1發(fā)送的輸電線路信息、泄漏電流、泄漏電流的基波 電流和脈沖頻次、氣象信息以及報警信息轉(zhuǎn)發(fā)至存儲器22、決策機23和顯示設(shè)備24 ；根據(jù) 監(jiān)測終端1發(fā)送的報警信息，向報警器25發(fā)送報警指令；還用于向監(jiān)測終端1發(fā)送上報指 令和修改指令。存儲器22，用于存儲監(jiān)控主機21發(fā)送的輸電線路信息、泄漏電流、泄漏電流的基 波電流和脈沖頻次、氣象信息以及報警信息。實際應用中，輸電線路信息、泄漏電流、泄漏電流的基波電流和脈沖頻次、氣象信 息以及報警信息以關(guān)系數(shù)據(jù)庫的方式存儲于存儲器22中。決策機23，用于對監(jiān)控主機21發(fā)送的泄漏電流的基波電流和脈沖頻次、氣象信息 進行融合處理，得到絕緣子表面的污穢度，并將污穢度發(fā)送至顯示設(shè)備24。顯示設(shè)備24，用于顯示監(jiān)控主機21發(fā)送的輸電線路信息、泄漏電流、泄漏電流的 基波電流和脈沖頻次、氣象信息、報警信息，以及決策機23發(fā)送的污穢度。報警器25，用于根據(jù)監(jiān)控主機21發(fā)送的報警指令，進行報警。實際應用中，遠程監(jiān)控終端2還可對監(jiān)測終端1進行遠程軟件升級等操作。實際應用中，監(jiān)測終端1與遠程監(jiān)控終端2之間通過光纖或GPRS方式進行數(shù)據(jù)傳 輸。本發(fā)明中，監(jiān)測終端1的系統(tǒng)參數(shù)包括數(shù)據(jù)上報的上報周期、絕緣子串個數(shù)等?？傊?，通過本發(fā)明所述絕緣子污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)中的遠程監(jiān)控終端，查詢某段時 間內(nèi)的輸電線路信息、泄漏電流、泄漏電流脈沖頻次、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、報警信息等相關(guān) 數(shù)據(jù)的歷史統(tǒng)計，以及通過查詢這些數(shù)據(jù)的走勢曲線分析絕緣子的污穢度，從而提高電力 系統(tǒng)的運行可靠性，同時大幅減少了電力系統(tǒng)的運行功耗；也可以報表等方式顯示和打印 相關(guān)數(shù)據(jù)。綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的 保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種絕緣子污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括監(jiān)測終端和遠程監(jiān)控終端，監(jiān)測終端與遠程監(jiān)控終端通過光纖或GPRS聯(lián)接；其中，監(jiān)測終端，用于采集氣象信息和絕緣子的泄漏電流，根據(jù)泄漏電流值大小進行自適應放大處理后，獲取泄漏電流的基波電流和脈沖頻次，對泄漏電流、泄漏電流的基波電流和脈沖頻次、氣象信息進行存儲后，以短信方式或根據(jù)遠程監(jiān)控終端發(fā)送的上報指令發(fā)送至遠程監(jiān)控終端；當泄漏電流值大于預設(shè)泄漏電流報警值后，將報警信息發(fā)送至遠程監(jiān)控終端；根據(jù)遠程監(jiān)控終端發(fā)送的修改指令，修改所述監(jiān)測終端的系統(tǒng)參數(shù)和預設(shè)泄漏電流報警值；還用于將自身記錄的輸電線路信息發(fā)送至遠程監(jiān)控終端；遠程監(jiān)控終端，用于存儲并顯示監(jiān)測終端發(fā)送的輸電線路信息、泄漏電流、泄漏電流的基波電流和脈沖頻次、氣象信息，對泄漏電流的基波電流和脈沖頻次、氣象信息進行融合處理，得到并顯示絕緣子表面的污穢度；還用于向監(jiān)測終端發(fā)送上報指令和修改指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測終端包括截流環(huán)、自適應調(diào) 理電路、通訊主機、供電設(shè)備、存儲器和傳感器；其中，截流環(huán)，用于采集絕緣子的泄漏電流，并將泄漏電流發(fā)送至自適應調(diào)理電路； 自適應調(diào)理電路，用于根據(jù)截流環(huán)發(fā)送的泄漏電流值大小，對該泄漏電流進行自適應 放大處理，并將放大后的泄漏電流發(fā)送至通訊主機；傳感器，用于采集氣象信息，并將氣象信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柡蟀l(fā)送至通訊主機； 通訊主機，用于將自適應調(diào)理電路發(fā)送的泄漏電流、傳感器發(fā)送的氣象信息轉(zhuǎn)發(fā)至存 儲器，根據(jù)泄漏電流獲取泄漏電流的基波電流和脈沖頻次，并以短信方式或根據(jù)所述遠程 