一种监测绝缘子表面污秽电导率的系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种监测绝缘子表面污秽电导率的系统及方法，包括依次连接的测量单元、数据采集单元、数据处理单元及计算机，上述测量单元、数据采集单元及数据处理单元采用导线连接，数据处理单元与计算机通过无线通讯网络连接；本发明是通过从测量单元中得到信号源电压信号和定值电阻电压信号，将两个信号分别通过数据处理单元得到两信号的相角差，通过相角差计算得到电导率。本发明是一种新的监测绝缘子表面污秽电导率的系统，其测量过程简单，结果准确可靠。
【专利说明】一种监测绝缘子表面污秽电导率的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在线监测领域，具体涉及一种监测绝缘子表面污秽电导率的系统及方法。
【背景技术】
[0002]长期以来，我国电力网络建设不断壮大。输电线路绝缘子长期处于各种环境中，受到空中强电磁场，骤冷骤热，空气中漂浮的污秽颗粒、液体，固体等，再加上雨，雾，露，融冰，融雪等恶劣条件，绝缘子表面的电气强度大大降低，如果长期不进行污秽处理，就容易发生污闪事故，污闪事故的损失是雷害事故的十倍，危害巨大。
[0003]监测绝缘子表面污秽电导率对防污闪具有重要意义。监测绝缘子表面污秽电导率可以实时了解绝缘子表面积污秽及受潮情况，为制定绝缘子表面污秽清扫工作提供指导。
[0004]目前已有的绝缘子表面污秽监测系统有图像处理技术，通过提取绝缘子表面污秽照片中的特征量进行分析判断；监测绝缘子表面污秽闪络放电时发出的低频声信号，根据获得的低频声信号进行判断绝缘子表面污秽量的大小；监测绝缘子表面污秽放电时发出的微波信号以及监测绝缘子表面污秽放电超声波信号等。这类监测绝缘子表面污秽的系统一般误差较大，获得修正系数难，要求精度高则设备昂贵。另一类监测绝缘子表面污秽的系统有监测泄露电流法以及监测电压分布法，这种监测系统受高压环境干扰严重，处理过程复杂，分析需要具备一定的经验和专业知识。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种监测绝缘子表面污秽电导率的系统及方法。
[0006]本发明采用如下技术方案:
[0007]—种监测绝缘子表面污秽电导率的系统，包括依次连接的测量单元、数据采集单元、数据处理单元及计算机；
[0008]所述测量单元由信号源电路、定值电阻Rs、定值电容Cs和绝缘子表面污秽的等效电阻Rx构成，其中定值电容Cs与绝缘子表面污秽的等效电阻Rx并联后依次与所述定值电阻Rs、信号源电路串联；
[0009]所述数据处理单元由第一过零比较器、第二过零比较器及相角差检测电路构成。
[0010]所述信号源电路由依次连接的电源电路、振荡电路、低通滤波电路及幅值调整电路构成。
[0011]所述定值电阻Rs由一个以上的电阻串联或并联或混联构成；所述定值电容Cs由一个以上的电容串联或并联或混联构成；绝缘子表面污秽等效电阻Rx是指悬挂在输电线路杆塔上不带电的或用于测量用的绝缘子表面污秽的等效电阻或者在实验室人工气候箱内悬挂不带电的绝缘子表面污秽的等效电阻。
[0012]所述第一过零比较器和第二过零比较器结构相同，均包括第三运算放大器F3，三极管M1，第七电阻R7，第八电阻R8及第九电阻R9，所述第七电阻&连接在第三运算放大器F3的负极输入端及信号源电路之间，第八电阻R8连接在三极管M1的基极和第三运算放大器F3的输出端之间，第九电阻R9连接在所述三极管M1的集电极和直流电压源之间，第三运算放大器F3的正极输入端接地线，三极管M1的射极接地线。
[0013]所述相角差检测电路由第一 JK触发器JK1、第二 JK触发器见2及与非门G构成；所述第一 JK触发器JK1及第二 JK触发器JK2的结构及参数是相同的，其中第一 JK触发器的第一输出Q1和第二输出ρ分别接第二 JK触发器的第三输入J2和第四输入K2,第二 JK触发器的第三输出Q2和第四输出β分别接第一 JK触发器的第一输入K1和第二输入J1,与非门G的输入端分别接第一 JK触发器的第一输出端Q1和所述第二 JK触发器的第三输出端Q2。
