一種監(jiān)測絕緣子表面污穢電導(dǎo)率的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種監(jiān)測絕緣子表面污穢電導(dǎo)率的系統(tǒng)及方法，包括依次連接的測量單元、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元及計(jì)算機(jī)，上述測量單元、數(shù)據(jù)采集單元及數(shù)據(jù)處理單元采用導(dǎo)線連接，數(shù)據(jù)處理單元與計(jì)算機(jī)通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)連接；本發(fā)明是通過從測量單元中得到信號源電壓信號和定值電阻電壓信號，將兩個(gè)信號分別通過數(shù)據(jù)處理單元得到兩信號的相角差，通過相角差計(jì)算得到電導(dǎo)率。本發(fā)明是一種新的監(jiān)測絕緣子表面污穢電導(dǎo)率的系統(tǒng)，其測量過程簡單，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
【專利說明】一種監(jiān)測絕緣子表面污穢電導(dǎo)率的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在線監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種監(jiān)測絕緣子表面污穢電導(dǎo)率的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]長期以來，我國電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不斷壯大。輸電線路絕緣子長期處于各種環(huán)境中，受到空中強(qiáng)電磁場，驟冷驟熱，空氣中漂浮的污穢顆粒、液體，固體等，再加上雨，霧，露，融冰，融雪等惡劣條件，絕緣子表面的電氣強(qiáng)度大大降低，如果長期不進(jìn)行污穢處理，就容易發(fā)生污閃事故，污閃事故的損失是雷害事故的十倍，危害巨大。
[0003]監(jiān)測絕緣子表面污穢電導(dǎo)率對防污閃具有重要意義。監(jiān)測絕緣子表面污穢電導(dǎo)率可以實(shí)時(shí)了解絕緣子表面積污穢及受潮情況，為制定絕緣子表面污穢清掃工作提供指導(dǎo)。
[0004]目前已有的絕緣子表面污穢監(jiān)測系統(tǒng)有圖像處理技術(shù)，通過提取絕緣子表面污穢照片中的特征量進(jìn)行分析判斷；監(jiān)測絕緣子表面污穢閃絡(luò)放電時(shí)發(fā)出的低頻聲信號，根據(jù)獲得的低頻聲信號進(jìn)行判斷絕緣子表面污穢量的大??；監(jiān)測絕緣子表面污穢放電時(shí)發(fā)出的微波信號以及監(jiān)測絕緣子表面污穢放電超聲波信號等。這類監(jiān)測絕緣子表面污穢的系統(tǒng)一般誤差較大，獲得修正系數(shù)難，要求精度高則設(shè)備昂貴。另一類監(jiān)測絕緣子表面污穢的系統(tǒng)有監(jiān)測泄露電流法以及監(jiān)測電壓分布法，這種監(jiān)測系統(tǒng)受高壓環(huán)境干擾嚴(yán)重，處理過程復(fù)雜，分析需要具備一定的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明提供一種監(jiān)測絕緣子表面污穢電導(dǎo)率的系統(tǒng)及方法。
[0006]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種監(jiān)測絕緣子表面污穢電導(dǎo)率的系統(tǒng)，包括依次連接的測量單元、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元及計(jì)算機(jī)；
[0008]所述測量單元由信號源電路、定值電阻Rs、定值電容Cs和絕緣子表面污穢的等效電阻Rx構(gòu)成，其中定值電容Cs與絕緣子表面污穢的等效電阻Rx并聯(lián)后依次與所述定值電阻Rs、信號源電路串聯(lián)；
[0009]所述數(shù)據(jù)處理單元由第一過零比較器、第二過零比較器及相角差檢測電路構(gòu)成。
[0010]所述信號源電路由依次連接的電源電路、振蕩電路、低通濾波電路及幅值調(diào)整電路構(gòu)成。
[0011]所述定值電阻Rs由一個(gè)以上的電阻串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)構(gòu)成；所述定值電容Cs由一個(gè)以上的電容串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)構(gòu)成；絕緣子表面污穢等效電阻Rx是指懸掛在輸電線路桿塔上不帶電的或用于測量用的絕緣子表面污穢的等效電阻或者在實(shí)驗(yàn)室人工氣候箱內(nèi)懸掛不帶電的絕緣子表面污穢的等效電阻。
[0012]所述第一過零比較器和第二過零比較器結(jié)構(gòu)相同，均包括第三運(yùn)算放大器F3，三極管M1，第七電阻R7，第八電阻R8及第九電阻R9，所述第七電阻&連接在第三運(yùn)算放大器F3的負(fù)極輸入端及信號源電路之間，第八電阻R8連接在三極管M1的基極和第三運(yùn)算放大器F3的輸出端之間，第九電阻R9連接在所述三極管M1的集電極和直流電壓源之間，第三運(yùn)算放大器F3的正極輸入端接地線，三極管M1的射極接地線。
[0013]所述相角差檢測電路由第一 JK觸發(fā)器JK1、第二 JK觸發(fā)器見2及與非門G構(gòu)成；所述第一 JK觸發(fā)器JK1及第二 JK觸發(fā)器JK2的結(jié)構(gòu)及參數(shù)是相同的，其中第一 JK觸發(fā)器的第一輸出Q1和第二輸出ρ分別接第二 JK觸發(fā)器的第三輸入J2和第四輸入K2,第二 JK觸發(fā)器的第三輸出Q2和第四輸出β分別接第一 JK觸發(fā)器的第一輸入K1和第二輸入J1,與非門G的輸入端分別接第一 JK觸發(fā)器的第一輸出端Q1和所述第二 JK觸發(fā)器的第三輸出端Q2。
