專利名稱：高壓輸電線路灰密測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用在高壓輸電線路上的測(cè)量裝置，具體地說是一種高壓輸電線路灰密測(cè)量裝置。
技術(shù)背景 架空輸電線路在運(yùn)行過程中，空氣中的塵土、鹽堿、工業(yè)煙塵等
各種微?；蝤B糞都會(huì)堆積在絕緣子外表面形成污穢層；絕緣子的積污是指絕緣子運(yùn)行一定時(shí)間后表面污穢所達(dá)到的飽和值，即粘附到絕緣子表面的污穢和被雨水沖刷掉與被風(fēng)吹掉的污穢在宏觀上所達(dá)到的動(dòng)平衡狀態(tài)。絕緣子的污穢程度與其造型、環(huán)境污穢種類及程度、線路附近氣候條件等因素有關(guān)，在整個(gè)積污過程中，當(dāng)受到雨水的自潔作用，絕緣子表面的污穢呈鋸齒狀下降，然后再逐漸上升。污穢在未達(dá)到飽和值前，總的趨勢(shì)為上升狀態(tài)，直至達(dá)到飽和值為止。
高壓絕緣子表面的污穢包含溶性成分和不溶性成分，其中可溶性成分的含量用鹽密(等值鹽密度ESDD)表示，灰密(非可溶沉淀物密度NSDD)是指附著絕緣子表面不能溶解于水的物質(zhì)除以表面積的結(jié)果，用于定量表示絕緣子表面非可溶殘?jiān)俊?br> 高壓絕緣子表面的污穢，特別是灰密對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，因此，要求定期監(jiān)測(cè)和清洗絕緣子表面的灰密。傳統(tǒng)的灰密檢測(cè)方法是首先將線路停電，人工清洗絕緣子表面污穢，然后利用天平和濾紙測(cè)量出不溶于水的灰份重量。整個(gè)監(jiān)測(cè)過程時(shí)間長，勞動(dòng)強(qiáng)度大，測(cè)量數(shù)據(jù)分散，所測(cè)數(shù)據(jù)只能反映某個(gè)固定時(shí)段的灰密數(shù)據(jù)，不能跟蹤隨時(shí)間的灰密變化狀況。同時(shí)測(cè)量方式易受天氣、人員水平所限，誤差較大，另外，測(cè)量時(shí)大量的高空作業(yè)具有一定的危險(xiǎn)性。隨著現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，急需一種能夠達(dá)到實(shí)時(shí)、連續(xù)、在線、準(zhǔn)確測(cè)量運(yùn)行絕緣子灰密的測(cè)量方式
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種高壓輸電線路灰密測(cè)量裝置，該裝置實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)、連續(xù)、在線、準(zhǔn)確測(cè)量運(yùn)行絕緣子表面的灰密。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案如下 一種高壓輸電線路灰密測(cè)量裝置，其特征在于它包括石英傳感器、無線網(wǎng)絡(luò)和終端計(jì)算機(jī)；石英傳感器與與終端計(jì)算機(jī)之間通過無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)連接；進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
石英傳感器包括驅(qū)動(dòng)器、激光器、Y形光纖束、濾波器、石英玻璃棒、等效處理器、終端光纖束、耦合器、第一光電變換器、第二光電變換器和基板；
驅(qū)動(dòng)器輸出端與激光器連接，激光器輸出端與Y形光纖束連接；Y形光纖束的第一輸出端與第一光電變換器連接；Y形光纖束的第二輸出端與濾波器連接，濾波器輸出端與石英玻璃棒連接，石英玻璃棒的外表面裝有等效處理器，石英玻璃棒末端通過耦合器與終端光纖束連接，終端光纖束輸出端與第二光電變換器連接；第一光電變換器和第二光電變換器均與基板相接。
基板由數(shù)據(jù)比較模塊COMP、數(shù)據(jù)處理模塊PROCESS 、數(shù)據(jù)傳輸模塊TRANS組成；數(shù)據(jù)比較模塊與數(shù)據(jù)處理模塊連接，數(shù)據(jù)處理模塊與數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，數(shù)據(jù)傳輸模塊與無限網(wǎng)絡(luò)信號(hào)連接。
使用時(shí)，將石英傳感器懸掛到環(huán)境污穢比較嚴(yán)重輸電線路上，即將石英傳感器放置在與高壓線路絕緣子處在相同污染的大氣環(huán)境中，那么，石英傳感器所受到的污染與絕緣子所受到的污染是一樣的，通過石英傳感器對(duì)環(huán)境的灰密值進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)得數(shù)據(jù)通過GSM/GPRS/CDMA無限網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_(tái)的終端計(jì)算機(jī)上進(jìn)行運(yùn)算分析，從而通過相關(guān)參數(shù)的變化反映出現(xiàn)場灰密的變化。
