专利名称：一种绝缘子污秽在线监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及监测技术，特别是涉及一种绝缘子污秽在线监测系统。
背景技术：
污秽闪络是积聚在输电线路绝缘子表面的具有导电性能的污秽物质受潮后，由于 其导电能力加强，使得绝缘子的绝缘水平大大降低，甚至在绝缘子之间构成短路，导致输电 线路发生闪络事故。绝缘子表面的污秽一般分为两大类一是浮冰、微尘、雾和鸟粪等自然 污秽；二是火力发电厂、化工厂、玻璃厂、水泥厂、冶金厂和蒸汽机车排出的烟尘和废气等工 业污秽。实际应用中，输电线路闪络事故的发生日益严重，特别是在高压、超高压输电线路 中，闪络事故会导致火灾、绝缘子损坏以及停电等事故。此外，有些污秽区的绝缘子表面在 天气恶劣时，还会发生局部放电，对无线电广播和通讯产生干扰作用。为了防止输变电设 备发生闪络事故，需要监测绝缘子泄漏电流，以便及时了解绝缘子的运行状态。目前，电力 运行部门、科研院所以及各大高校都在积极探索绝缘子泄漏电流的监测技术；但是，到目前 为止，绝缘子泄漏电流监测技术的精度比较低，绝缘子泄漏电流预测度不高，控制响应比较 慢。由此可见，在现有技术中，关于绝缘子泄漏电流的监测技术存在着测量精度比较 低、预测度不高、响应较慢等实质性问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种精度高、实时性强且响应快的绝缘子 污秽在线监测系统。为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为一种绝缘子污秽在线监测系统，包括监测终端和远程监控终端，监测终端与远程 监控终端通过光纤或GPRS联接；其中，监测终端，用于采集气象信息和绝缘子的泄漏电流，根据泄漏电流值大小进行自 适应放大处理后，获取泄漏电流的基波电流和脉冲频次，对泄漏电流、泄漏电流的基波电流 和脉冲频次、气象信息进行存储后，以短信方式或根据远程监控终端发送的上报指令发送 至远程监控终端；当泄漏电流值大于预设泄漏电流报警值后，将报警信息发送至远程监控 终端；根据远程监控终端发送的修改指令，修改所述监测终端的系统参数和预设泄漏电流 报警值；还用于将自身记录的输电线路信息发送至远程监控终端。远程监控终端，用于存储并显示监测终端发送的输电线路信息、泄漏电流、泄漏电 流的基波电流和脉冲频次、气象信息，对泄漏电流的基波电流和脉冲频次、气象信息进行融 合处理，得到并显示绝缘子表面的污秽度；还用于向监测终端发送上报指令和修改指令。综上所述，本发明所述绝缘子污秽在线监测系统对泄漏电流的测量范围比较宽， 由于泄漏电流很小，所以必须采用一定的放大处理，但本发明对泄漏电流并非采用统一的放大标准，而是根据泄漏电流值大小进行自适应放大处理，从而提高了本发明的监测精度； 另外，本发明采用在线监测系统，使得泄漏电流能及时上报，并根据对泄漏电流的基波电流 和脉冲频次、气象信息进行融合处理，确定绝缘子表面的污秽度，保证了技术人员根据该污 秽度的严重程度及时对绝缘子表面的污秽进行清理，故本发明的实时性比较好，响应也比 较快。
图1是本发明所述绝缘子污秽在线监测系统的组成结构示意图。图2是本发明监测终端的组成结构示意图。图3是本发明远程监控终端的组成结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对 本发明作进一步地详细描述。图1为本发明所述绝缘子污秽在线监测系统的组成结构示意图。如图1所示，本 发明所述绝缘子污秽在线监测系统包括监测终端1和远程监控终端2，监测终端1与远程监 控终端2通过光纤或GPRS联接；其中，监测终端1，用于采集气象信息和绝缘子的泄露电流，根据泄漏电流值大小进行自 适应放大处理后，获取泄漏电流的基波电流和脉冲频次，对泄漏电流、泄漏电流的基波电流 和脉冲频次、气象信息进行存储后，以短信方式或根据远程监控终端2发送的上报指令发 送至远程监控终端2 ；当泄漏电流值大于预设泄漏电流报警值后，将报警信息发送至远程 监控终端2 ；根据远程监控终端2发送的修改指令，修改监测终端1的系统参数和预设泄漏 电流报警值；还用于将自身记录的输电线路信息发送至远程监控终端2。