支柱绝缘子高风险消解系统及方法与流程

1.本发明涉及支柱绝缘子领域，尤其涉及一种支柱绝缘子高风险消解系统及方法。


背景技术：

2.高压支柱绝缘子由铁帽、钢化玻璃件和钢脚组成，并用水泥胶合剂胶合为一体。产品全部采用圆柱头型结构，其特点是头部尺寸小，重量轻，强度高和爬电距离大，可节约金属材料和降低线路造价。为满足带电作业的需要，在帽沿上采用国内传统的结构形状。
3.绝缘子在电力系统中应用很广，一般属于外绝缘，在大气条件下工作。架空输电线路、发电厂和变电所的母线和各种电气设备的外部带电导体均须用绝缘子支持，并使之与大地(或接地物)或其他有电位差的导体绝缘。
4.然而，在恶劣的天气环境下，例如大雾天气、大雪天气、雷击以及结冰等天气清洗下，绝缘子进入高风险状态，例如，如果清洁不当或者灰尘积累过快，使得脏污的绝缘子易发生闪络放电，从而对整个输电线路造成不利影响。因此，需要一种高风险自消解机制，用于支柱绝缘子以节约监控的人力和物力。


技术实现要素：

5.为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种支柱绝缘子高风险消解系统及方法，在引入针对性的检测机制和识别机制的基础上，对支柱绝缘子两端电压差下降速度进行检测，进而对周围是否发生预设形状的闪络放电进行辨识，并采用自断电自清洁模式对高风险进行化解，从而减少了不必要的监控人力和物力的浪费。
6.相比较于现有技术，本发明至少具备以下几处突出的实质性特点：
7.(1)检测设置在支柱绝缘子左右的两个不同导体构件之间的电压差的下降速率，以在所述下降速率大于预设速率阈值时，启动对支柱绝缘子周围的闪络放电电弧的现场检测动作；
8.(2)采用云存储节点存储各种形状的闪络放电分别对应的各个标准电弧形状，并基于各种形状的闪络放电分别对应的各个标准电弧形状辨识现场是否存在相应形状的闪络放电电弧。
9.根据本发明的一方面，提供了一种支柱绝缘子高风险消解系统，所述系统包括：
10.支柱绝缘子，设置在电力传输线路上具有电压差的两个不同导体构件之间，用于在所述两个不同导体构件之间执行绝缘操作；
11.电压检测设备，设置在所述两个不同导体构件之间，用于检测所述两个不同导体构件之间的电压差的下降速率；
12.速率判断设备，与所述电压检测设备连接，用于在所述两个不同导体构件之间的电压差的下降速率大于预设速率阈值时，发出第一驱动命令；
13.光电传感设备，与所述速率判断设备连接，用于在接收到所述第一驱动命令时，执行对所述支柱绝缘子周围的传感操作，以获得对应的周围感应图像；
14.云存储节点，设置在网络端，用于预先存储各种形状的闪络放电分别对应的各个标准电弧形状；
15.电弧匹配机构，分别与所述光电传感设备和所述云存储节点连接，用于在接收到的周围感应图像中搜索与每一个标准电弧形状匹配度最高的图像分块，以获得各个标准电弧形状分别对应的各个图像分块，并对各个图像分块分别对应的各个匹配度进行排序以获得数值最大的匹配度；
16.自清洁机构，设置在所述支柱绝缘子附近，与所述电弧匹配机构连接，用于在接收到的数值最大的匹配度超过预设百分比限量时，发出电弧辨识指令，并执行对所述支柱绝缘子的现场断电清洁处理；
17.其中，所述自清洁机构还用于在接收到的数值最大的匹配度未超过所述预设百分比限量时，发出电弧未辨识指令，并停止执行对所述支柱绝缘子的现场断电清洁处理；
18.其中，分别与所述光电传感设备和所述云存储节点连接包括：与所述光电传感设备建立电性连接链路，与所述云存储节点建立无线网络连接链路；
19.其中，所述自清洁机构包括现场通断设备、清洁执行设备和微控制器，所述微控制器分别与所述现场通断设备和所述清洁执行设备连接，用于在接收到的数值最大的匹配度超过预设百分比限量时，发出电弧辨识指令，并向所述现场通断设备发送断电控制指令，同时向所述清洁执行设备发送清洁启动指令。
