專利名稱：數(shù)字高壓多功能絕緣子檢測(cè)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力安全領(lǐng)域，具體涉及一種絕緣子絕緣性能的檢測(cè)方法及裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在我國(guó)電網(wǎng)所用的絕緣子大多為陶瓷絕緣子，新絕緣子的絕緣性能較好，但是隨著輸電線路的運(yùn)行，絕緣子會(huì)逐漸老化，絕緣子的絕緣電阻會(huì)變小、絕緣性能會(huì)降低，成為低值絕緣子或零值絕緣子。造成低值絕緣子的主要原因有一、絕緣子劣化，絕緣子長(zhǎng)期經(jīng)受著電場(chǎng)、線路的重力負(fù)載和大自然、陽(yáng)光、雨、雪的作用，必然逐漸劣化；二、絕緣子表面積污、污層濕潤(rùn)，導(dǎo)致絕緣子絕緣性能會(huì)降低；如果低值絕緣子程度日趨嚴(yán)重或者雷電將絕緣子擊穿，則可能直接導(dǎo)致絕緣子損壞，導(dǎo)致出現(xiàn)零值絕緣子。由于零值、低值的不良絕緣子的存在，增加了發(fā)生雷擊閃絡(luò)和污穢閃絡(luò)的概率，使電網(wǎng)的供電可靠性下降。當(dāng)含有不良絕緣子的絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，其短路電流會(huì)從絕緣子內(nèi)部通過(guò)，產(chǎn)生的熱效應(yīng)可能使絕緣子鋼帽炸開(kāi)，從而出現(xiàn)絕緣子串?dāng)嚅_(kāi)、導(dǎo)線落地等現(xiàn)象，造成嚴(yán)重的事故；其次，大量低值絕緣子的存在增加了電網(wǎng)的電量損耗，這也是不明電量丟失的一方面原因，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。針對(duì)低值絕緣子，如果是表面積污、污層濕潤(rùn)，則可以對(duì)絕緣子進(jìn)行清理，如果是絕緣子劣化，則可視實(shí)際情況更換處理；針對(duì)的零值絕緣子，通常直接更換處理。因此對(duì)運(yùn)行的輸電線路中絕緣子的絕緣性能進(jìn)行檢測(cè)是保證高壓輸、配電線路安全運(yùn)行的關(guān)鍵性問(wèn)題之一。目前常用的絕緣子性能檢測(cè)方法為帶電的在線檢測(cè)法，常見(jiàn)的在線檢測(cè)絕緣子性能的方法主要有火花叉法是目前最常用的檢測(cè)方法，該方法是根據(jù)火花叉與絕緣子接觸是否產(chǎn)生放電來(lái)判斷絕緣子好壞。小球放電法是目前較常用的檢測(cè)方法。該方法是通過(guò)測(cè)量絕緣子兩端的小球產(chǎn)生放電時(shí)的距離來(lái)判斷絕緣子的電壓分布，從而判斷被測(cè)絕緣子是否正常。這種方法要頻繁調(diào)整小球距離，誤判率較大。紅外熱像儀法是目前比較先進(jìn)的檢測(cè)方法。它是利用絕緣子表面的熱效應(yīng)原理進(jìn)行在線檢測(cè)的。這種方法對(duì)涂有半導(dǎo)體釉的防污絕緣子非常有效。因?yàn)榇祟惤^緣子在線帶電運(yùn)行時(shí)，正常絕緣子的表面電流較大，溫升較高，而劣質(zhì)絕緣子的表面溫度比正常絕緣子低好幾度，用紅外熱像儀易于識(shí)別。激光多譜勒振動(dòng)法利用已開(kāi)裂絕緣子的振動(dòng)中心頻率與正常時(shí)不同的特點(diǎn)，通過(guò)外力如敲擊鐵塔或?qū)⒊暡òl(fā)生器所產(chǎn)生的超聲波，用拋物型反射鏡對(duì)準(zhǔn)被測(cè)絕緣子或用激光源對(duì)準(zhǔn)被測(cè)絕緣子，以激起絕緣子的微小振動(dòng)，然后將激光多譜勒儀發(fā)出的激光對(duì)準(zhǔn)被測(cè)的絕緣子，根據(jù)對(duì)反射回來(lái)的信號(hào)的頻譜的分析，從而獲得該絕緣子的振動(dòng)中心頻率值，據(jù)此判斷該絕緣子的好壞。紫外成像法紫外成像儀能直接檢測(cè)出設(shè)備異常溫升之前的放電過(guò)程，是國(guó)際上放電檢測(cè)的主要方法。紫外成像儀比起其他檢測(cè)手段，具有觀察直觀、預(yù)見(jiàn)性好、觀測(cè)距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，但由于紫外成像儀價(jià)格昂貴，且只能觀察較強(qiáng)的放電信號(hào)，所以它一般情況下只能以檢測(cè)電暈、局部放電及電弧為主?？