实际应用中，监测终端1采集的泄漏电流比较小，一般都是UA级的，因此需要对采 集的泄漏电流进行放大处理。本发明对泄漏电流进行自适应放大处理，具体为当泄漏电流 值为IuA ImA时，将泄漏电流值放大100倍；当泄漏电流值为ImA IOOmA时，将泄漏电 流值放大1 2倍。本发明中，获取泄漏电流的基波电流和脉冲频次具体为对经过自适应放大处 理的泄漏电流进行小波变换，得到基波电流和谐波电流，并统计谐波电流中电流幅值为 3mA IOmA的脉冲频次和电流幅值超过IOmA的脉冲频次。实际应用中，气象信息包括环境温度和环境湿度。这里，环境温度测量范围 为-45°C 125°C，测量精度为士0.5°C ；环境湿度测量范围为0 100 %，测量精度为 士 10%。远程监控终端2，用于存储并显示监测终端1发送的输电线路信息、泄漏电流、泄 漏电流的基波电流和脉冲频次、气象信息，对泄漏电流的基波电流和脉冲频次、气象信息进 行融合处理，得到并显示绝缘子表面的污秽度；还用于向监测终端1发送上报指令和修改 指令。本发明中，融合处理为泄漏电流的基波电流、泄漏电流的谐波电流中电流幅值为 3mA IOmA的脉冲频次和电流幅值超过IOmA的脉冲频次、环境湿度、环境温度，分别乘以一定的加权系数后求和，得到绝缘子表面的污秽度。本发明中，所述绝缘子为35KV 1000KV的输电线路及电站中运行的瓷质绝缘子、 玻璃质绝缘子及合成绝缘子。综上所述，本发明所述绝缘子污秽在线监测系统对采集的泄漏电流的范围为 IuA 100mA，由于泄漏电流的范围比较宽，故进行自适应放大处理，用于提高测量精度； 对处理后的泄漏电流进行小波变换，获得泄漏电流的基波电流、谐波电流中电流幅值为 3mA IOmA的脉冲频次和电流幅值超过IOmA的脉冲频次，对泄漏电流的基波电流、泄漏电 流的谐波电流中电流幅值为3mA IOmA的脉冲频次和电流幅值超过IOmA的脉冲频次、环 境湿度、环境温度等进行融合处理，得到绝缘子表面的污秽度。现场工作人员根据绝缘子表 面的污秽度，及时清理污秽，防止闪络事故的发生，保障了本发明的实时性和响应性。图2是本发明监测终端的组成结构示意图。如图2所示，监测终端1包括截流环
11、自适应调理电路12、通讯主机13、供电设备14、存储器15和传感器16；其中，截流环11，用于采集绝缘子的泄漏电流，并将泄漏电流发送至自适应调理电路12。实际应用中，截流环安装在绝缘子串靠近铁塔的最后一片绝缘子的钢冒上方。一 般情况下，铁塔上有1 12串绝缘子，实际标准配置为6串。实际应用中，用户可以自行设定截流环采集泄漏电流的采集时间间隔，本发明默 认的采集时间为15分钟。自适应调理电路12，用于根据截流环11发送的泄漏电流值大小，对该泄漏电流进 行自适应放大处理，并将放大后的泄漏电流发送至通讯主机14。传感器13，用于采集气象信息，并将气象信息转变为电信号后发送至通讯主机 14。这里，传感器13为采集各种气象信息的传感器，比如温度传感器和湿度传感器， 温度传感器能将温度信号变为电信号，湿度传感器能将湿度信号转换为电信号，以适应后 续的融合处理过程。通讯主机14，用于将自适应调理电路12发送的泄漏电流、传感器发送的气象信息 转发至存储器15，根据泄漏电流获取泄漏电流的基波电流和脉冲频次，并以短信方式或根 据远程监控终端2发送的上报指令，将泄漏电流、泄漏电流的基波电流和脉冲频次、气象信 息以及从存储器15读取的输电线路信息发送至远程监控终端2 ；根据远程监控终端2发送 的修改指令，修改监测终端1的系统参数；从存储器15读取预设泄漏电流报警值，当泄漏电 流大于预设泄漏电流报警值时，将报警信息发送至远程监控终端2。实际应用中，预设泄漏电流报警值需根据当地实际情况确定。实际应用中，短信内容包括泄漏电流、泄漏电流的基波电流和脉冲频次、气象信 息、输电线路信息和报警信息等。存储器15，用于存储通讯主机14发送的泄漏电流、泄漏电流的基波电流和脉冲频 次、气象信息以及报警信息；还用于记录输电线路信息。