一种基于电压补偿的绝缘子带电检测装置及方法与流程

本发明涉及绝缘子检测技术领域，特别是涉及一种基于电压补偿的绝缘子带电检测装置及方法。

背景技术：

输电线路耐张绝缘子带电检测是一项重要的带电作业，检修人员在停电检修期间使用兆欧表进行复测抽查，近两年复测1105片发现有57片为误判(误将正常绝缘子判为零值绝缘子)，致使后期检修更换作业做了大量无用功。

如图1所示，目前，绝缘子检测类产品的现状为：在绝缘子操作杆上安装检测器，用操作杆使检测器触头接触绝缘子两端，判断是否听到放电声或看到火花，若是，则判断为正常绝缘子，否则，判断为零值绝缘子，然后记录检测结果，完成绝缘子检测。

其在绝缘子检测处理上存在一定的不足：绝缘子按照排列顺序可分为“导线侧”“中段”“接地侧”绝缘子，“中段”绝缘子分布电压相对较低，检测器放电间隙的在检测作业中无法调整，即便正常绝缘子也可能达不到检测器间隙的击穿电压，此时检测人员观察不到放电现象，造成误判。

目前有相关定量检测的技术，将绝缘子分布电压数值和曲线输出至检测终端，可有效提升检测准确率，该方法适用于抽样检测。但对于一个地市级供电公司输电车间每年要检测3-5万片绝缘子，如果全部采用定量检测几乎不可能完成如此巨大的数据量。因此，一线生产工作中绝缘子零值检测作业仍采用定性检测。

综上所述，现有技术中对于绝缘子检测存在误判问题，尚缺乏有效的解决方案。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于电压补偿的绝缘子带电检测装置，包括依次相连的电压输入模块、判断模块、执行模块及电压输出模块，其中，电压输入模块还连接至检测器两端触头，电压输出模块还连接至检测器电极，判断模块还与阈值设定模块相连；

电压输入模块：用于将绝缘子实际分布电压输入至该模块中的电容器；

判断模块：用于通过“与”门判定输入电压在高于下限值且低于上限值时，方可启动电压补偿；

补偿执行模块：用于根据输入电压，通过运算放大器元件得出相应的补偿电压；

电压输出模块：用于将补偿电压施加到检测器电极；

阈值设定模块：用于按照相应电压等级单片绝缘子正常分布电压的最低值和最高值，设定上下限，确保只有在补偿器在正常电压范围内才启动，防止漏判。

进一步的，一种基于电压补偿的绝缘子带电检测装置还包括传感模块：用于该装置其余的各模块之间的物理连接。

进一步的，本发明还提供了一种基于电压补偿的绝缘子带电检测方法，包括：

通过阈值设定模块设定判断模块启动工作的电压的上下限；

通过电压输入模块接收到绝缘子实际分布的输入电压并传输至判断模块；

通过判断模块判断绝缘子实际分布的输入电压是否在限定的范围内，若否，则无需启动补偿执行模块，结束，若是，则启动补偿执行模块；

补偿执行模块根据绝缘子输入电压及补偿输出电压之间的运算曲线得出绝缘子的补偿电压并将补偿电压通过电压输出模块输出至检测器电极。

进一步的，所述判断模块启动工作的电压的上下限是根据绝缘子最高和最低分布电压设定的。

进一步的，所述绝缘子最高和最低分布电压获取方式：根据绝缘子所在线路电压等级和一串中的绝缘子片数，通过绝缘子的分布电压典型数据表，计算绝缘子最高和最低分布电压。

进一步的，所述判断模块启动工作的电压的上下限值：上限值＝绝缘子最高分布电压*1.2；下限值＝绝缘子最低分布电压*0.6～0.8。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的基于电压补偿的绝缘子带电检测装置，其补偿值与感应电压成反比。在检测分布电压较低的“中段”绝缘子时，给予较大的电压补偿值，促使检测器间隙击穿，将绝缘子误判数量降低80％，减少无用检修作业，降低作业人员劳动强度，减少停电时间，提高电网可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为现有的绝缘子带电检测流程示意图；

图2为本申请的基于电压补偿的绝缘子带电检测装置结构图；

图3电压补偿装置工作原理图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在绝缘子检测存在误判的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种基于电压补偿的绝缘子带电检测装置。

本申请的一种典型的实施方式中，如图2所示，提供了一种基于电压补偿的绝缘子带电检测装置，包括6个模块，其中4个模块功能模块：电压输入模块、判断模块、执行模块、电压输出模块；2个辅助模块：阈值设定模块、传感模块。

其中，阈值设定模块、判断模块、执行模块为软件模块，通过处理器执行相应的程序进行完成，电压输入模块、电压输出模块及传感模块为具体的硬件模块。且输出现有的产品，此处关于具体的硬件电路不再做具体的说明。

1.电压输入模块：连接检测器两端触头，将绝缘子实际分布电压输入至该模块中的电容器，其中，电容器用于过滤谐波，稳定电压波形，减少电压不稳定对电压补偿装置的冲击，电容器与其他部分之间基本呈并联关系。

2.判断模块：通过“与”门判定输入电压高于下限值且低于上限值时，方可启动电压补偿。

3.执行模块：根据输入电压，通过运算放大器等元件得出相应的补偿电压。通过内部算法计算得出补偿电压，绝缘子的输入电压与补偿电压大致呈反比函数曲线，该曲线通过实验方式提前获得，通过运算放大器将补偿电压输出，，绝缘子分布输入电压越低，越容易发生误判，此时给予较高的补偿电压，使电极能够击穿，避免误判。

4.电压输出模块：连接检测器电极，将补偿电压施加到检测器电极。

5.阈值设定模块：按照相应电压等级单片绝缘子正常分布电压的最低值和最高值，设定上下限，确保只有在补偿器在正常电压范围内才启动，防止漏判。

6.传感模块：用于各模块之间的物理连接，具体是芯片内部的打印电路。

本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种基于电压补偿的绝缘子带电工作方法，包括以下步骤：

1.根据线路电压等级和一串中的绝缘子片数，通过查阅相关规程中的分布电压典型数据表，计算绝缘子最高和最低分布电压。

2.通过计算机设置电压补偿器的上下限值：上限值＝最高分布电压*1.2；下限值＝最低分布电压*0.6～0.8。

3.将电压补偿器安装到检测器上开始检测。若之后检测的绝缘子片数和电压等级不发生变化，则1、2步无需重复计算和设置。

其中电压补偿装置的具体工作原理图如图3所示。

4.以上分析运算均在电压补偿装置和检测器之间进行，所测量、计算的数值不向人员输出，人员依然通过火花和放电声定性判断绝缘子的正常与否。

利用本发明的在检测时，“中段”绝缘子达到最低正常分布电压时，检测器电极一次放电率不低于90％，两次放电率(两次检测至少有一次放电，下同)不低于95％，三次放电率不低于99％。年度绝缘子检测误判率降低80％，准确率提升至99％以上。预计每年可减少无效作业20次，其中更换单片绝缘子15次，更换整串绝缘子5次。减少停电或停用重合闸时间45小时。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。