利用紫外電暈技術(shù)檢測(cè)軌道交通絕緣部件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種軌道交通的部件檢測(cè)方法，具體涉及一種利用紫外電暈技術(shù)，對(duì)軌道交通設(shè)備中接觸網(wǎng)、絕緣子、機(jī)車高壓設(shè)備等絕緣部件，進(jìn)行檢測(cè)控制的方法，屬軌道交通部件設(shè)備監(jiān)測(cè)控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]作為電氣化鐵路機(jī)車動(dòng)力的源泉，供電系統(tǒng)至關(guān)重要，是軌道交通的重要組成部分，供電系統(tǒng)主要由變電站、接觸網(wǎng)、絕緣子、機(jī)車高壓設(shè)備、電桿等構(gòu)成，供電系統(tǒng)均為高壓大電流，其部件的絕緣劣化直接導(dǎo)致安全系數(shù)、運(yùn)輸效率的降低。例如，目前電氣化鐵路運(yùn)營(yíng)時(shí)間已長(zhǎng)達(dá)幾十年，即使高鐵如武廣線路也已運(yùn)行達(dá)8年；而作為供電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，絕緣子的維護(hù)維修目前仍主要通過人工觀察或通過兆歐表等工具以定期檢、故障修的方式進(jìn)行，這種方式耗費(fèi)的人力物力大，以京廣線路為例，絕緣子的數(shù)量在15萬個(gè)以上，極易出現(xiàn)漏檢、錯(cuò)檢，且設(shè)備劣化狀態(tài)沒有評(píng)判依據(jù)，同時(shí)沒有長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的方法，因此迫切需要一種能對(duì)絕緣子的劣化狀態(tài)做綜合檢測(cè)評(píng)估的方法及產(chǎn)品。對(duì)于變電站、接觸網(wǎng)、機(jī)車高壓設(shè)備、電桿等要求絕緣性能的部件更沒有成熟的非接觸式檢測(cè)方法和裝置。
[0003]通過專利檢索沒發(fā)現(xiàn)有與本發(fā)明相同技術(shù)的專利文獻(xiàn)報(bào)道，與本發(fā)明有一定關(guān)系的專利主要有以下幾個(gè):
1、專利號(hào)為CN201510312179.9，名稱為“基于紫外光檢測(cè)技術(shù)的配網(wǎng)局放閃絡(luò)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”的實(shí)用新型專利，該專利公開了一種基于紫外光檢測(cè)技術(shù)的配網(wǎng)局放閃絡(luò)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊和控制終端，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括依次連接的紫外光傳感器、光電轉(zhuǎn)換單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、主控制器;所述光電轉(zhuǎn)換單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元之間設(shè)有反向比例放大電路和高通濾波器，紫外光傳感器接收到紫外光脈沖，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為負(fù)向的電流脈沖信號(hào)，經(jīng)前置反向比例放大電路，得到正向電壓信號(hào)，正向電壓信號(hào)通過高通濾波器濾除低頻干擾;進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后將信號(hào)送至裝置主控制器。通過采用先進(jìn)的紫外光傳感技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)設(shè)施故障隱患的主要表現(xiàn)形式之一的局放閃絡(luò)提前把控和預(yù)警。
[0004]2、專利號(hào)為CN201310327941.1，名稱為“非接觸式紫外脈沖放電監(jiān)測(cè)裝置”的發(fā)明專利，該專利公開了一種非接觸式紫外脈沖放電監(jiān)測(cè)裝置，包括傳感器組、與傳感器組相連的信號(hào)調(diào)理單元、與信號(hào)調(diào)理單元相連的微處理器，所述微處理器上還連接有供電單元、存儲(chǔ)單元、顯示單元和控制單元，所述微處理器上還連接有通訊單元和GPS定位單元，所述傳感器組包括紫外線傳感器。