实际应用中，泄漏电流、泄漏电流的基波电流和脉冲频次、气象信息、报警信息、输 电线路信息在存储器15中以关系数据库的方式存储。存储器15可以存储六个月的数据。实际应用中，输电线路信息包括输电线路标识、杆塔标识、绝缘子标识。输电线路标识包括输电线路编号和名称，杆塔标识包括杆塔编号和名称，绝缘子标识包括绝缘子编 号和名称。供电设备16，用于为通讯主机14供电。本发明中，供电设备16包括太阳能板和蓄电池；其中，太阳能板作为主供电设备 对通讯主机14供电，蓄电池作为备用供电设备对通讯主机14供电。实际应用中，通讯主机14的工作电压为直流电压，电压值为6V。图3是本发明远程监控终端的组成结构示意图。如图3所示，远程监控终端2包 括监控主机21、存储器22、决策机23、显示设备24、报警器25 ；其中，监控主机21，用于将监测终端1发送的输电线路信息、泄漏电流、泄漏电流的基波 电流和脉冲频次、气象信息以及报警信息转发至存储器22、决策机23和显示设备24 ；根据 监测终端1发送的报警信息，向报警器25发送报警指令；还用于向监测终端1发送上报指 令和修改指令。存储器22，用于存储监控主机21发送的输电线路信息、泄漏电流、泄漏电流的基 波电流和脉冲频次、气象信息以及报警信息。实际应用中，输电线路信息、泄漏电流、泄漏电流的基波电流和脉冲频次、气象信 息以及报警信息以关系数据库的方式存储于存储器22中。决策机23，用于对监控主机21发送的泄漏电流的基波电流和脉冲频次、气象信息 进行融合处理，得到绝缘子表面的污秽度，并将污秽度发送至显示设备24。显示设备24，用于显示监控主机21发送的输电线路信息、泄漏电流、泄漏电流的 基波电流和脉冲频次、气象信息、报警信息，以及决策机23发送的污秽度。报警器25，用于根据监控主机21发送的报警指令，进行报警。实际应用中，远程监控终端2还可对监测终端1进行远程软件升级等操作。实际应用中，监测终端1与远程监控终端2之间通过光纤或GPRS方式进行数据传 输。本发明中，监测终端1的系统参数包括数据上报的上报周期、绝缘子串个数等。总之，通过本发明所述绝缘子污秽在线监测系统中的远程监控终端，查询某段时 间内的输电线路信息、泄漏电流、泄漏电流脉冲频次、环境温度、环境湿度、报警信息等相关 数据的历史统计，以及通过查询这些数据的走势曲线分析绝缘子的污秽度，从而提高电力 系统的运行可靠性，同时大幅减少了电力系统的运行功耗；也可以报表等方式显示和打印 相关数据。综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
权利要求
一种绝缘子污秽在线监测系统，其特征在于，所述系统包括监测终端和远程监控终端，监测终端与远程监控终端通过光纤或GPRS联接；其中，监测终端，用于采集气象信息和绝缘子的泄漏电流，根据泄漏电流值大小进行自适应放大处理后，获取泄漏电流的基波电流和脉冲频次，对泄漏电流、泄漏电流的基波电流和脉冲频次、气象信息进行存储后，以短信方式或根据远程监控终端发送的上报指令发送至远程监控终端；当泄漏电流值大于预设泄漏电流报警值后，将报警信息发送至远程监控终端；根据远程监控终端发送的修改指令，修改所述监测终端的系统参数和预设泄漏电流报警值；还用于将自身记录的输电线路信息发送至远程监控终端；远程监控终端，用于存储并显示监测终端发送的输电线路信息、泄漏电流、泄漏电流的基波电流和脉冲频次、气象信息，对泄漏电流的基波电流和脉冲频次、气象信息进行融合处理，得到并显示绝缘子表面的污秽度；还用于向监测终端发送上报指令和修改指令。