[0014]一种监测绝缘子表面污秽电导率的方法，包括如下步骤:
[0015]SI数据采集单元采集信号源电路的电压信号及定值电阻的电压信号，并将所采集信号传输到数据处理单元；
[0016]S2数据处理单元经过处理得到两个信号的相角差信号，并将该信号通过无线网络传输到计算机；
[0017]S3计算机判断经过无线网络接收的相角差信号的占空比d是否小于0.25，是则计算相角差Θ，否则重新读取相角差信号占空比，要重新读取信号差占空比，
[0018]所述计算相角差Θ的公式为:
[0019]Θ =dX360°
[0020]其中，Θ为绝缘子表面污秽相角差，d为相角差占空比；
[0021]S4根据相角差Θ，得到绝缘子表面污秽等效电阻Rx的计算公式为:
[0022]
【权利要求】
1.一种监测绝缘子表面污秽电导率的系统，其特征在于，包括依次连接的测量单元、数据采集单元、数据处理单元及计算机； 所述测量单元由信号源电路、定值电阻(Rs)、定值电容(Cs)和绝缘子表面污秽的等效电阻(Rx)构成，其中定值电容(Cs)与绝缘子表面污秽的等效电阻(Rx)并联后依次与所述定值电阻(Rs)、信号源电路串联； 所述数据处理单元由第一过零比较器、第二过零比较器及相角差检测电路构成。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号源电路由依次连接的电源电路、振荡电路、低通滤波电路及幅值调整电路构成。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定值电阻(Rs)由一个以上的电阻串联或并联或混联构成；所述定值电容(Cs)由一个以上的电容串联或并联或混联构成；绝缘子表面污秽等效电阻(Rx)是指悬挂在输电线路杆塔上不带电的或用于测量用的绝缘子表面污秽的等效电阻或者在实验室人工气候箱内悬挂不带电的绝缘子表面污秽的等效电阻。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一过零比较器和第二过零比较器结构相同，均包括第三运算放大器(F3),三极管(M1),第七电阻(R7),第八电阻(R8)及第九电阻(R9)，所述第七电阻(R7)连接在第三运算放大器(F3)的负极输入端及信号源电路之间，第八电阻(R8)连接在三极管(M1)的基极和第三运算放大器(F3)的输出端之间，第九电阻(R9)连接在所述三极管(M1)的集电极和直流电压源之间，第三运算放大器(F3)的正极输入端接地线，三极管(M1)的射极接地线。
5.根据权利要求1所 述的系统，其特征在于，所述相角差检测电路由第一JK触发器(JK1)、第二 JK触发器(JK2)及与非门(G)构成；所述第一 JK触发器(JK1)及第二 JK触发器(JK2)的结构及参数是相同的，其中第一 JK触发器的第一输出(Q1)和第二输出ω)分别接第二 JK触发器的第三输入(J2)和第四输入(K2)，第二 JK触发器的第三输出(Q2)和第四输出(Q )分别接第一 JK触发器的第一输入(K1)和第二输入(J1),与非门(G)的输入端分别接第一 JK触发器的第一输出端(Q1)和所述第二 JK触发器的第三输出端(Q2)。
6.—种如权利要求1 一 5任一项所述的一种监测绝缘子表面污移1电导率的系统的方法，其特征在于，包括如下步骤: SI数据采集单元采集信号源电路的电压信号及定值电阻的电压信号，并将所采集信号传输到数据处理单元； S2数据处理单元经过处理得到两个信号的相角差信号，并将该信号通过无线网络传输到计算机； S3计算机判断经过无线网络接收的相角差信号的占空比d是否小于0.25，是则计算相角差Θ，否则重新读取相角差信号占空比， 所述计算相角差Θ的公式为:
Θ =dX360° 其中，Θ为绝缘子表面污秽相角差，d为相角差占空比； S4根据相角差Θ，得到绝缘子表面污秽等效电阻Rx的计算公式为:
【文档编号】G01R27/02GK103698606SQ201310689364
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】郝艳捧, 钟荣富, 阳林, 李立浧 申请人:华南理工大学