監(jiān)控終端發(fā)送的上報指令，將泄漏電流、泄漏電流的基波電流和脈沖頻次、氣象信息以及從 存儲器讀取的輸電線路信息發(fā)送至所述遠程監(jiān)控終端；根據(jù)所述遠程監(jiān)控終端發(fā)送的修改 指令，修改所述監(jiān)測終端的系統(tǒng)參數(shù)；從存儲器讀取預設(shè)泄漏電流報警值，當泄漏電流大于 預設(shè)泄漏電流報警值時，將報警信息發(fā)送至所述遠程監(jiān)控終端；存儲器，用于存儲通訊主機發(fā)送的漏電流、泄漏電流的基波電流和脈沖頻次、氣象信息 以及報警信息；還用于記錄輸電線路信息； 供電設(shè)備，用于為通訊主機供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述供電設(shè)備包括太陽能板和蓄電 池；其中，太陽能板，用于作為主供電設(shè)備對所述通訊主機供電； 蓄電池，用于作為備用供電設(shè)備對所述通訊主機供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠程監(jiān)控終端包括監(jiān)控主機、存 儲器、決策機、顯示設(shè)備、報警器；其中，監(jiān)控主機，用于將所述監(jiān)測終端發(fā)送的輸電線路信息、泄漏電流、泄漏電流的基波電流 和脈沖頻次、氣象信息以及報警信息轉(zhuǎn)發(fā)至存儲器、決策機和顯示設(shè)備；根據(jù)所述監(jiān)測終端 發(fā)送的報警信息，向報警器發(fā)送報警指令；還用于向所述監(jiān)測終端發(fā)送上報指令和修改指 令；存儲器，用于存儲監(jiān)控主機發(fā)送的輸電線路信息、泄漏電流、泄漏電流的基波電流和脈 沖頻次、氣象信息以及報警信息；決策機，用于對監(jiān)控主機發(fā)送的泄漏電流的基波電流和脈沖頻次、氣象信息進行融合處理，得到絕緣子表面的污穢度，并將污穢度發(fā)送至顯示設(shè)備；顯示設(shè)備，用于顯示監(jiān)控主機發(fā)送的輸電線路信息、泄漏電流、泄漏電流的基波電流和 脈沖頻次、氣象信息、報警信息，以及決策機發(fā)送的污穢度；報警器，用于根據(jù)監(jiān)控主機發(fā)送的報警指令，進行報警。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述氣象信息包括環(huán)境溫度和 環(huán)境濕度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述自適應放大處理具體為當 泄漏電流值為IuA ImA時，將泄漏電流值放大100倍；當泄漏電流值為ImA IOOmA時， 將泄漏電流值放大1 2倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述獲取泄漏電流的基波電流和脈 沖頻次具體為對經(jīng)過自適應放大處理的泄漏電流進行小波變換，得到基波電流和諧波電 流，并統(tǒng)計諧波電流中電流幅值為3mA IOmA的脈沖頻次和電流幅值超過IOmA的脈沖頻 次。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述融合處理為泄漏電流的基波電 流、泄漏電流的諧波電流中電流幅值為3mA IOmA的脈沖頻次和電流幅值超過IOmA的脈 沖頻次、環(huán)境濕度、環(huán)境溫度，分別乘以一定的加權(quán)系數(shù)后求和，得到絕緣子表面的污穢度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述輸電線路信息包括輸電線 路標識、桿塔標識、絕緣子標識。全文摘要
本發(fā)明提供一種絕緣子污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括監(jiān)測終端和遠程監(jiān)控終端；其中，監(jiān)測終端記錄的輸電線路信息；采集氣象信息和絕緣子泄漏電流，對泄漏電流進行自適應放大處理后，獲取泄漏電流脈沖頻次，存儲泄漏電流、泄漏電流脈沖頻次和氣象信息，以短信方式或根據(jù)上報指令上報信息；當泄漏電流值大于預設(shè)泄漏電流報警值后，發(fā)送報警信息；根據(jù)修改指令修改監(jiān)測終端系統(tǒng)參數(shù)和預設(shè)泄漏電流報警值。遠程監(jiān)控終端存儲并顯示輸電線路信息、泄漏電流、泄漏電流脈沖頻次和氣象信息，對泄漏電流基波、泄漏電流脈沖頻次和氣象信息進行融合處理，得到并顯示絕緣子表面的污穢度。本發(fā)明具有精度高、實時性強和響應速度快等特點，可廣泛應用于電力系統(tǒng)。
文檔編號G01R31/12GK101929972SQ20101022772
公開日2010年12月29日 申請日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者呂強, 陳菊明 申請人:呂強