20.根据本发明的另一方面，还提供了一种支柱绝缘子高风险消解方法，所述方法包括：
21.使用支柱绝缘子，设置在电力传输线路上具有电压差的两个不同导体构件之间，用于在所述两个不同导体构件之间执行绝缘操作；
22.使用电压检测设备，设置在所述两个不同导体构件之间，用于检测所述两个不同导体构件之间的电压差的下降速率；
23.使用速率判断设备，与所述电压检测设备连接，用于在所述两个不同导体构件之间的电压差的下降速率大于预设速率阈值时，发出第一驱动命令；
24.使用光电传感设备，与所述速率判断设备连接，用于在接收到所述第一驱动命令时，执行对所述支柱绝缘子周围的传感操作，以获得对应的周围感应图像；
25.使用云存储节点，设置在网络端，用于预先存储各种形状的闪络放电分别对应的各个标准电弧形状；
26.使用电弧匹配机构，分别与所述光电传感设备和所述云存储节点连接，用于在接收到的周围感应图像中搜索与每一个标准电弧形状匹配度最高的图像分块，以获得各个标准电弧形状分别对应的各个图像分块，并对各个图像分块分别对应的各个匹配度进行排序以获得数值最大的匹配度；
27.使用自清洁机构，设置在所述支柱绝缘子附近，与所述电弧匹配机构连接，用于在接收到的数值最大的匹配度超过预设百分比限量时，发出电弧辨识指令，并执行对所述支柱绝缘子的现场断电清洁处理；
28.其中，所述自清洁机构还用于在接收到的数值最大的匹配度未超过所述预设百分比限量时，发出电弧未辨识指令，并停止执行对所述支柱绝缘子的现场断电清洁处理；
29.其中，分别与所述光电传感设备和所述云存储节点连接包括：与所述光电传感设
备建立电性连接链路，与所述云存储节点建立无线网络连接链路；
30.其中，所述自清洁机构包括现场通断设备、清洁执行设备和微控制器，所述微控制器分别与所述现场通断设备和所述清洁执行设备连接，用于在接收到的数值最大的匹配度超过预设百分比限量时，发出电弧辨识指令，并向所述现场通断设备发送断电控制指令，同时向所述清洁执行设备发送清洁启动指令。
附图说明
31.以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
32.图1为根据本发明实施方案示出的支柱绝缘子高风险消解系统及方法所使用的支柱绝缘子的外形结构示意图。
具体实施方式
33.下面将参照附图对本发明的支柱绝缘子高风险消解方法的实施方案进行详细说明。
34.户内支柱绝缘子用于额定电压6～35kv户内电站，变电所配电装置及电器设备，用以绝缘和固定导电部分。绝缘子适用于周围环境温度为-40℃～+40℃，安装地点海拔高度普通型不超过1000m，高原型不超过4000m。
35.钢化玻璃绝缘子具有零值自破的特点。只要在地面或在直升机上观测即可，无需登杆逐片检测，降低了工人的劳动强度。在运行中玻璃绝缘子遭受雷电烧伤的新表面仍是光滑的玻璃体，并有钢化内应力保护层，因此，它仍保持了足够的绝缘件能和机械强度。在500kv线路上多次发生导线履冰引起舞动的灾害，受导线舞动后的玻璃绝缘子经测试，机电性能没有衰减。
36.钢化玻璃绝缘子主容量大，成串电压分布均匀，玻璃的介电常数7-8，使钢化玻璃绝缘子具有较大的主电容和成串的电压分布均匀，有利于降低导线侧和接地侧附近绝缘子所承受的电压，从而达到减少无线电干扰、降低电晕损耗和延长玻璃绝缘子的寿命的目的，运行实践证明了这一点。
37.然而，在恶劣的天气环境下，例如大雾天气、大雪天气、雷击以及结冰等天气清洗下，绝缘子进入高风险状态，例如，如果清洁不当或者灰尘积累过快，使得脏污的绝缘子易发生闪络放电，从而对整个输电线路造成不利影响。因此，需要一种高风险自消解机制，用于支柱绝缘子以节约监控的人力和物力。
38.为了克服上述不足，本发明搭建了一种支柱绝缘子高风险消解系统及方法，能够有效解决相应的技术问题。
