一种利用闪络取能的智能故障报警绝缘子的制作方法

本发明属于绝缘子在线监测领域，涉及一种利用闪络取能的智能故障报警绝缘子。

背景技术：

绝缘子是一种特殊的绝缘控件，在架空输电线路中承担增加爬电距离、支撑或悬挂的任务，在电力系统中具有非常重要的地位，其安全可靠运行对整个电网的安全稳定起着关键性作用。

绝缘子广泛应用于电力系统中。据估计，我国目前110kV以上复合绝缘子挂网运行的数量已超过500万支，另外还有大量电瓷、玻璃绝缘子。绝缘子的寿命最高为30年，一般运行10年以上的绝缘子，因为闪络、老化等原因，其绝缘性能、憎水性能都会下降。每年都有数以十万计的绝缘子损坏或退役。

固体绝缘子周围的气体或液体电介质被击穿时，沿固体绝缘子表面放电的现象称为闪络。发生闪络后，电极间的电压迅速下降到零或接近于零。闪络通道中的火花或电弧使绝缘表面局部过热造成炭化，损坏表面绝缘。在高压系统中，湿闪、污闪事故不断，闪络事故涉及面广、停电时间长、经济损失大、严重影响电力系统的正常运行。发生过闪络的绝缘子，其绝缘表面被破坏，随之表面绝缘性能下降，闪络电压降低，寿命缩减甚至失效，危害电力系统的运行甚至造成更大的电力事故。

为了提高绝缘子的可靠性，需要对绝缘子进行检修、维护和寿命预测。现行的电力系统绝缘子检修和维护工作，由检修人员携带检测装置，逐个检测绝缘子性能，这种定期的被动性预防检测方式，盲目而且工作量大。绝缘子电气性能的下降，伴随运行年限的增长，受自然环境日晒、雨淋、气候变化及化学物质的腐蚀的影响原因外，闪络是另一主要原因。因此，及时得知绝缘子是否发生闪络，是绝缘子在线监测的重要内容，能够对绝缘子检修和维护、绝缘子寿命预测具有极重要的数据参考价值。对绝缘子寿命的合理评估，能够提高绝缘子使用效率，减少因绝缘子故障造成的电力系统的损伤，具有巨大的经济效益。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种利用闪络取能的智能故障报警绝缘子，该绝缘子能够自动监测闪络。

为达到上述目的，本发明所述的利用闪络取能的智能故障报警绝缘子包括绝缘子本体、电源电路、无线发射模块及智能模块，其中，所述智能模块内嵌于绝缘子本体的棒芯或伞盘中，所述智能模块包括第一感应线圈、第二感应线圈、第一磁芯及第二磁芯，其中，第一磁芯与第二磁芯交叉相连接，且第一感应线圈缠绕于第一磁芯上，第二感应线圈缠绕于第二磁芯上，电源电路的一端与第一感应线圈的两端及第二感应线圈的两端相连接，电源电路的另一端与无线发射模块相连接。

所述电源电路包括第一导流全桥电路、第二导流全桥电路、主电容及稳压二极管，第一导流全桥电路包括第一导流二极管、第二导流二极管、第三导流二极管及第四导流二极管，第二导流全桥电路包括第五导流二极管、第六导流二极管、第七导流二极管及第八导流二极管；

第一感应线圈的一端与第一导流二极管的负极及第二导流二极管的正极相连接，第一感应线圈的另一端与第三导流二极管的负极及第四导流二极管的正极相连接，第二感应线圈的一端与第五导流二极管的负极及第六导流二极管的正极相连接，第二感应线圈的另一端与第七导流二极管的负极及第八导流二极管的正极相连接，第一导流二极管的正极与第三导流二极管的正极、第五导流二极管的正极、第七导流二极管的正极、主电容的一端、稳压二极管的正极及无线发射模块的负极相连接，第二导流二极管的负极与第四导流二极管的负极、第六导流二极管的负极、第八导流二极管的负极、主电容的另一端、稳压二极管的负极及无线发射模块的正极相连接。

第一磁芯与第二磁芯呈十字形垂直交叉分布。

第一导流二极管、第二导流二极管、第三导流二极管、第四导流二极管、第五导流二极管、第六导流二极管、第七导流二极管及第八导流二极管均为肖特基二极管。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的利用闪络取能的智能故障报警绝缘子在具体操作时，通过第一感应线圈及第二感应线圈耦合闪络激发的瞬变磁场，并电磁感应产生电压及电流，第一感应线圈及第二感应线圈产生的电压经电源电路为无线发射模块供电，并通过无线发射模块发送绝缘子本体的识别代码信息，以告知监测人员，实现闪络的自动监测。另外，本发明中第一磁芯与第二磁芯交叉相连接，使第一感应线圈及第二感应线圈对任何方向的闪络都具有较高的耦合度和灵敏度。

