專利名稱：輸變電設(shè)備外絕緣等值附灰密度測量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于輸變電設(shè)備外絕緣防污閃技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及輸變電設(shè)備外絕緣等值 附灰密度測量方法及裝置。
背景技術(shù)：
目前我國運(yùn)行線路和電站設(shè)備的污穢外絕緣設(shè)計(jì)是建立在一年一清掃的原則和污區(qū)分 布圖的基礎(chǔ)上采用爬電比距法進(jìn)行的。近年多次的污閃事故表明，盡管已按規(guī)定進(jìn)行了調(diào) 爬但仍發(fā)生污閃，以1年最大鹽密為基礎(chǔ)確定污級、按爬電比距法配置外絕緣巳不可能杜 絕大面積污閃的發(fā)生。新的研究結(jié)果表明，不同鹽密、不同灰密的區(qū)域可能處于同一污級， 相應(yīng)選取相同的外絕緣配置；相同鹽密不同灰密可能處于不同污級，選取的外絕緣差異很 大。確定輸變電設(shè)備外絕緣污穢等級應(yīng)以飽和鹽密及等值附灰密度(以下簡稱灰密)兩個 參數(shù)共同確定，即應(yīng)同時考慮鹽密和灰密；在此基礎(chǔ)上合理配置外絕緣水平方能有效防止 污閃的發(fā)生。
我國防污閃技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如GB/T16434-1996《髙壓架空線路和發(fā)電廠、變電所環(huán)境污區(qū)分 級及外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)》等在很大程度上參照采用了 IEC60815-1: 2002《污穢條件下髙壓絕 緣子選用導(dǎo)則第一部分定義、信息和一般原則》。對于灰密的測量，無論是IEC標(biāo)準(zhǔn)還 是國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，目前提供的方法均為手工清掃后過濾測量，以上方法多年來一直為防污閃工 作者采用。但由于該方法程序復(fù)雜，且在現(xiàn)場不可能具備條件，因此僅在研究需要時由科 研院所所使用，運(yùn)行單位一般均未對灰密進(jìn)行測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種輸變電設(shè)備外絕緣等值附灰密度測 量方法及裝置，能便捷、有效、準(zhǔn)確地測量輸變電設(shè)備外絕緣的現(xiàn)場等值附灰密度。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種輸變電設(shè)備外絕緣等值附灰密度測量方法，以灰密積累厚 度影響透射光強(qiáng)為理論基礎(chǔ)，其特征在于通過比較經(jīng)過污穢層的光強(qiáng)度的變化計(jì)算出污 穢層的灰密，具體步驟如下
1) 在絕緣子上下表面設(shè)置多個檢測點(diǎn)，每個檢測點(diǎn)預(yù)埋兩個參數(shù)、性能完全一樣的光 探測器，且安裝位置盡量貼近，安裝角度相同；
2) 在干燥清潔狀態(tài)下標(biāo)定光探測器零點(diǎn)；
3) 通過人工定量涂污創(chuàng)造污染條件，獲得受污染程度與光強(qiáng)差值的關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模
型；
4) 將預(yù)埋了探測器的絕緣子懸掛于現(xiàn)場積污一段時間后進(jìn)行測量，即每兩個為一組的 光探測器以同樣的方式染污，進(jìn)行檢測時將其中一個光探測器上的污穢清除干凈，讓它直 接感受陽光；而另一個檢測被污穢衰減了的光強(qiáng)，檢測到的光強(qiáng)信號變換成頻率信號后進(jìn) 入數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行計(jì)算，并經(jīng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行修正，得出灰密值。