使用過程中，可定期對(duì)石英傳感器懸掛區(qū)域輸電線路絕緣子污穢程度進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)際檢測(cè)，通過對(duì)石英傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)和實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較試驗(yàn)，確保兩者數(shù)據(jù)的一致性。
本實(shí)用新型利用監(jiān)測(cè)石英傳感器的光能參數(shù)變化，建立具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型計(jì)算得出絕緣子表面的灰密，同時(shí)利用傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)法進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，
經(jīng)過對(duì)數(shù)學(xué)模型的不斷修正，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路污穢程度的在線監(jiān)測(cè)。
本實(shí)用新型在不停電的情況下對(duì)灰密進(jìn)行實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確捕捉積污期間的飽和污穢度，為新建輸變電工程提供外絕緣設(shè)計(jì)依據(jù)；掌握電網(wǎng)主網(wǎng)架輸變電設(shè)備的積污規(guī)律，從而預(yù)防、減少污閃事故的發(fā)生。對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行提供安全保障，也為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和廣大人民群眾的生活質(zhì)量提供保障。能準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)到人工測(cè)量方法很難或不能測(cè)量的飽和污穢度及實(shí)時(shí)狀態(tài)污穢度，解決了人工測(cè)量方法帶來的各種問題，能夠準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、在線的實(shí)現(xiàn)絕緣子灰密監(jiān)

圖1是本實(shí)用新型的組成示意圖，
圖2是石英傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖3是石英傳感器基本原理圖。圖中HSM無限網(wǎng)絡(luò)，2—石英傳感器，，201—驅(qū)動(dòng)器、202—激光器、203—Y形光纖束、204—濾波器、205—石英玻璃棒、206—等效處理器、207—終端光纖束、208—第一光電變換器、209—第二光電變換器、210_基板、211一數(shù)據(jù)比較模塊C(MP、 212—數(shù)據(jù)處理模塊PROCESS、 213—數(shù)據(jù)傳輸模塊TRANS、214—耦合器，3—終端計(jì)算機(jī)，4—鐵塔，Ol—激光源，02—輸出光，El—基模，E2—高次模，Wl—污穢物，W2—污移物。
具體實(shí)施方式如圖1所示 一種高壓輸電線路灰密測(cè)量裝置，其特征在于它包括懸掛在各個(gè)輸電線路鐵塔4的石英傳感器2、 GSM無限網(wǎng)絡(luò)1和終端計(jì)算機(jī)3;石英傳感器2通過GSM無限網(wǎng)絡(luò)1與終端計(jì)算機(jī)3信號(hào)連接，實(shí)現(xiàn)信號(hào)相互傳輸。
參見圖2:石英傳感器2包括驅(qū)動(dòng)器201、激光器202、 Y形光纖束203、濾波器204、石英玻璃棒205、等效處理器206、終端光纖束207、耦合器214、第一光電變換器208、第二光電變換器209和基板210;
驅(qū)動(dòng)器201輸出端與激光器202連接，激光器202輸出端與Y形光纖束203連接；Y形光纖束203的第一輸出端與第一光電變換器208連接；Y形光纖束203的第二輸出端與濾波器204連接，濾波器204輸出端與石英玻璃棒205連接，石英玻璃棒205的外表面裝有等效處理器206，石英玻璃棒205末端通過耦合器214與終端光纖束207連接，終端光纖束207輸出端與第二光電變換器209連接;第一光電變換器208和第二光電變換器209均與基板相接。作為能可以改變光傳感面的等效處理器206，用于提高用戶需求測(cè)量范圍內(nèi)的測(cè)量精度.