39.图1为根据本发明实施方案示出的支柱绝缘子高风险消解系统及方法所使用的支柱绝缘子的外形结构示意图。
40.根据本发明实施方案示出的支柱绝缘子高风险消解系统包括：
41.支柱绝缘子，设置在电力传输线路上具有电压差的两个不同导体构件之间，用于在所述两个不同导体构件之间执行绝缘操作；
42.电压检测设备，设置在所述两个不同导体构件之间，用于检测所述两个不同导体构件之间的电压差的下降速率；
43.速率判断设备，与所述电压检测设备连接，用于在所述两个不同导体构件之间的电压差的下降速率大于预设速率阈值时，发出第一驱动命令；
44.光电传感设备，与所述速率判断设备连接，用于在接收到所述第一驱动命令时，执行对所述支柱绝缘子周围的传感操作，以获得对应的周围感应图像；
45.云存储节点，设置在网络端，用于预先存储各种形状的闪络放电分别对应的各个标准电弧形状；
46.电弧匹配机构，分别与所述光电传感设备和所述云存储节点连接，用于在接收到的周围感应图像中搜索与每一个标准电弧形状匹配度最高的图像分块，以获得各个标准电弧形状分别对应的各个图像分块，并对各个图像分块分别对应的各个匹配度进行排序以获得数值最大的匹配度；
47.自清洁机构，设置在所述支柱绝缘子附近，与所述电弧匹配机构连接，用于在接收到的数值最大的匹配度超过预设百分比限量时，发出电弧辨识指令，并执行对所述支柱绝缘子的现场断电清洁处理；
48.其中，所述自清洁机构还用于在接收到的数值最大的匹配度未超过所述预设百分比限量时，发出电弧未辨识指令，并停止执行对所述支柱绝缘子的现场断电清洁处理；
49.其中，分别与所述光电传感设备和所述云存储节点连接包括：与所述光电传感设备建立电性连接链路，与所述云存储节点建立无线网络连接链路；
50.其中，所述自清洁机构包括现场通断设备、清洁执行设备和微控制器，所述微控制器分别与所述现场通断设备和所述清洁执行设备连接，用于在接收到的数值最大的匹配度超过预设百分比限量时，发出电弧辨识指令，并向所述现场通断设备发送断电控制指令，同时向所述清洁执行设备发送清洁启动指令。
51.接着，继续对本发明的支柱绝缘子高风险消解系统的具体结构进行进一步的说明。
52.在所述支柱绝缘子高风险消解系统中：
53.所述速率判断设备还用于在所述两个不同导体构件之间的电压差的下降速率小于等于所述预设速率阈值时，发出第二驱动命令。
54.在所述支柱绝缘子高风险消解系统中：
55.所述光电传感设备还用于在接收到所述第二驱动命令时，停止执行对所述支柱绝缘子周围的传感操作。
56.在所述支柱绝缘子高风险消解系统中：
57.所述电压检测设备包括计时单元和电压测量单元，所述电压测量单元与所述计时单元连接；
58.其中，检测所述两个不同导体构件之间的电压差的下降速率包括：检测在预设时间间隔内所述两个不同导体构件之间的电压差的缩小幅值，并在所述缩小幅值除以所述预设时间间隔以获得所述两个不同导体构件之间的电压差的下降速率。
59.在所述支柱绝缘子高风险消解系统中：
60.所述计时单元用于实现对所述电压测量单元的测量操作的现场计时，所述电压测量单元用于检测在预设时间间隔内所述两个不同导体构件之间的电压差的缩小幅值。
61.根据本发明实施方案示出的支柱绝缘子高风险消解方法包括：
62.使用支柱绝缘子，设置在电力传输线路上具有电压差的两个不同导体构件之间，用于在所述两个不同导体构件之间执行绝缘操作；
63.使用电压检测设备，设置在所述两个不同导体构件之间，用于检测所述两个不同导体构件之间的电压差的下降速率；
64.使用速率判断设备，与所述电压检测设备连接，用于在所述两个不同导体构件之间的电压差的下降速率大于预设速率阈值时，发出第一驱动命令；
65.使用光电传感设备，与所述速率判断设备连接，用于在接收到所述第一驱动命令时，执行对所述支柱绝缘子周围的传感操作，以获得对应的周围感应图像；