如上所述的輸變電設(shè)備外絕緣等值附灰密度測量方法，其數(shù)學(xué)模型是 NSDD=Ax3+BX2+Cx+D,其中NSDD"灰密值，x—光強(qiáng)差值，當(dāng)被測絕緣子是草帽型絕緣子時， 式中各系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值為A=-0.02， B=0.16， C=-0.48， D=-0. 01 。
實(shí)現(xiàn)上述方法的輸變電設(shè)備外絕緣等值附灰密度測量裝置，其特征在于由多個光探 測器組1、數(shù)據(jù)采集器2及測量終端3組成，光探測器組1由同位置的兩個光探測器Dl和 D2組成，數(shù)據(jù)采集器2由多個數(shù)據(jù)采集單元4組成，多個光探測器組1的輸出至數(shù)據(jù)采集 器2的輸入端，數(shù)據(jù)采集器2的輸出經(jīng)電纜接測量終端3的輸入端， 一個光探測器組l的 輸出對應(yīng)接數(shù)據(jù)采集器2內(nèi)的一個數(shù)據(jù)采集單元4的輸入端。
如上所述的輸變電設(shè)備外絕緣等值附灰密度測量裝置，其特征在于數(shù)據(jù)采集單元4 由電容C、電阻R及放大器U組成。
采用本發(fā)明的輸變電設(shè)備外絕緣等值附灰密度測量方法及裝置，能便捷、有效、準(zhǔn)確 地測量輸變電設(shè)備外絕緣的現(xiàn)場等值附灰密度。結(jié)合已有的光纖型鹽密在線監(jiān)測裝置，為 準(zhǔn)確確定輸變電設(shè)備外絕緣污穢等級及指導(dǎo)設(shè)備實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修提供了數(shù)據(jù)監(jiān)測依據(jù)。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 圖1是本發(fā)明測量電路原理框圖； 圖2是本發(fā)明現(xiàn)場測量示意圖3是本發(fā)明在絕緣子上、下表面的安裝測量示意圖。
圖中，l光探測器組、2數(shù)據(jù)采集器、3測量終端、4數(shù)據(jù)采集單元、5測量用絕緣子、 Dl光探測器、D2光探測器。
具體實(shí)施例方式
圖l是本發(fā)明測量電路原理框圖，圖2是本發(fā)明現(xiàn)場測量示意圖，圖3是本發(fā)明在絕 緣子上下表面的安裝測量示意圖。本發(fā)明是以灰密積累厚度影響透射光強(qiáng)為理論基礎(chǔ)，通 過比較經(jīng)過污穢層的光強(qiáng)度的變化計(jì)算出污穢層的灰密。具體步驟如下
1) 在絕緣子上下表面設(shè)置多個檢測點(diǎn)，每個檢測點(diǎn)預(yù)埋兩個參數(shù)、性能完全一樣的光 探測器，且安裝位置盡量貼近，安裝角度相同，之所以要設(shè)多個檢測點(diǎn)，是因?yàn)榛颐苤凳?br> 平均灰密值，有多個檢測點(diǎn)測出的灰密值更準(zhǔn)確。例如在圖3中，測量用絕緣子5是草帽 型絕緣子，在測量用絕緣子5的表面預(yù)埋8組光探測器組1,上表面預(yù)埋4組下表面預(yù)埋4 組且上下表面預(yù)埋的位置要錯開，光探測器組l由同位置的兩個光探測器D1和D2組成， 由于這兩個光探測器D1和D2處于同一環(huán)境，位置、角度的影響可以消除，溫度、濕度的 影響也可抵消，所以該檢測點(diǎn)的輸出只與兩個光探測器輸出的差值有關(guān)，即與受污染的程 度相關(guān)。
2) 在干燥清潔狀態(tài)下標(biāo)定光探測器零點(diǎn)；即測量前D1、 D2兩個光探測器直接感受陽 光進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定。
3) 在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行人工定量涂污，創(chuàng)造污染條件，獲得受污染程度與光強(qiáng)差值的關(guān)系， 建立數(shù)學(xué)模型，即:NSDI^Ax3+Bx2+Cx+D其中NSDD"灰密值，x—光強(qiáng)差值，當(dāng)被測絕緣 子是草帽型絕緣子時，式中各系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值為A--0.02, B=0. 16， C=-0.48， D=-0.01 。