基板210由數(shù)據(jù)比較模塊C0MP211、數(shù)據(jù)處理模塊PROCESS212、數(shù)據(jù)傳輸模塊TRANS213組成；數(shù)據(jù)比較模塊211與數(shù)據(jù)處理模塊212連接，數(shù)據(jù)處理模塊212與數(shù)據(jù)傳輸模塊213連接，數(shù)據(jù)傳輸模塊213與GSM無線網(wǎng)絡(luò)1信號(hào)連接。
激光器在驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)下，產(chǎn)生高穩(wěn)定的激光功率，經(jīng)Y形光纖束的第一輸出端、濾波器進(jìn)入石英玻璃棒。再經(jīng)等效處理器、終端光纖束送到第二光電變換器，由第二光電變換器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)P1，進(jìn)入基板，提供用于比較的信息。當(dāng)石英玻璃棒上有污穢時(shí)，進(jìn)入第二光電變換器的光功率減小，反映它已受到污穢的影響。激光器產(chǎn)生的另一路激光功率經(jīng)Y形光纖束的第二輸出端送至第一光電變換器，由第一光電變換器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)P2，進(jìn)入基板，P2作為用于比較的基礎(chǔ)信息；電信號(hào)Pl與電信號(hào)P2經(jīng)數(shù)據(jù)比較模塊C0MP、數(shù)據(jù)處理模塊PROCESS處理后由數(shù)據(jù)傳輸模塊TRANS經(jīng)由GSM無限網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控中心的終端計(jì)算機(jī)，由終端計(jì)算機(jī)與濕度、溫度等參數(shù)進(jìn)行綜合數(shù)字處理，得到灰密值。
參見圖3:圖中的箭頭和內(nèi)部的虛線以及雙線箭頭都代表了光的傳輸路線。石英玻璃棒與大氣整個(gè)體形成一個(gè)光導(dǎo)體；激光源進(jìn)入石英玻璃棒后分解為基膜E1和高次模E2;光傳輸時(shí)候絕大部分功率沿石英玻璃棒傳輸(基膜)，少量沿著石英玻璃棒和空氣的接觸面?zhèn)鬏?高次模)；表面污穢物Wl和W2的污穢程度影響了光折射率，形成不同的功率損耗，導(dǎo)致輸出光02發(fā)生變化；檢測(cè)輸出光02功率損耗來判定污穢大小，通過對(duì)環(huán)境參數(shù)的綜合數(shù)字處理得到灰密值，并繪制污穢分布圖。
為保證灰密傳感的靈敏度和精確度，最好采用高穩(wěn)定度的激光驅(qū)動(dòng)器,它可以保證激光器在允許溫度變化范圍內(nèi)獲得要求的輸出功率。為了在光傳感元件石英玻璃棒中得到穩(wěn)定的光傳輸；要選擇高質(zhì)量低損耗的石英玻璃材料制作石英玻璃棒，最好是純度達(dá)99.99%的石英材料，使石英玻璃棒的傳輸損耗的影響在應(yīng)用中基本上可以忽略。
上面給出了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但并不意味對(duì)本實(shí)用新型的限制，如所說的無線網(wǎng)絡(luò)也可以是GPRS/CDMA無限網(wǎng)絡(luò)。
權(quán)利要求1、一種高壓輸電線路灰密測(cè)量裝置，其特征在于它包括石英傳感器(2)、無線網(wǎng)絡(luò)(1)和終端計(jì)算機(jī)(3)；所述石英傳感器(2)與所述終端計(jì)算機(jī)(3)之間通過所述無線網(wǎng)絡(luò)(1)信號(hào)連接；相互傳輸信號(hào)。
