一種基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子帶電檢測系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力設(shè)備檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子 帶電檢測系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 復(fù)合絕緣子由于重量輕、強(qiáng)度高、耐污閃性能強(qiáng)、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)眾多，打破了瓷、 玻璃絕緣子的長期統(tǒng)治地位，而在電力系統(tǒng)中獲得廣泛的應(yīng)用。據(jù)2001年的不完全統(tǒng)計(jì)， 全國電網(wǎng)運(yùn)行總數(shù)已達(dá)160萬支，約290萬支年，使用數(shù)量僅次于美國而居世界第2。隨著 運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行數(shù)量的增加，復(fù)合絕緣子發(fā)生故障的信息也逐漸增多，據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)llOkV 線路發(fā)生不明原因閃絡(luò)所占的比例為故障率的22%，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0003] 復(fù)合絕緣子在運(yùn)行過程中出現(xiàn)內(nèi)絕緣缺陷時(shí)，外觀看不出來，會(huì)引起閃絡(luò)故障，嚴(yán) 重的情況是出現(xiàn)斷線事故。因此要減少復(fù)合絕緣子損壞事故，提高供電可靠性?，F(xiàn)有技術(shù) 中提供了觀察法、超聲波檢測法、紅外線成像法等方法作為絕緣子帶電檢測方法，但是，上 述方法均存在缺陷：觀察法，可能因觀察角度不理想或污穢覆蓋而不能被發(fā)現(xiàn)，內(nèi)絕緣缺陷 更可能因無明顯外表特征被遺漏，因此觀察法雖很簡便，但很不可靠；超聲波檢測法，該方 法具有靈敏度高、速度快、成本低、操作簡單及安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，可W準(zhǔn)確地檢測出有裂縫 的絕緣子，但對(duì)未開裂的絕緣子不起作用，而且由于超聲波本身存在禪合、衰減及超聲換能 器性能問題，只能到現(xiàn)場逐個(gè)檢測；紅外線成像法，該法的缺點(diǎn)是儀器造價(jià)高、且溫度測量 易受陽光、大風(fēng)、潮氣、環(huán)境溫度及一些能引起絕緣子表面溫度急劇變化等因素的影響。
[0004] 針對(duì)上述方法的缺陷，現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)計(jì)了電場測量法，該方法可在線檢測復(fù)合絕 緣子的內(nèi)絕緣缺陷，所用儀器較為簡單，對(duì)天氣等外界環(huán)境要求甚低。運(yùn)行中的復(fù)合絕緣 子，正常狀態(tài)下電場強(qiáng)度和電勢沿絕緣子軸向的變化曲線是光滑的。當(dāng)絕緣子存在導(dǎo)通性 缺陷時(shí)，該處電位變?yōu)橐怀?shù)，故其電場強(qiáng)度將突然降低，電場分布曲線也不再光滑，而是 在相應(yīng)的位置上有崎變，中間下陷，兩端上升。因此測量復(fù)合絕緣子串的軸向電場分布可找 出絕緣子的內(nèi)絕緣導(dǎo)通性故障。電場測量法已有了成型的產(chǎn)品，專口用于合成絕緣子的在 線檢測，在干燥、污穢不嚴(yán)重時(shí)檢測效果良好，但其需要登高測量，危險(xiǎn)性高，且污穢而潮濕 的合成絕緣子電場分布扭曲嚴(yán)重，難W識(shí)別缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子帶電檢測系 統(tǒng)及方法，W達(dá)到為尋找輸電線路故障絕緣子提供便捷性，提高供電可靠性的目的。
[0006] 一種基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子帶電檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括絕緣子帶電檢測儀 便攜裝置和數(shù)據(jù)接收終端機(jī)，所述絕緣子帶電檢測儀通過無線自組網(wǎng)通信方式與所述數(shù)據(jù) 接收終端機(jī)連接；
[0007] 所述的絕緣子帶電檢測儀便攜裝置包括單片機(jī)、電場傳感器、光電傳感器和數(shù)據(jù) 采集單元；其中，
[0008] 電場傳感器：用于采集絕緣子的縱向電場數(shù)據(jù)，對(duì)所采集的縱向電場數(shù)據(jù)進(jìn)行無 源濾波和差分放大處理，并發(fā)送至數(shù)據(jù)采集單元中；
[0009] 光電傳感器：用于發(fā)送信號(hào)觸發(fā)單片機(jī)接收當(dāng)前采集的絕緣子縱向電場數(shù)據(jù)；
[0010] 數(shù)據(jù)采集單元：用于根據(jù)各周期內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)，求取各周期的縱向電場數(shù)據(jù)有效 值，并發(fā)送至單片機(jī)中；
[0011] 單片機(jī)：用于將接收的各周期的縱向電場數(shù)據(jù)有效值進(jìn)行平滑濾波處理，并通過 無線自組網(wǎng)通信的方式將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)接收終端機(jī)；