2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述监测终端包括截流环、自适应调 理电路、通讯主机、供电设备、存储器和传感器；其中，截流环，用于采集绝缘子的泄漏电流，并将泄漏电流发送至自适应调理电路； 自适应调理电路，用于根据截流环发送的泄漏电流值大小，对该泄漏电流进行自适应 放大处理，并将放大后的泄漏电流发送至通讯主机；传感器，用于采集气象信息，并将气象信息转变为电信号后发送至通讯主机； 通讯主机，用于将自适应调理电路发送的泄漏电流、传感器发送的气象信息转发至存 储器，根据泄漏电流获取泄漏电流的基波电流和脉冲频次，并以短信方式或根据所述远程 监控终端发送的上报指令，将泄漏电流、泄漏电流的基波电流和脉冲频次、气象信息以及从 存储器读取的输电线路信息发送至所述远程监控终端；根据所述远程监控终端发送的修改 指令，修改所述监测终端的系统参数；从存储器读取预设泄漏电流报警值，当泄漏电流大于 预设泄漏电流报警值时，将报警信息发送至所述远程监控终端；存储器，用于存储通讯主机发送的漏电流、泄漏电流的基波电流和脉冲频次、气象信息 以及报警信息；还用于记录输电线路信息； 供电设备，用于为通讯主机供电。
3.根据权利要求2所述的监控系统，其特征在于，所述供电设备包括太阳能板和蓄电 池；其中，太阳能板，用于作为主供电设备对所述通讯主机供电； 蓄电池，用于作为备用供电设备对所述通讯主机供电。
4.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述远程监控终端包括监控主机、存 储器、决策机、显示设备、报警器；其中，监控主机，用于将所述监测终端发送的输电线路信息、泄漏电流、泄漏电流的基波电流 和脉冲频次、气象信息以及报警信息转发至存储器、决策机和显示设备；根据所述监测终端 发送的报警信息，向报警器发送报警指令；还用于向所述监测终端发送上报指令和修改指 令；存储器，用于存储监控主机发送的输电线路信息、泄漏电流、泄漏电流的基波电流和脉 冲频次、气象信息以及报警信息；决策机，用于对监控主机发送的泄漏电流的基波电流和脉冲频次、气象信息进行融合处理，得到绝缘子表面的污秽度，并将污秽度发送至显示设备；显示设备，用于显示监控主机发送的输电线路信息、泄漏电流、泄漏电流的基波电流和 脉冲频次、气象信息、报警信息，以及决策机发送的污秽度；报警器，用于根据监控主机发送的报警指令，进行报警。
5.根据权利要求1、2或4所述的监测系统，其特征在于，所述气象信息包括环境温度和 环境湿度。
6.根据权利要求1或2所述的监测系统，其特征在于，所述自适应放大处理具体为当 泄漏电流值为IuA ImA时，将泄漏电流值放大100倍；当泄漏电流值为ImA IOOmA时， 将泄漏电流值放大1 2倍。
7.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于，所述获取泄漏电流的基波电流和脉 冲频次具体为对经过自适应放大处理的泄漏电流进行小波变换，得到基波电流和谐波电 流，并统计谐波电流中电流幅值为3mA IOmA的脉冲频次和电流幅值超过IOmA的脉冲频 次。
8.根据权利要求7所述的监控系统，其特征在于，所述融合处理为泄漏电流的基波电 流、泄漏电流的谐波电流中电流幅值为3mA IOmA的脉冲频次和电流幅值超过IOmA的脉 冲频次、环境湿度、环境温度，分别乘以一定的加权系数后求和，得到绝缘子表面的污秽度。
9.根据权利要求1、2或4所述的监测系统，其特征在于，所述输电线路信息包括输电线 路标识、杆塔标识、绝缘子标识。全文摘要
本发明提供一种绝缘子污秽在线监测系统，该系统包括监测终端和远程监控终端；其中，监测终端记录的输电线路信息；采集气象信息和绝缘子泄漏电流，对泄漏电流进行自适应放大处理后，获取泄漏电流脉冲频次，存储泄漏电流、泄漏电流脉冲频次和气象信息，以短信方式或根据上报指令上报信息；当泄漏电流值大于预设泄漏电流报警值后，发送报警信息；根据修改指令修改监测终端系统参数和预设泄漏电流报警值。远程监控终端存储并显示输电线路信息、泄漏电流、泄漏电流脉冲频次和气象信息，对泄漏电流基波、泄漏电流脉冲频次和气象信息进行融合处理，得到并显示绝缘子表面的污秽度。本发明具有精度高、实时性强和响应速度快等特点，可广泛应用于电力系统。
文档编号G01R31/12GK101929972SQ20101022772
公开日2010年12月29日 申请日期2010年7月8日 优先权日2010年7月8日
发明者吕强, 陈菊明 申请人:吕强