基于晶體鏡面反射率光傳感器的絕緣子污穢度監(jiān)測系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛應急救援和電動車移動充電技術領域，具體涉及一種基于晶體鏡面反射率光傳感器的絕緣子污穢度監(jiān)測系統(tǒng)及方法。
技術背景
[0002]絕緣子是電力系統(tǒng)中數量最多且最為重要的元件之一，高壓輸電線路中在線運行的絕緣子，表面會逐漸沉積一層來自空氣污染和地面灰塵的污穢物，其中含有導電性的鹽類電解質，當遇有霧霆及冰雪等潮濕天氣時，絕緣子表面污穢物吸收水分，使污層中的電解質溶解、電離，導致絕緣子的表面泄漏電流增加。電場強度足夠大時，將產生局部放電，甚至轉變?yōu)榫植侩娀?，局部電弧達到臨界狀態(tài)時，電弧貫穿兩極，造成閃絡。由于常規(guī)巡視不便及時發(fā)現故障，而導致絕緣子放電的現象時有發(fā)生，極易造成電力系統(tǒng)的嚴重故障。
[0003]為了防止污閃事故的發(fā)生，需要對污染絕緣子做出及時準確的判斷，以便在危險來臨之前，采取必要的措施，傳統(tǒng)的絕緣子污穢度監(jiān)測方法需要對絕緣子進行停電，然后對絕緣子的污穢度進行分析研究，這種方式的實施難度大、實時性差、影響電網正常安全運行。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對上述技術問題，提供一種基于晶體鏡面反射率光傳感器的絕緣子污穢度監(jiān)測系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法能夠及時反饋輸電線路絕緣子污穢變化情況，解決了傳統(tǒng)方法需要對絕緣子進行停電檢測、實施難度大、實時性差、影響電網正常安全運行的問題。
[0005]為實現此目的，本發(fā)明所設計的基于晶體鏡面反射率光傳感器的絕緣子污穢度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:它包括現場終端和監(jiān)測中心電腦，所述現場終端包括溫度傳感器、濕度傳感器、激光傳感器、中央處理器、存儲模塊、通訊模塊、電源模塊、光發(fā)生器和石英玻璃棒，所述溫度傳感器、濕度傳感器和激光傳感器的信號輸出端均連接中央處理器的信號輸入端，中央處理器的數據通信端連接存儲模塊的第一數據通信端，存儲模塊的第二數據通信端通過通訊模塊無線連接監(jiān)測中心電腦的通信端，所述電源模塊分別連接中央處理器、存儲模塊和通訊模塊的電源端，所述光發(fā)生器的光信號輸出端連接石英玻璃棒的一端，石英玻璃棒另一端連接激光傳感器的光信號接收端。
[0006]—種利用上述系統(tǒng)進行絕緣子污穢度監(jiān)測的方法，其特征在于，它包括如下步驟:
[0007]步驟1:將現場終端安裝在直流輸電線路鐵塔橫擔上；
[0008]步驟2:光發(fā)生器的光信號輸出端輸出波長范圍為1500?1600nm的光，光在石英玻璃棒中傳播后由激光傳感器感應，激光傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器將感應到的實時光信號、實時溫度值數據和實時濕度值數據傳輸給中央處理器，中央處理器根據得到的實時光信號計算出對應的光通量數據和光損耗數據，中央處理器根據所述光通量數據和光損耗數據計算出石英玻璃棒上對應的實時鹽密和灰密數據，中央處理器將實時鹽密和灰密數據、實時溫度值數據以及實時濕度值數據傳輸給存儲模塊進行存儲，存儲模塊同時將實時鹽密和灰密數據、實時溫度值數據以及實時濕度值數據以GSM(Global System forMobile Communicat1n,全球移動通信系統(tǒng))短信的方式發(fā)送給監(jiān)測中心電腦，監(jiān)測中心電腦使技術人員在遠程就能得到直流輸電線路的污穢情況。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:利用數據通信技術實施在線監(jiān)測，使得對絕緣子的污穢檢測不需要停電檢測，能夠實時監(jiān)測并對數據進行分析，很好的掌握絕緣子的污穢情況，實時性較好，不影響電網正常的安全運行。通過輸電線路在線監(jiān)視技術的實施減少了大量的停電檢修和帶電檢修工作量，減少了發(fā)生人身事故的機率。原來的巡視，需要人員定時到線路進行，且輸電線路都在地質條件比較惡劣的地方，還有在天氣條件比較惡劣的情況，工人很疲勞，在實際工作中，發(fā)生人身事故的險情在系統(tǒng)內時有發(fā)生。采用輸電線路在線監(jiān)視技術減少了人員定時巡視的需要，對確保人身安全和設備安全十分有利。該系統(tǒng)不受環(huán)境干擾、準確度高，在線實時監(jiān)測穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結構框圖；
[0011]其中，I一現場終端、1.1一溫度傳感器、1.2—濕度傳感器、1.3—激光傳感器、1.4一中央處理器、1.5—存儲模塊、1.6—通訊模塊、1.7—電源模塊、1.8—光發(fā)生器、19—和石英玻璃棒、2—監(jiān)測中心電腦。
【具體實施方式】
[0012]以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明:
[0013]如圖1所示的基于晶體鏡面反射率光傳感器的絕緣子污穢度監(jiān)測系統(tǒng)，它包括現場終端I和監(jiān)測中心電腦2，所述現場終端I包括溫度傳感器1.1、濕度傳感器1.2、激光傳感器1.3、中央處理器1.4、存儲模塊1.5、通訊模塊1.6、電源模塊1.7、光發(fā)生器1.8和石英玻璃棒1.9，所述溫度傳感器1.1、濕度傳感器1.2和激光傳感器1.3的信號輸出端均連接中央處理器1.4的信號輸入端，中央處理器1.4的數據通信端連接存儲模塊1.5的第一數據通信端，存儲模塊1.5的第二數據通信端通過通訊模塊1.6無線連接監(jiān)測中心電腦2的通信端，所述電源模塊1.7分別連接中央處理器1.4、存儲模塊1.5和通訊模塊1.6的電源端，所述光發(fā)生器1.8的光信號輸出端連接石英玻璃棒1.9的一端，石英玻璃棒1.9另一端連接激光傳感器1.3的光信號接收端。
[0014]上述技術方案中，石英玻璃棒1.9是一個以棒為芯，大氣為包層的多模介質光波導。當石英玻璃棒1.9上無污穢時，由于石英的折射率nl大于空氣的折射率n2(nl>n2)，其傳輸損耗很小，石英玻璃棒1.9的輸出光基本不變；當石英玻璃棒1.9上有污穢時，污穢中的污染粒子導致折射率η增大，光能參數發(fā)生改變。中央處理器1.4根據所述光通量數據和光損耗數據并依照現有的光參數鹽密參數精密算法計算出石英玻璃棒1.9上對應的實時鹽密和灰密數據。
[0015]上述技術方案中，所述光發(fā)生器1.8的光信號輸出端輸出的光的波長范圍為1500?1600nm。優(yōu)選為1550nm，此波長在介質傳輸中的理論損耗最低。有利于鹽密和灰密計算的準確性。
[0016]上述技術方案中，所述通訊模塊1.6與監(jiān)測中心電腦2之間通過GSM