4)將預(yù)埋了光探測器的測量用絕緣子5懸掛于現(xiàn)場積污一段時間后進(jìn)行測量，見圖2 所示，將測量用絕緣子5單獨(dú)懸掛在鐵塔橫擔(dān)上，每組上兩個光探測器D1和D2以同樣的 方式染污，進(jìn)行檢測時將其中一個光探測器D2上的污穢清除干凈，讓它直接感受陽光；光 探測器D1檢測到被污穢衰減了的光，Dl、 D2把光強(qiáng)信號直接變換成頻率信號，該頻率信 號與TTL電平兼容，可與單片機(jī)直接相連，減少了A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。輸出為頻率偏差，該值 與絕緣子受污染程度直接相關(guān)。這種方案設(shè)計(jì)，抗干擾能力強(qiáng)，輸出信號不會飽和，并且 使后續(xù)的信號處理電路和程序設(shè)計(jì)變得更簡單和可靠。這樣檢測到的光強(qiáng)信號變換成頻率 信號后進(jìn)入數(shù)據(jù)采集器2及測量終端3進(jìn)行計(jì)算，并經(jīng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行修正，得出灰密值。
圖l是本發(fā)明測量電路原理框圖，本發(fā)明的輸變電設(shè)備外絕緣等值附灰密度測量裝置 由多個光探測器組1、數(shù)據(jù)采集器2及測量終端3組成，光探測器組1由同位置的兩個光 探測器D1和D2組成，數(shù)據(jù)采集器2由多個數(shù)據(jù)采集單元4組成，多個光探測器組l的輸 出至數(shù)據(jù)采集器2的輸入端，數(shù)據(jù)采集器2的輸出經(jīng)電纜接測量終端3的輸入端， 一個光 探測器組1的輸出對應(yīng)接數(shù)據(jù)采集器2內(nèi)的一個數(shù)據(jù)采集單元4的輸入端。其中數(shù)據(jù)采集 單元4由電容C、電阻R及放大器U組成。
在監(jiān)測時，光探測器組1和數(shù)據(jù)釆集器2—起均安裝在瓷絕緣子上，并安裝在測量現(xiàn) 場，光探測器組1安裝在瓷絕緣子上下表面，數(shù)據(jù)采集器2安裝在絕緣子下表面鋼腳處。 測量終端3在實(shí)施測量時攜帶至現(xiàn)場人工用電纜與數(shù)據(jù)采集器2連接。此瓷絕緣子置于現(xiàn) 場一段時間積污，現(xiàn)場測量時清除每個檢測點(diǎn)中同一側(cè)光探測器D2的表面污穢，數(shù)據(jù)采集 器2將8組2個光探測器的信號進(jìn)行光頻轉(zhuǎn)換和比較處理后形成8路光強(qiáng)差值信號，由測 量終端3讀取。測量終端3讀取數(shù)據(jù)采集器2的數(shù)據(jù)后進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)算，并經(jīng)數(shù)學(xué)模型修正 得到灰密值，結(jié)合已進(jìn)行的"光纖型鹽密在線監(jiān)測裝置"研究成果，為準(zhǔn)確確定輸變電設(shè) 備外絕緣污穢等級及指導(dǎo)設(shè)備實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修提供數(shù)據(jù)監(jiān)測依據(jù)。
實(shí)際測量過程中，由于不同絕緣子其積污特性不同，還應(yīng)在試驗(yàn)室首先做出不同絕緣 子積污的差異，即首先在人工積污試驗(yàn)室進(jìn)行不同型式絕緣子例如除草帽型絕緣子外還有 標(biāo)準(zhǔn)型瓷絕緣子、鐘罩型玻璃絕緣子、等徑傘復(fù)合絕緣子、大小傘復(fù)合絕緣子、1大1小1 中1小傘復(fù)合絕緣子的積污試驗(yàn)，確定不同絕緣子積污差異為灰密數(shù)學(xué)模型提供修正公式， 即上述數(shù)學(xué)模型的各系數(shù)是不同的，并在裝置的數(shù)據(jù)處理單元中進(jìn)行設(shè)置，這樣測量裝置 給出的結(jié)果就是實(shí)際絕緣子的灰密值。