2、如權(quán)利要求l所述的一種高壓輸電線路灰密測(cè)量裝置，其特征在于所述石英傳感器(2)包括驅(qū)動(dòng)器(201)、激光器(202) 、 Y形光纖束(203)、濾波器(204)、石英玻璃棒(205)、等效處理器(206)、終端光纖束(207)、耦合器(214)、第一光電變換器(208)、第二光電變換器(209)和基板(210);所述驅(qū)動(dòng)器(201)輸出端與所述激光器(202)連接，所述激光器(202)輸出端與所述Y形光纖束(203)連接；所述Y形光纖束(203)的第一輸出端與所述第一光電變換器(208)連接；所述Y形光纖束(203)的第二輸出端與所述濾波器(204)連接，所述濾波器(204)輸出端與所述石英玻璃棒(205)連接，所述石英玻璃棒(205)的外表面裝有所述等效處理器(206)，所述石英玻璃棒(205)末端通過所述耦合器(214)與所述終端光纖束(207)連接，所述終端光纖束(207)輸出端與所述第二光電變換器(209)連接；所述第一光電變換器(208)和所述第二光電變換器(209)均與所述基板(210)相接。
3、 如權(quán)利要求1所述的高壓輸電線路灰密測(cè)量裝置，其特征在于所述基板(210)由數(shù)據(jù)比較模塊COMP (211)、數(shù)據(jù)處理模塊PROCESS (212)、數(shù)據(jù)傳輸模塊TRANS (213 )組成；所述數(shù)據(jù)比較模塊(211)與所述數(shù)據(jù)處理模塊(212)連接，所述數(shù)據(jù)處理模塊(212)與所述數(shù)據(jù)傳輸模塊(213)連接，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊(213)與所述GSM無線網(wǎng)絡(luò)(1)信號(hào)連接。
4、 如權(quán)利要求l、 2或3所述的一種高壓輸電線路灰密測(cè)量裝置，其特征在于所述石英玻璃棒(205)是純度為99.99%的石英材料制作。
5、 如權(quán)利要求4所述的一種高壓輸電線路灰密測(cè)量裝置，其特征在于所述無線網(wǎng)絡(luò)(1)是GSM/GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)。
專利摘要一種高壓輸電線路灰密測(cè)量裝置，包括石英傳感器、無線網(wǎng)絡(luò)和終端計(jì)算機(jī)；石英傳感器與無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)連接，無線網(wǎng)絡(luò)與終端計(jì)算機(jī)信號(hào)連接。石英傳感器包括驅(qū)動(dòng)器、激光器、Y形光纖束、濾波器、耦合器、石英玻璃棒、等效處理器、終端光纖束、第一光電變換器、第二光電變換器和基板；驅(qū)動(dòng)器輸出端與激光器連接，激光器輸出端與Y形光纖束連接；Y形光纖束的第一輸出端與第一光電變換器連接；Y形光纖束的第二輸出端與濾波器連接，濾波器輸出端與石英玻璃棒連接，石英玻璃棒的外表面裝有等效處理器，石英玻璃棒末端通過耦合器與終端光纖束、第二光電變換器依次連接；兩光電變換器均與基板相接。它能準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、在線實(shí)現(xiàn)絕緣子灰密監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)G01N9/24GK201319008SQ20082018108
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
發(fā)明者劉世斌, 劉生琳, 飛 周, 宋巍巍, 張學(xué)云, 帆 楊, 柴世剛 申請(qǐng)人:甘肅省電力公司金昌供電公司;武漢康普常青軟件技術(shù)有限公司