梢?jiàn)，以上各種方法都存在一定的缺陷，操作不便，測(cè)量精度低或費(fèi)用高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種適用范圍廣、適用現(xiàn)場(chǎng)操作、測(cè)量智能、 檢測(cè)快捷、操作方便、測(cè)量精度高、輸出結(jié)果形式豐富、攜帶方便的絕緣子絕緣性能的檢測(cè)方法及其裝置。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為1、在停電狀態(tài)下1)對(duì)停電狀態(tài)下的被測(cè)絕緣子施加直流高電壓；2)采集流經(jīng)被測(cè)絕緣子的泄漏電流；3)根據(jù)步驟1)施加的直流高電壓和步驟2、采集得到的泄漏電流，結(jié)合伏安法計(jì)算出被測(cè)絕緣子的絕緣電阻R ；4)將步驟4)計(jì)算出的絕緣電阻R和已設(shè)定的正常絕緣子的絕緣電阻進(jìn)行比較，然后輸出對(duì)被測(cè)絕緣子的性能的比較結(jié)果。2、在帶電的狀態(tài)下1)適用于在35kv及以上的線路，在不加高壓直流電源的情況下直接采集絕緣子兩端電壓；2)單片機(jī)直接采集絕緣子兩端的電壓并與其他已測(cè)絕緣子兩端電壓進(jìn)行比較；3)其中出現(xiàn)劣化的絕緣子兩端的電壓必定遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他未損壞的絕緣子兩端電壓，甚至電壓值為零。所述高壓直流電源模塊。當(dāng)外界控制變量(如為數(shù)字量直接傳入單片機(jī)，如模擬量要經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)化換后轉(zhuǎn)入單片機(jī))變化時(shí)，由反饋系統(tǒng)將采集到的電壓信號(hào)傳入單片機(jī)判斷并執(zhí)行電壓控制程序，輸出一個(gè)數(shù)字量DH…Ds)，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后提到一電壓Vtl，經(jīng)脈沖控制器(由芯片及其外圍電路組成)變換電路成為一幅值為Vtl的高頻矩形脈沖電壓， 將其加于高頻變壓器的初級(jí)線圈上，升壓后得到幅值為V的矩形脈沖，再經(jīng)整流濾波得到所需電壓。所述MRS轉(zhuǎn)換模塊。是由一種高準(zhǔn)確度的單片真有效值/直流轉(zhuǎn)換器和外圍電路組成，在進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換后，可采集絕緣子兩端電壓。本發(fā)明具有下述優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明可經(jīng)過(guò)對(duì)停電和帶電的狀態(tài)下檢測(cè)絕緣子的絕緣性能。本發(fā)明中的數(shù)字高壓直流電源能自動(dòng)調(diào)節(jié)得到所需電壓，然后檢測(cè)泄漏電流，根據(jù)伏安法計(jì)算出被測(cè)絕緣子的電阻并直接判斷絕緣子為零值、低值或者正常的信息，具有測(cè)量智能、檢測(cè)快捷、輸出結(jié)果形式豐富的優(yōu)點(diǎn)，在測(cè)量后可以暫時(shí)存儲(chǔ)各個(gè)被測(cè)絕緣子檢測(cè)結(jié)果，本發(fā)明中的RMS轉(zhuǎn)換模塊能在帶電的狀態(tài)下直接測(cè)量絕緣子兩端電壓，并經(jīng)過(guò)單片機(jī)與正常絕緣子兩端電壓進(jìn)行比較，判斷其是否損壞。


圖1為本發(fā)明裝置的硬件電路原理示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例中數(shù)字高壓直流電源模塊電路原理示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中有效值轉(zhuǎn)換模塊電路原理示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中信號(hào)調(diào)理單元電路原理示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例中單片機(jī)系統(tǒng)電路原理示意圖。