權(quán)利要求
1、一種輸變電設(shè)備外絕緣等值附灰密度測量方法，以灰密積累厚度影響透射光強(qiáng)為理論基礎(chǔ)，其特征在于通過比較經(jīng)過污穢層的光強(qiáng)度的變化計(jì)算出污穢層的灰密，具體步驟如下1)在絕緣子上下表面設(shè)置多個檢測點(diǎn)，每個檢測點(diǎn)預(yù)埋兩個參數(shù)、性能完全一樣的光探測器，且安裝位置盡量貼近，安裝角度相同；2)在干燥清潔狀態(tài)下標(biāo)定光探測器零點(diǎn)；3)通過人工定量涂污創(chuàng)造污染條件，獲得受污染程度與光強(qiáng)差值的關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型；4)將預(yù)埋了探測器的絕緣子懸掛于現(xiàn)場積污一段時間后進(jìn)行測量，即每兩個為一組的光探測器以同樣的方式染污，進(jìn)行檢測時將其中一個光探測器上的污穢清除干凈，讓它直接感受陽光；而另一個檢測被污穢衰減了的光強(qiáng)，檢測到的光強(qiáng)信號變換成頻率信號后進(jìn)入數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行計(jì)算，并經(jīng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行修正，得出灰密值。
2、 如權(quán)利要求1所述的輸變電設(shè)備外絕緣等值附灰密度測量方法，其數(shù)學(xué)模型是 NSDD=Ax，+Bx2+Cx+D，其中NSDD"灰密值，x—光強(qiáng)差值，當(dāng)被測絕緣子是草帽型絕緣子時， 式中各系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值為A--0.02, B=0.16, O-0.48, D--0.01 。
3、 實(shí)現(xiàn)上述方法的輸變電設(shè)備外絕緣等值附灰密度測量裝置，其特征在于由多個光 探測器組(1)、數(shù)據(jù)釆集器(2)及測量終端(3)組成，光探測器組(1)由同位置的兩個 光探測器D1和D2組成，數(shù)據(jù)采集器(2)由多個數(shù)據(jù)采集單元(4)組成，多個光探測器 組(1)的輸出至數(shù)據(jù)采集器(2)的輸入端，數(shù)據(jù)采集器(2)的輸出經(jīng)電纜接測量終端(3) 的輸入端， 一個光探測器組(1)的輸出對應(yīng)接數(shù)據(jù)采集器(2)內(nèi)的一個數(shù)據(jù)采集單元(4) 的輸入端。
4、 如權(quán)利要求3所述的輸變電設(shè)備外絕緣等值附灰密度測量裝置，其特征在于數(shù)據(jù) 采集單元(4)由電容C、電阻R及放大器U組成。
全文摘要
一種輸變電設(shè)備外絕緣等值附灰密度測量方法及裝置，以灰密積累厚度影響透射光強(qiáng)為理論基礎(chǔ)，通過比較經(jīng)過污穢層的光強(qiáng)度的變化計(jì)算出污穢層的灰密，其裝置由由多個光探測器組、數(shù)據(jù)采集器及測量終端組成，光探測器組由同位置的兩個光探測器組成，數(shù)據(jù)采集器由多個數(shù)據(jù)采集單元組成，采用本發(fā)明，能便捷、有效、準(zhǔn)確地測量輸變電設(shè)備外絕緣的現(xiàn)場等值附灰密度，結(jié)合已有的光纖型鹽密在線監(jiān)測裝置，為準(zhǔn)確確定輸變電設(shè)備外絕緣污穢等級及指導(dǎo)設(shè)備實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修提供數(shù)據(jù)監(jiān)測依據(jù)。
文檔編號G06F19/00GK101101265SQ20071005288
公開日2008年1月9日 申請日期2007年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月2日
發(fā)明者靜 代, 張?jiān)? 偉 李, 汪本進(jìn), 煒 蔡, 勇 陳, 黃興泉 申請人:國網(wǎng)武漢高壓研究院