該發(fā)明通過紫外線傳感器對(duì)放電情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)、通過通訊單元進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊、通過GPS定位單元定位，不受高頻干擾，且能夠在局部放電擊穿絕緣、破壞電力設(shè)備之前發(fā)現(xiàn)放電，及時(shí)報(bào)警和采取措施，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全，具有靈敏度高、體積小、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]3、專利號(hào)為CN201010244378.8，名稱為“紫外法電力電纜在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)估儀”的發(fā)明專利，該專利公開了一種紫外法電力電纜在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)估儀，由局部放電紫外檢測(cè)單元、絕緣介質(zhì)參數(shù)測(cè)量單元、溫度檢測(cè)單元、中央控制處理單元、GSM數(shù)據(jù)通信單元和電源管理電路構(gòu)成;局部放電紫外檢測(cè)單元的輸出端和絕緣介質(zhì)參數(shù)測(cè)量單元的輸出端以及溫度檢測(cè)單元的輸出端分別與中央控制處理單元的輸入端連接；中央控制處理單元的輸出端通過CAN總線與GSM數(shù)據(jù)通信單元的輸入端連接;電源管理電路的輸出端分別與局部放電紫外檢測(cè)單元、絕緣介質(zhì)參數(shù)測(cè)量單元、溫度檢測(cè)單元、中央控制處理單元以及GSM數(shù)據(jù)通信單元的電源端連接。評(píng)估以在線檢測(cè)埋地下電纜溫度、局部放電、介質(zhì)特性變化及環(huán)境狀況等參數(shù)，具有檢測(cè)效果可靠靈敏、檢測(cè)成本較低的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]所以上述這些專利雖然都涉及到利用紫外光進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并提出了一些具體的監(jiān)測(cè)方法，但是都沒有提出如何利用紫外光電暈技術(shù)對(duì)軌道交通供電系統(tǒng)絕緣部件進(jìn)行檢測(cè)控制的方法及裝置，而現(xiàn)有的軌道交通供電系統(tǒng)絕緣部件一般都在較為惡劣的工況場(chǎng)所工作，很容易出現(xiàn)絕緣性能劣質(zhì)化，其部件的絕緣劣化將直接導(dǎo)致安全系數(shù)、運(yùn)輸效率的降低，所以仍有待進(jìn)一步加以改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有軌道交通絕緣部件性能檢測(cè)所存在的問題，提出一種利用紫外電暈技術(shù)檢測(cè)軌道交通絕緣部件的方法，該種檢測(cè)方法具有詳細(xì)檢測(cè)軌道交通絕緣部件運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)功能，這樣可以提前預(yù)判軌道交通絕緣部件是否存在故障隱患、何種故障隱患，也可以做到更進(jìn)一步的系統(tǒng)壽命分析。
[0008]為了達(dá)到這一目的，本發(fā)明提供了一種利用紫外電暈技術(shù)檢測(cè)軌道交通絕緣部件的方法，根據(jù)高壓放電特點(diǎn)，軌道交通絕緣部件在運(yùn)行過程中，當(dāng)絕緣部件處于即將損壞之前會(huì)因?yàn)榻^緣性能下降，出現(xiàn)放電現(xiàn)象，發(fā)出紫外光;將軌道交通絕緣部件所發(fā)出的紫外光進(jìn)行分級(jí)，利用紫外線傳感器檢測(cè)軌道交通絕緣部件所發(fā)出的放電紫外光所處的級(jí)別，來判斷軌道交通絕緣部件所處的絕緣狀況，從而在軌道交通絕緣部件絕緣性能尚未完全破壞之前進(jìn)行絕緣狀況預(yù)報(bào)，防止軌道交通絕緣部件損壞。
[0009]進(jìn)一步地，所述的利用紫外線傳感器檢測(cè)軌道交通絕緣部件所發(fā)出的放電紫外光所處的級(jí)別是在軌道交通絕緣部件絕緣最為薄弱的位置設(shè)置紫外線傳感器，由紫外線傳感器實(shí)時(shí)對(duì)軌道交通絕緣部件所發(fā)出的紫外光進(jìn)行檢測(cè)，利用紫外線傳感器檢測(cè)軌道交通絕緣部件所發(fā)出的放電紫外光，并將軌道交通絕緣部件所發(fā)出的放電紫外光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再將電壓信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路的濾波放大以及軟件系統(tǒng)的濾波處理后，與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較來統(tǒng)計(jì)脈沖數(shù)，根據(jù)脈沖的密集程度來判斷電氣設(shè)備絕緣損壞位置的放電強(qiáng)度。
[0010]進(jìn)一步地，所述的利用紫外傳感器檢測(cè)軌道交通絕緣部件所發(fā)出的放電紫外光是在軌道交通絕緣部件最薄弱用的部位安裝紫外線傳感器，紫外線傳感器通過檢測(cè)軌道交通絕緣部件所發(fā)出的紫外線間接判斷放電或者火焰的存在，并按信號(hào)強(qiáng)度成正比的輸出信號(hào)給上位機(jī)系統(tǒng)軟件處理分析。