具體實(shí)施例方式良好絕緣子的絕緣電阻一般在2000ΜΩ左右，我國(guó)規(guī)程規(guī)定，當(dāng)絕緣子的絕緣電阻低于300ΜΩ時(shí)就判定為不良絕緣子。圖1所示，本發(fā)明的數(shù)字高壓多功能絕緣子檢測(cè)設(shè)備主要由RMS轉(zhuǎn)換模塊[1]、數(shù)字高壓直流電源模塊[2]、信號(hào)調(diào)理單元[3]、單片機(jī)系統(tǒng)[4]組成。圖2所示，RMS轉(zhuǎn)換模塊[1]由單片機(jī)[11]及其外圍電路組成，經(jīng)有效值轉(zhuǎn)換可將交流轉(zhuǎn)換為直流;AD637單片機(jī)[11]主要包括(1)有源整流器(亦稱絕對(duì)值電路，屬全波整流)；⑵平方/除法器；⑶濾波放大器；⑷緩沖放大器；(5)偏置電路。輸人電壓(AC 或DC)通過(guò)有源整流器~和4轉(zhuǎn)換成單極性電流I1，加至平方/除法器的一個(gè)輸入端。平方/除法器的輸出電流為14，有關(guān)系式
權(quán)利要求
1.數(shù)字高壓多功能絕緣子檢測(cè)設(shè)備，包括RMS轉(zhuǎn)換模塊[1]、數(shù)字高壓直流電源模塊 [2]、信號(hào)調(diào)理單元[3]、單片機(jī)系統(tǒng)W]；其特點(diǎn)是在一個(gè)切換開(kāi)關(guān)的的控制下，可將RMS轉(zhuǎn)換模塊[1]和數(shù)字高壓直流電源模塊[2]切換投入，在輸電線路帶電和停電的情況下分別能測(cè)量絕緣子的絕緣性能。
2.如權(quán)利要求1所述的RMS轉(zhuǎn)換模塊[1]，其特點(diǎn)是應(yīng)用單片機(jī)將交流轉(zhuǎn)換為直流后， 可直接采集絕緣子兩端電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字高壓多功能絕緣子檢測(cè)設(shè)備，其特征在于所述數(shù)字高壓直流電源模塊[2]由反饋電路將采集到的電壓信號(hào)傳入單片機(jī)判斷并執(zhí)行電壓控制程序，輸出一個(gè)數(shù)字量D，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后提到一電壓，再由芯片及其外圍電路組成變換電路調(diào)節(jié)電壓脈寬，經(jīng)倍壓電路調(diào)節(jié)其幅值后，再經(jīng)整流濾波得到的電壓并將其反饋到單片機(jī)與設(shè)定電壓相比較，如達(dá)不到要求，則自動(dòng)重復(fù)上述過(guò)程直到輸出電壓達(dá)到所需電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)字高壓多功能絕緣子檢測(cè)設(shè)備，在停電和帶電的的狀態(tài)下均能檢測(cè)絕緣子絕緣性能的方法；本發(fā)明裝置包括RMS轉(zhuǎn)換模塊[1]、數(shù)字高壓直流電源模塊[2]、信號(hào)調(diào)理單元[3]、單片機(jī)系統(tǒng)[4]。當(dāng)停電狀態(tài)下時(shí)，本發(fā)明中高壓電源采用數(shù)字控制，輸出電壓連續(xù)可調(diào)，由單片機(jī)內(nèi)部控制電壓和輸出電壓的關(guān)系，在測(cè)量過(guò)程中，單片機(jī)可通過(guò)反饋調(diào)節(jié)輸出電壓，提高了測(cè)量精度；對(duì)帶電的狀態(tài)下的被測(cè)絕緣子經(jīng)過(guò)RMS轉(zhuǎn)換模塊，采集在工頻電壓下各絕緣子兩端的電壓分布，根據(jù)絕緣子電壓分布規(guī)律判斷絕緣子的絕緣狀態(tài)。兩種狀態(tài)下設(shè)備模塊的選擇可經(jīng)切換開(kāi)關(guān)控制投入。本發(fā)明具有適用范圍廣、精度高、攜帶方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R27/08GK102288828SQ20111019515
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者李景祿 申請(qǐng)人:張東, 李景祿, 許衡