一種監測絕緣子表面污穢電導率的系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種監測絕緣子表面污穢電導率的系統及方法，包括依次連接的測量單元、數據采集單元、數據處理單元及計算機，上述測量單元、數據采集單元及數據處理單元采用導線連接，數據處理單元與計算機通過無線通訊網絡連接；本發明是通過從測量單元中得到信號源電壓信號和定值電阻電壓信號，將兩個信號分別通過數據處理單元得到兩信號的相角差，通過相角差計算得到電導率。本發明是一種新的監測絕緣子表面污穢電導率的系統，其測量過程簡單，結果準確可靠。
【專利說明】一種監測絕緣子表面污穢電導率的系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及在線監測領域，具體涉及一種監測絕緣子表面污穢電導率的系統及方法。
【背景技術】
[0002]長期以來，我國電力網絡建設不斷壯大。輸電線路絕緣子長期處于各種環境中，受到空中強電磁場，驟冷驟熱，空氣中漂浮的污穢顆粒、液體，固體等，再加上雨，霧，露，融冰，融雪等惡劣條件，絕緣子表面的電氣強度大大降低，如果長期不進行污穢處理，就容易發生污閃事故，污閃事故的損失是雷害事故的十倍，危害巨大。
[0003]監測絕緣子表面污穢電導率對防污閃具有重要意義。監測絕緣子表面污穢電導率可以實時了解絕緣子表面積污穢及受潮情況，為制定絕緣子表面污穢清掃工作提供指導。
[0004]目前已有的絕緣子表面污穢監測系統有圖像處理技術，通過提取絕緣子表面污穢照片中的特征量進行分析判斷；監測絕緣子表面污穢閃絡放電時發出的低頻聲信號，根據獲得的低頻聲信號進行判斷絕緣子表面污穢量的大小；監測絕緣子表面污穢放電時發出的微波信號以及監測絕緣子表面污穢放電超聲波信號等。這類監測絕緣子表面污穢的系統一般誤差較大，獲得修正系數難，要求精度高則設備昂貴。另一類監測絕緣子表面污穢的系統有監測泄露電流法以及監測電壓分布法，這種監測系統受高壓環境干擾嚴重，處理過程復雜，分析需要具備一定的經驗和專業知識。
【發明內容】
[0005]為了克服現有技術存在的缺點與不足，本發明提供一種監測絕緣子表面污穢電導率的系統及方法。
[0006]本發明采用如下技術方案:
[0007]—種監測絕緣子表面污穢電導率的系統，包括依次連接的測量單元、數據采集單元、數據處理單元及計算機；
[0008]所述測量單元由信號源電路、定值電阻Rs、定值電容Cs和絕緣子表面污穢的等效電阻Rx構成，其中定值電容Cs與絕緣子表面污穢的等效電阻Rx并聯后依次與所述定值電阻Rs、信號源電路串聯；
[0009]所述數據處理單元由第一過零比較器、第二過零比較器及相角差檢測電路構成。
[0010]所述信號源電路由依次連接的電源電路、振蕩電路、低通濾波電路及幅值調整電路構成。
[0011]所述定值電阻Rs由一個以上的電阻串聯或并聯或混聯構成；所述定值電容Cs由一個以上的電容串聯或并聯或混聯構成；絕緣子表面污穢等效電阻Rx是指懸掛在輸電線路桿塔上不帶電的或用于測量用的絕緣子表面污穢的等效電阻或者在實驗室人工氣候箱內懸掛不帶電的絕緣子表面污穢的等效電阻。
[0012]所述第一過零比較器和第二過零比較器結構相同，均包括第三運算放大器F3，三極管M1，第七電阻R7，第八電阻R8及第九電阻R9，所述第七電阻&連接在第三運算放大器F3的負極輸入端及信號源電路之間，第八電阻R8連接在三極管M1的基極和第三運算放大器F3的輸出端之間，第九電阻R9連接在所述三極管M1的集電極和直流電壓源之間，第三運算放大器F3的正極輸入端接地線，三極管M1的射極接地線。
[0013]所述相角差檢測電路由第一 JK觸發器JK1、第二 JK觸發器見2及與非門G構成；所述第一 JK觸發器JK1及第二 JK觸發器JK2的結構及參數是相同的，其中第一 JK觸發器的第一輸出Q1和第二輸出ρ分別接第二 JK觸發器的第三輸入J2和第四輸入K2,第二 JK觸發器的第三輸出Q2和第四輸出β分別接第一 JK觸發器的第一輸入K1和第二輸入J1,與非門G的輸入端分別接第一 JK觸發器的第一輸出端Q1和所述第二 JK觸發器的第三輸出端Q2。
[0014]一種監測絕緣子表面污穢電導率的方法，包括如下步驟:
[0015]SI數據采集單元采集信號源電路的電壓信號及定值電阻的電壓信號，并將所采集信號傳輸到數據處理單元；
[0016]S2數據處理單元經過處理得到兩個信號的相角差信號，并將該信號通過無線網絡傳輸到計算機；
[0017]S3計算機判斷經過無線網絡接收的相角差信號的占空比d是否小于0.25，是則計算相角差Θ，否則重新讀取相角差信號占空比，要重新讀取信號差占空比，
[0018]所述計算相角差Θ的公式為:
[0019]Θ =dX360°
[0020]其中，Θ為絕緣子表面污穢相角差，d為相角差占空比；
[0021]S4根據相角差Θ，得到絕緣子表面污穢等效電阻Rx的計算公式為:
[0022]
【權利要求】
1.一種監測絕緣子表面污穢電導率的系統，其特征在于，包括依次連接的測量單元、數據采集單元、數據處理單元及計算機； 所述測量單元由信號源電路、定值電阻(Rs)、定值電容(Cs)和絕緣子表面污穢的等效電阻(Rx)構成，其中定值電容(Cs)與絕緣子表面污穢的等效電阻(Rx)并聯后依次與所述定值電阻(Rs)、信號源電路串聯； 所述數據處理單元由第一過零比較器、第二過零比較器及相角差檢測電路構成。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述信號源電路由依次連接的電源電路、振蕩電路、低通濾波電路及幅值調整電路構成。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述定值電阻(Rs)由一個以上的電阻串聯或并聯或混聯構成；所述定值電容(Cs)由一個以上的電容串聯或并聯或混聯構成；絕緣子表面污穢等效電阻(Rx)是指懸掛在輸電線路桿塔上不帶電的或用于測量用的絕緣子表面污穢的等效電阻或者在實驗室人工氣候箱內懸掛不帶電的絕緣子表面污穢的等效電阻。
4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一過零比較器和第二過零比較器結構相同，均包括第三運算放大器(F3),三極管(M1),第七電阻(R7),第八電阻(R8)及第九電阻(R9)，所述第七電阻(R7)連接在第三運算放大器(F3)的負極輸入端及信號源電路之間，第八電阻(R8)連接在三極管(M1)的基極和第三運算放大器(F3)的輸出端之間，第九電阻(R9)連接在所述三極管(M1)的集電極和直流電壓源之間，第三運算放大器(F3)的正極輸入端接地線，三極管(M1)的射極接地線。
5.根據權利要求1所 述的系統，其特征在于，所述相角差檢測電路由第一JK觸發器(JK1)、第二 JK觸發器(JK2)及與非門(G)構成；所述第一 JK觸發器(JK1)及第二 JK觸發器(JK2)的結構及參數是相同的，其中第一 JK觸發器的第一輸出(Q1)和第二輸出ω)分別接第二 JK觸發器的第三輸入(J2)和第四輸入(K2)，第二 JK觸發器的第三輸出(Q2)和第四輸出(Q )分別接第一 JK觸發器的第一輸入(K1)和第二輸入(J1),與非門(G)的輸入端分別接第一 JK觸發器的第一輸出端(Q1)和所述第二 JK觸發器的第三輸出端(Q2)。
6.—種如權利要求1 一 5任一項所述的一種監測絕緣子表面污移1電導率的系統的方法，其特征在于，包括如下步驟: SI數據采集單元采集信號源電路的電壓信號及定值電阻的電壓信號，并將所采集信號傳輸到數據處理單元； S2數據處理單元經過處理得到兩個信號的相角差信號，并將該信號通過無線網絡傳輸到計算機； S3計算機判斷經過無線網絡接收的相角差信號的占空比d是否小于0.25，是則計算相角差Θ，否則重新讀取相角差信號占空比， 所述計算相角差Θ的公式為:
Θ =dX360° 其中，Θ為絕緣子表面污穢相角差，d為相角差占空比； S4根據相角差Θ，得到絕緣子表面污穢等效電阻Rx的計算公式為:
【文檔編號】G01R27/02GK103698606SQ201310689364
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】郝艷捧, 鐘榮富, 陽林, 李立浧 申請人:華南理工大學
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