一种染污绝缘子表面电弧图像信息采集方法及系统的制作方法
【专利说明】一种染污绝缘子表面电弧图像信息采集方法及系统
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种染污绝缘子表面电弧图像信息采集方法及系统，属于输变电技术领域。
【背景技术】
[0003]随着经济社会的发展，我国染污放电问题日益突显，污闪故障时有发生，严重威胁电网安全稳定运行。落实防污工作的首要措施是根据设备所在地区污秽等级合理选择外绝缘尺寸，常用的方法有两种:一种是根据污区级别，由爬电比距来决定输变电设备外绝缘(简称“爬电比距法”)；另一种是根据试验获得的实际绝缘子的污耐受电压选定绝缘子(简称“人工污秽试验法” )O目前，我国采用前一种方法，虽然在可操作性等方面有一定优势，但在准确度等关键性能方面明显不如欧美日等发达地区所采用的后一种方法。而深入开展“人工污秽试验法”及污秽闪络特性的研究，前提在于准确获取绝缘子表面电弧的图像信息、电流信息及电压信息。然而，绝缘子表面电弧具有持续时间短、发展速度快，以及随机性明显等特点，使得捕捉绝缘子表面电弧图像信息的难度巨大。因此，研究染污绝缘子表面电弧图像信息的采集方法及系统，对于提升我国防污工作技术水平具有重要意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种染污绝缘子表面电弧图像信息的采集方法及系统，用于解决染污绝缘子表面电弧图像信息捕捉困难的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明的技术方案是，首先对被试绝缘子定量涂刷满足污秽度要求的污层，经充分干燥后将被试绝缘子放置于雾室当中进行受潮，与此同时对被试绝缘子施加一定的电压，并连续监测其电压信号和绝缘子的泄漏电流信号，选择其中的泄漏电流信号作为触发信号，触发高速摄影仪捕捉绝缘子表面电弧图像。
[0006]本发明触发采集染污绝缘子表面电弧图像信息的方法包括如下步骤:
步骤1:对被试绝缘子定量涂刷满足污秽度要求的污层；
步骤2:经充分干燥后将被试绝缘子放置于雾室当中，底部用铝板及绝缘底座支撑起来，用胶质线铝板接地；
步骤3:对被试绝缘子施加一定的试验电压Ub，用钳形电流传感器测量接地的胶质线上流过的绝缘子泄漏电流iix ；
步骤4:打开雾室中的雾发生器，使被试绝缘子逐渐受潮，以此同时，使用录波仪实时采集被试绝缘子上施加的电压信号Ub及泄漏电流信号iLC;
步骤5:采用绝缘子泄漏电流信号作为高速摄影仪的触发采集信号，设定触发电平itrig，以及高速摄影仪的拍摄速度V;
步骤6:当泄漏电流信号kd?值达到itrig时，录波仪输出触发信号，触发高速摄影仪以速度V捕捉绝缘子表面电弧图像，当泄漏电流信号iLC幅值小于itndt，录波仪不输出触发信号，高速摄影仪则处于待触发状态。
[0007]所述步骤2中染污绝缘子的放置过程中，要求用铝板及绝缘底座将染污绝缘子支撑起来，从上之下的放置次序依次为染污绝缘子、铝板、绝缘底座，其中铝板与染污绝缘子底部法兰可靠连接，而绝缘底座的绝缘电阻不低于3000ΜΩ，这样的放置方法可使绝大部分绝缘子泄漏电流都流经胶质线，减少绝缘子的泄漏电流测量误差。
[0008]所述步骤3中采用钳形电流传感器以空间电磁耦合的方式测量泄漏电流，将测量回路与加压回路充分隔离，安全可靠。
[0009]为完整测量泄漏电流信号iLC，尽可能减少测量误差，测量时采用三个泄漏电流传感器同时进行，测量档位分别置于200mA档、2A档和20A档，其中200mA档电流传感器用于测量绝缘子表面无电弧时的泄漏电流，2A档电流传感器用于测量绝缘子表面存在局部电弧时的泄漏电流波形，20A档电流传感器用于测量闪络时的电流。
[0010]所述步骤4中录波仪的采集通道数为8通道，可同时采集3个电流传感器的泄漏电流信号和I个电压信号，采样频率200k，可设置触发电平并触发输出+5V的TTL电平。
[0011]所述步骤5中采用绝缘子泄漏电流信号作为高速摄影仪的拍摄触发信号，触发电平的大小关系到能否准确采集到电弧图像信息。触发电平设置过高，将无法有效触发采集;电弧设置过低，将产生误触发。多次测量结果表明，当绝缘子表面未起弧时，泄漏电流iLC小于10mA，当产生电弧时，泄漏电流iLc在10mA以上，因此步骤5触发电平itrig设置为10mA，高速摄影仪的拍摄速度V设置为2000帧/秒。
[0012]—种染污绝缘子表面电弧图像信息采集系统，包括电源、调压器、变压器、保护电阻、分压器、钳形电流传感器、录波仪和高速摄影仪。调压器的输入端连接电源，输出端连接变压器的低压端;变压器的高压端串联保护电阻后经穿墙套管引入雾室与被试绝缘子连接;被试绝缘子底部法兰与铝板连接;铝板用胶质线接地;分压器的高压侧连接变压器的高压端，低压端连接录波仪的采样通道;钳形电流传感器测量胶质线上的电流，输出端连接录波仪的采样通道;录波仪的触发输出端口连接高速摄影仪的触发输入端口。
[0013]本发明的有益效果是，通过本染污绝缘子表面电弧图像信息采集方法及系统，可以准确获取染污绝缘子表面电弧的图像信息、电流信息，以及电压信息。基于此，可以深入开展染污绝缘子闪络特性及染污放电相关机理研究。
[0014]本发明方法适用于触发采集染污绝缘子表面电弧的图像信息，以及连续采集绝缘子泄漏电流信息。
【附图说明】
[0015]图1为本发明一种染污绝缘子表面电弧图像信息采集系统的结构图；图2为染污绝缘子放置图；图3为录波仪连续采集得到的泄漏电流信号和所施加的电压信号；图4为触发电平设置图；
图中，I是电源;2是调压器;3是变压器;4是保护电阻;5是分压器;6是钳形电流传感器；7是录波仪;8是高速摄影仪;201是被试绝缘