[0014]一種監(jiān)測絕緣子表面污穢電導(dǎo)率的方法，包括如下步驟:
[0015]SI數(shù)據(jù)采集單元采集信號源電路的電壓信號及定值電阻的電壓信號，并將所采集信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元；
[0016]S2數(shù)據(jù)處理單元經(jīng)過處理得到兩個(gè)信號的相角差信號，并將該信號通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)；
[0017]S3計(jì)算機(jī)判斷經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)接收的相角差信號的占空比d是否小于0.25，是則計(jì)算相角差Θ，否則重新讀取相角差信號占空比，要重新讀取信號差占空比，
[0018]所述計(jì)算相角差Θ的公式為:
[0019]Θ =dX360°
[0020]其中，Θ為絕緣子表面污穢相角差，d為相角差占空比；
[0021]S4根據(jù)相角差Θ，得到絕緣子表面污穢等效電阻Rx的計(jì)算公式為:
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)測絕緣子表面污穢電導(dǎo)率的系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的測量單元、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元及計(jì)算機(jī)； 所述測量單元由信號源電路、定值電阻(Rs)、定值電容(Cs)和絕緣子表面污穢的等效電阻(Rx)構(gòu)成，其中定值電容(Cs)與絕緣子表面污穢的等效電阻(Rx)并聯(lián)后依次與所述定值電阻(Rs)、信號源電路串聯(lián)； 所述數(shù)據(jù)處理單元由第一過零比較器、第二過零比較器及相角差檢測電路構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號源電路由依次連接的電源電路、振蕩電路、低通濾波電路及幅值調(diào)整電路構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述定值電阻(Rs)由一個(gè)以上的電阻串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)構(gòu)成；所述定值電容(Cs)由一個(gè)以上的電容串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)構(gòu)成；絕緣子表面污穢等效電阻(Rx)是指懸掛在輸電線路桿塔上不帶電的或用于測量用的絕緣子表面污穢的等效電阻或者在實(shí)驗(yàn)室人工氣候箱內(nèi)懸掛不帶電的絕緣子表面污穢的等效電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一過零比較器和第二過零比較器結(jié)構(gòu)相同，均包括第三運(yùn)算放大器(F3),三極管(M1),第七電阻(R7),第八電阻(R8)及第九電阻(R9)，所述第七電阻(R7)連接在第三運(yùn)算放大器(F3)的負(fù)極輸入端及信號源電路之間，第八電阻(R8)連接在三極管(M1)的基極和第三運(yùn)算放大器(F3)的輸出端之間，第九電阻(R9)連接在所述三極管(M1)的集電極和直流電壓源之間，第三運(yùn)算放大器(F3)的正極輸入端接地線，三極管(M1)的射極接地線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的系統(tǒng)，其特征在于，所述相角差檢測電路由第一JK觸發(fā)器(JK1)、第二 JK觸發(fā)器(JK2)及與非門(G)構(gòu)成；所述第一 JK觸發(fā)器(JK1)及第二 JK觸發(fā)器(JK2)的結(jié)構(gòu)及參數(shù)是相同的，其中第一 JK觸發(fā)器的第一輸出(Q1)和第二輸出ω)分別接第二 JK觸發(fā)器的第三輸入(J2)和第四輸入(K2)，第二 JK觸發(fā)器的第三輸出(Q2)和第四輸出(Q )分別接第一 JK觸發(fā)器的第一輸入(K1)和第二輸入(J1),與非門(G)的輸入端分別接第一 JK觸發(fā)器的第一輸出端(Q1)和所述第二 JK觸發(fā)器的第三輸出端(Q2)。
6.—種如權(quán)利要求1 一 5任一項(xiàng)所述的一種監(jiān)測絕緣子表面污移1電導(dǎo)率的系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括如下步驟: SI數(shù)據(jù)采集單元采集信號源電路的電壓信號及定值電阻的電壓信號，并將所采集信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元； S2數(shù)據(jù)處理單元經(jīng)過處理得到兩個(gè)信號的相角差信號，并將該信號通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)； S3計(jì)算機(jī)判斷經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)接收的相角差信號的占空比d是否小于0.25，是則計(jì)算相角差Θ，否則重新讀取相角差信號占空比， 所述計(jì)算相角差Θ的公式為:
Θ =dX360° 其中，Θ為絕緣子表面污穢相角差，d為相角差占空比； S4根據(jù)相角差Θ，得到絕緣子表面污穢等效電阻Rx的計(jì)算公式為:
【文檔編號】G01R27/02GK103698606SQ201310689364
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】郝艷捧, 鐘榮富, 陽林, 李立浧 申請人:華南理工大學(xué)