进一步，通过第一导流全桥电路及第二导流全桥电路对第一感应线圈及第二感应线圈产生的电压进行导流，保证电源电路的正负极性，并通过主电容对第一感应线圈及第二感应线圈产生的电压进行滤波及储能，然后通过稳压二极管稳定输出端的电压，从而为无线发射模块提供稳定的供电。

附图说明

图1为本发明中智能模块的结构示意图；

图2为本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的利用闪络取能的智能故障报警绝缘子包括绝缘子本体、电源电路、无线发射模块及智能模块，其中，所述智能模块内嵌于绝缘子本体的棒芯或伞盘中，所述智能模块包括第一感应线圈L1、第二感应线圈L2、第一磁芯及第二磁芯，其中，第一磁芯与第二磁芯交叉相连接，且第一感应线圈L1缠绕于第一磁芯上，第二感应线圈L2缠绕于第二磁芯上，电源电路的一端与第一感应线圈L1的两端及第二感应线圈L2的两端相连接，电源电路的另一端与无线发射模块相连接。

所述电源电路包括第一导流全桥电路、第二导流全桥电路、主电容C及稳压二极管D0，第一导流全桥电路包括第一导流二极管D11、第二导流二极管D12、第三导流二极管D13及第四导流二极管D14，第二导流全桥电路包括第五导流二极管D21、第六导流二极管D22、第七导流二极管D23及第八导流二极管D24；第一感应线圈L1的一端与第一导流二极管D11的负极及第二导流二极管D12的正极相连接，第一感应线圈L1的另一端与第三导流二极管D13的负极及第四导流二极管D14的正极相连接，第二感应线圈L2的一端与第五导流二极管D21的负极及第六导流二极管D22的正极相连接，第二感应线圈L2的另一端与第七导流二极管D23的负极及第八导流二极管D24的正极相连接，第一导流二极管D11的正极与第三导流二极管D13的正极、第五导流二极管D21的正极、第七导流二极管D23的正极、主电容C的一端、稳压二极管D0的正极及无线发射模块的负极相连接，第二导流二极管D12的负极与第四导流二极管D14的负极、第六导流二极管D22的负极、第八导流二极管D24的负极、主电容C的另一端、稳压二极管D0的负极及无线发射模块的正极相连接。

第一磁芯与第二磁芯呈十字形垂直交叉分布；第一导流二极管D11、第二导流二极管D12、第三导流二极管D13、第四导流二极管D14、第五导流二极管D21、第六导流二极管D22、第七导流二极管D23及第八导流二极管D24均为肖特基二极管。

第一感应线圈L1及第二感应线圈L2耦合闪络激发的瞬变磁场，并电磁感应产生电压电流，由于第一磁芯与第二磁芯交叉相连接，使其对任何方向的闪络都具有较高的耦合度和灵敏度。

电源电路对第一感应线圈L1及第二感应线圈L2感应的能量进行导流、滤波、存储及稳定，实现较为短暂的稳定电压输出，并为无线发射模块供电。本发明使用由四个导流二极管组成的导流全桥电路实现导流功能，在闪络发生的方向不同或闪络发生位置不同时，导致磁场变化方向相反，而造成的感应线圈上感生电压方向相反的情况下，通过导流全桥电路导流而保证电源电路的正负极性，同时使用主电容C对第一感应线圈L1及第二感应线圈L2产生的电压进行滤波及储能，再使用稳压二极管D0稳定输出端的电压，以使无线发射模块获取稳定供电，然后通过无线发射模块将该绝缘子本体的识别代码信息发送至外界设备，以告知监测人员。

第一导流二极管D11、第二导流二极管D12、第三导流二极管D13、第四导流二极管D14、第五导流二极管D21、第六导流二极管D22、第七导流二极管D23及第八导流二极管D24均为肖特基二极管，导通速度极快。

实施例一

本实施例中设定无线发射模块的额定电压为3.3V，具体的实现过程如下：

1)线路中运行的绝缘子本体发生闪络，第一感应线圈L1及第二感应线圈L2耦合闪络电流激发的磁场，并在第一感应线圈L1及第二感应线圈L2上电磁感应产生电压及电流；

2)第一感应线圈L1及第二感应线圈L2感应产生的电压经主电容C滤波，并在主电容C上储存能量，使主电容C的电压上升；

3)通过稳压二极管D0抑制瞬态过电压，并限制主电容C两端的电压为3.3V，其中，稳压二极管D0选用3.3V稳压二极管；

4)通过主电容C为无线发射模块保持数秒的稳定供电，无线发射模块在供电期间发出标识绝缘子本体识别代码的信号，同时主电容C电能逐渐释放，数秒后电压过低，无线发射模块停止工作，完成闪络的监测。