[0011]進(jìn)一步地，所述的將軌道交通絕緣部件所發(fā)出的放電紫外光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)是紫外線傳感器檢測(cè)到軌道交通絕緣部件所發(fā)出的紫外線后，將把放電紫外光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào);軌道交通絕緣部件發(fā)生擊穿前的臨界點(diǎn)首先產(chǎn)生電暈，紫外傳感器能夠檢測(cè)到較小的放電脈沖，發(fā)生電弧放電時(shí)，放電幅度顯著提高，并與電壓等級(jí)同向增加；隨著絕緣破壞增加，放電強(qiáng)度逐漸增大至跳閘，放電波形幅度發(fā)生突變，整個(gè)過程符合氣體放電發(fā)展過程，紫外傳感器能夠?qū)怏w放電產(chǎn)生的紫外線功率準(zhǔn)確測(cè)量，輸出量化電壓信號(hào)，依據(jù)設(shè)定的閾值判定被試件的絕緣狀態(tài)。
[0012]進(jìn)一步地，所述的將電壓信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路的濾波放大以及軟件系統(tǒng)的濾波處理是將采用紫外光電管作為信號(hào)采集元件，紫外線傳感器采集信號(hào)后，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理及信號(hào)采集模塊，生成脈沖信號(hào)，測(cè)試到紫外脈沖再經(jīng)過相關(guān)算法完成信號(hào)采集，之后經(jīng)過信號(hào)調(diào)理模塊處理上傳到FTP服務(wù)器及上位機(jī)軟件，上位機(jī)分析軟件安裝在FTP服務(wù)器上，軟件通過FTP方式接收紫外電暈檢測(cè)儀的數(shù)據(jù)文件，解析記錄的數(shù)據(jù)，將檢測(cè)的部件圖像顯示在上位機(jī)，并將檢測(cè)的紫外光數(shù)據(jù)以波形直觀的顯示。。
[0013]進(jìn)一步地，所述的與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較來統(tǒng)計(jì)脈沖數(shù)是根據(jù)軌道交通絕緣部件所發(fā)出的紫外線電暈在各個(gè)階段不同的強(qiáng)度采用紫外脈沖法進(jìn)行標(biāo)定，并制作出標(biāo)準(zhǔn)值，然后采用紫外脈沖法檢測(cè)軌道交通絕緣部件紫外電暈的強(qiáng)度，再與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，根據(jù)脈沖的密集程度來判斷電氣設(shè)備絕緣損壞位置的放電強(qiáng)度。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明利用紫外電暈技術(shù)檢測(cè)軌道交通絕緣部件的絕緣情況，在軌道交通絕緣部件的絕緣子等絕緣部件的絕緣性能降低時(shí)，如果出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷或表面污穢和濕度的增加，就會(huì)產(chǎn)生電暈和局部放電，持續(xù)發(fā)展到一定程度會(huì)導(dǎo)致閃絡(luò)和跳閘，這時(shí)電暈和表面局部放電過程中會(huì)輻射特定波段的紫外線，本發(fā)明通過在軌道交通絕緣部件的最薄弱部位設(shè)置紫外線傳感器，利用紫外脈沖法檢測(cè)紫外電暈的強(qiáng)度，并通過與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較來統(tǒng)計(jì)脈沖數(shù)，由此判斷軌道交通絕緣部件的絕緣性能，具有非接觸檢測(cè)，可以提前預(yù)報(bào)絕緣狀況，有效避免出現(xiàn)燒損故障。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)軟件控制示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例來進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0017]實(shí)施例一
通過附圖1可以看出，本發(fā)明涉及一種利用紫外電暈技術(shù)檢測(cè)軌道交通絕緣部件的方法，根據(jù)高壓放電特點(diǎn)，軌道交通絕緣部件在運(yùn)行過程中尚未損壞之前會(huì)發(fā)出紫外光的特征，將軌道交通絕緣部件所發(fā)出的紫外光進(jìn)行分級(jí)，利用紫外線傳感器檢測(cè)軌道交通絕緣部件所發(fā)出的放電紫外光所處的級(jí)別，來判斷軌道交通絕緣部件所處的絕緣狀況，從而在軌道交通絕緣部件絕緣性能尚未完全破壞之前進(jìn)行絕緣狀況預(yù)報(bào)，防止軌道交通絕緣部件損壞。
[0018]進(jìn)一步地，所述的利用紫外線傳感器檢測(cè)軌道交通絕緣部件所發(fā)出的放電紫外光所處