[0012] 所述的數(shù)據(jù)接收終端機(jī)：用于采用最小二乘法對(duì)接收的縱向電場數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬 合，將擬合后的曲線與原始采集的縱向電場數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行對(duì)比，獲得兩曲線之間的最大差 值，并判斷所獲最大差值是否超過設(shè)定的闊值，若是，則被測絕緣子內(nèi)部存在缺陷，需更換 或維修，否則，絕緣子正常。
[0013] 采用基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子帶電檢測系統(tǒng)進(jìn)行的檢測方法，包括W下步 驟：
[0014] 步驟1、采用電場傳感器采集絕緣子的縱向電場數(shù)據(jù)，并對(duì)所采集的縱向電場數(shù)據(jù) 進(jìn)行無源濾波和差分放大處理；
[0015] 步驟2、當(dāng)電場傳感器接近絕緣子邊沿時(shí)觸發(fā)光電傳感器，將當(dāng)前電場傳感器所采 集的絕緣子縱向電場數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)采集單元；
[0016] 步驟3、數(shù)據(jù)采集單元根據(jù)各周期內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)，求取各周期的縱向電場數(shù)據(jù)有效 值，并發(fā)送至單片機(jī)中；
[0017] 步驟4、單片機(jī)將接收的各周期的縱向電場數(shù)據(jù)有效值進(jìn)行平滑濾波處理，并通過 無線自組網(wǎng)通信的方式將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)接收終端機(jī)；
[0018] 步驟5、反復(fù)執(zhí)行步驟1至步驟5,直至絕緣子串所有絕緣子均完成測量；
[0019] 步驟6、數(shù)據(jù)接收終端機(jī)采用最小二乘法對(duì)接收的縱向電場數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合；
[0020] 步驟7、將擬合后的曲線與原始采集的縱向電場數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行對(duì)比，獲得兩曲線之 間的最大差值；
[0021] 步驟8、判斷所獲最大差值是否超過設(shè)定的闊值，若是，則被測絕緣子內(nèi)部存在缺 陷，需更換或維修，否則，絕緣子正常。
[0022] 步驟3所述的求取各周期的縱向電場數(shù)據(jù)有效值，公式如下：
[0023]
化)
[0024] 其中，表示縱向電場數(shù)據(jù)有效值，N表示一個(gè)周期內(nèi)的采樣個(gè)數(shù)，I。表示第η個(gè) 瞬時(shí)縱向電場采樣值。
[00對(duì)本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：
[00%] 本發(fā)明提出一種基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子帶電檢測系統(tǒng)及方法，與現(xiàn)有技 術(shù)相比，通過無線自組網(wǎng)通信技術(shù)提取絕緣子串縱向電場分布，根據(jù)絕緣子縱向電場分布 判斷絕緣子的內(nèi)缺陷，利用無線自組網(wǎng)通信技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛婀ぷ魅藛T的數(shù)據(jù)接收終 端，數(shù)據(jù)將W曲線等方式顯示，可W直觀顯示絕緣子是否具有內(nèi)缺陷故障，為尋找輸電線路 故障絕緣子提供了方便，提高了供電的可靠性。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子帶電檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框 圖；
[002引圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子帶電檢測方法流程圖。【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明一種實(shí)施例做進(jìn)一步說明。
[0030] 本發(fā)明實(shí)施例中，如圖1所示，基于無線自組網(wǎng)通信的絕緣子帶電檢測系統(tǒng)，該系 統(tǒng)包括絕緣子帶電檢測儀便攜裝置和數(shù)據(jù)接收終端機(jī)，所述絕緣子帶電檢測儀通過無線自 組網(wǎng)通信方式與所述數(shù)據(jù)接收終端機(jī)連接；所述的絕緣子帶電檢測儀便攜裝置包括單片 機(jī)、電場傳感器、光電傳感器和數(shù)據(jù)采集單元；
[0031] 本發(fā)明實(shí)施例中，單片機(jī)采用AtmegaS型號(hào)，光電傳感器采用PS-R50Lkodenshi 反射傳感器，電場傳感器采用兩電極板，絕緣子帶電檢測儀還包括電源、運(yùn)行顯示裝置、無 線自組網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)端口、時(shí)鐘電路和L邸指示燈；
[0032] 本發(fā)明實(shí)施例中，電場傳感器用于采集絕緣子的縱向電場數(shù)據(jù)，對(duì)所