66.使用云存储节点，设置在网络端，用于预先存储各种形状的闪络放电分别对应的各个标准电弧形状；
67.使用电弧匹配机构，分别与所述光电传感设备和所述云存储节点连接，用于在接收到的周围感应图像中搜索与每一个标准电弧形状匹配度最高的图像分块，以获得各个标准电弧形状分别对应的各个图像分块，并对各个图像分块分别对应的各个匹配度进行排序以获得数值最大的匹配度；
68.使用自清洁机构，设置在所述支柱绝缘子附近，与所述电弧匹配机构连接，用于在接收到的数值最大的匹配度超过预设百分比限量时，发出电弧辨识指令，并执行对所述支柱绝缘子的现场断电清洁处理；
69.其中，所述自清洁机构还用于在接收到的数值最大的匹配度未超过所述预设百分比限量时，发出电弧未辨识指令，并停止执行对所述支柱绝缘子的现场断电清洁处理；
70.其中，分别与所述光电传感设备和所述云存储节点连接包括：与所述光电传感设备建立电性连接链路，与所述云存储节点建立无线网络连接链路；
71.其中，所述自清洁机构包括现场通断设备、清洁执行设备和微控制器，所述微控制器分别与所述现场通断设备和所述清洁执行设备连接，用于在接收到的数值最大的匹配度超过预设百分比限量时，发出电弧辨识指令，并向所述现场通断设备发送断电控制指令，同时向所述清洁执行设备发送清洁启动指令。
72.接着，继续对本发明的支柱绝缘子高风险消解方法的具体步骤进行进一步的说明。
73.所述支柱绝缘子高风险消解方法中：
74.所述速率判断设备还用于在所述两个不同导体构件之间的电压差的下降速率小于等于所述预设速率阈值时，发出第二驱动命令。
75.所述支柱绝缘子高风险消解方法中：
76.所述光电传感设备还用于在接收到所述第二驱动命令时，停止执行对所述支柱绝缘子周围的传感操作。
77.所述支柱绝缘子高风险消解方法中：
78.所述电压检测设备包括计时单元和电压测量单元，所述电压测量单元与所述计时单元连接；
79.其中，检测所述两个不同导体构件之间的电压差的下降速率包括：检测在预设时间间隔内所述两个不同导体构件之间的电压差的缩小幅值，并在所述缩小幅值除以所述预设时间间隔以获得所述两个不同导体构件之间的电压差的下降速率。
80.所述支柱绝缘子高风险消解方法中：
81.所述计时单元用于实现对所述电压测量单元的测量操作的现场计时，所述电压测量单元用于检测在预设时间间隔内所述两个不同导体构件之间的电压差的缩小幅值。
82.另外，沿着绝缘子表面发生的破坏性放电称为闪络，闪络特性是绝缘子的主要电气性能。对于不同电压等级，绝缘子的耐受电压要求各不相同，其指标有工频干、湿耐压、雷电冲击耐压、雷电冲击截波耐压、操作冲击耐压等。为避免在运行中击穿，绝缘子的击穿电压高于闪络电压。在出厂试验中，可击穿型的瓷绝缘子一般经过火花试验，即加高压使绝缘表面发生频繁的火花，维持一定时间，看是否被击穿。
83.某些绝缘子还需经过电晕试验，无线电干扰试验，局部放电试验和介质损耗试验等。高海拔地区绝缘子，因空气密度下降而使电气强度下降，因此，其耐受电压换算到标准大气条件时应相应提高。污秽绝缘子受潮时的闪络电压大大低于其干、湿闪络电压，因此，污秽地区须加强绝缘或采用耐污型绝缘子，其爬电比距(爬电距与额定电压之比值)应较正常型高。
84.直流绝缘子与交流绝缘子相比较，其电场分布较差，又有吸附污粒和电解作用，闪络电压较低，一般要求有特殊的结构设计和更大的爬电距离。
85.采用本发明的支柱绝缘子高风险消解系统及方法，针对现有技术中支柱绝缘子在恶劣天气下容易陷入闪络放电的高风险状态的技术问题，通过引入针对性的检测机制和识别机制对支柱绝缘子两端电压差下降速度进行检测，进而对周围是否发生预设形状的闪络放电进行辨识，并采用自断电自清洁模式对高风险进行化解，从而提升了整个输电线路的安全等级。
86.可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。