一种监测绝缘子表面污秽受潮程度的方法

摘要

本发明公开了一种监测绝缘子表面污秽受潮程度的方法，包括如下步骤：S1在测量电路中，采集定值电阻的电压信号及电源的电压信号；S2将上述两个电压信号的初始相角相减后取绝对值得到相角差θ；S3得到相角差θ与绝缘子表面污秽的等效电阻Rx的关系式；S4根据相角差的变化，得到绝缘子表面污秽受潮程度。本发明测量误差小、设备造价便宜、监测结果分析简单。

权利要求

1.一种监测绝缘子表面污秽受潮程度的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1在测量电路中，取定值电阻的电压信号及电源的电压信号；

S2将上述两个电压信号的初始相角相减后取绝对值得到相角差θ；

S3根据相角差θ的计算公式，得到相角差θ与绝缘子表面污秽的等效电阻Rx的关系式；

所述相角差θ的计算公式：

其中，Rs表示定值电阻，ω为角频率，Cs表示定值电容，Rx为绝缘子表面污秽的等效电阻；

将Rs＝1000Ω，角频率ω＝800π，定值电容Cs＝50nF代入到相角差θ的计算公式，得到相角差θ与绝缘子表面污秽的等效电阻Rx的关系式如下：S4根据相角差的变化，得到绝缘子表面污秽受潮程度；

所述测量电路由电源、定值电阻、定值电容和绝缘子表面污秽的等效电阻构成，其中，定值电容和绝缘子表面污秽的等效电阻并联后依次与定值电阻、电源连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电源是正弦波电源，频率为400Hz，电压幅值为5V。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定值电阻由一个以上电阻串联或并联或混联构成。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定值电容由一个以上电容串联或并联或混联构成。

说明书

一种监测绝缘子表面污秽受潮程度的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及输电线路绝缘子在线监测领域，具体涉及一种监测绝缘子表面污秽受潮程度的方法。

背景技术

[0002] 长期以来，输电线路上的绝缘子表面污秽受潮，发生污闪以及雷击跳闸事故时有发生，给国民经济造成重大损失。据统计，污秽引起的绝缘闪络事故次数在目前的电网总事故次数中占第二位，仅次于雷害事故，而污闪事故造成的损失却是雷害事故的10倍。因此，污闪事故已经成为电网安全运行的严重威胁。及时了解绝缘子表面污秽受潮程度，对于防范污闪事故的发生具有重要作用，为绝缘子表面污秽的清扫工作提供指导。

[0003] 目前，监测绝缘子表面污秽受潮程度的主要方法有：图像处理法，利用计算机处理通过照相机拍摄绝缘子表面污秽受潮程度的图片，这种方法误差较大；监测绝缘子表面闪络时发出的特征信号（如低频信号、微波信号、超声波信号）方法，这种方法在获得低频信号时需要高精密的传感器，价格昂贵，特征信号获取不充分，则误差大；监测绝缘子表面污秽流过的泄漏电流法，这种方法需要大的存储容量，分析困难。

发明内容

[0004] 为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种监测绝缘子表面污秽受潮程度的方法。

[0005] 本发明采用如下技术方案：

[0006] 一种监测绝缘子表面污秽受潮程度的方法，包括如下步骤：

[0007] S1在测量电路中，采集定值电阻的电压信号及电源的电压信号；

[0008] S2将上述两个电压信号的初始相角相减后取绝对值得到相角差θ；

[0009] S3根据相角差θ的计算公式，得到相角差θ与绝缘子表面污秽的等效电阻Rx的关系式；

[0010] 所述相角差θ的计算公式：

[0011] 其中，Rs表示定值电阻，ω为角频率，Cs表示定值电容，Rx为绝缘子表面污秽的等效电阻；

[0012] 将Rs=1000Ω，角频率ω=800π，定值电容Cs=50nF代入到相角差θ的计算公式，得到相角差θ与绝缘子表面污秽的等效电阻Rx的关系式如下：

[0013]

[0014] S4根据相角差的变化，得到绝缘子表面污秽受潮程度。

[0015] 所述测量电路由电源、定值电阻、定值电容和绝缘子表面污秽的等效电阻构成，其中，定值电容和绝缘子表面污秽的等效电阻并联后依次与定值电阻、电源连接。

[0016] 所述电源是正弦波电源，频率为400Hz，电压幅值为5V。

[0017] 所述定值电阻由一个以上电阻串联或并联或混联构成。

[0018] 所述定值电容由一个以上电容串联或并联或混联构成。

[0019] 本发明的有益效果：

[0020] （1）提供一种新的方式监测绝缘子表面污秽受潮情况，这种方法避免了直接监测绝缘子表面泄露电流，对于在宏观上可以更好的把握绝缘子表面污秽的受潮情况；

[0021] （2）这种基于相角差监测绝缘子表面污秽受潮情况的方法，其监测的测量误差小，设备造价便宜，结果分析简单等特点。

附图说明

[0022] 图1是本发明测量电路连接示意图；

[0023] 图2是本发明的工作流程图；

[0024] 图3是实施例中将本发明应用于一组盐密值为0.1mg/cm2，灰密值为0.6mg/cm2下的绝缘子表面污秽受潮试验数据图。

具体实施方式

[0025] 下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

[0026] 实施例

[0027] 如图2所示，一种监测绝缘子表面污秽受潮程度的方法，包括如下步骤：

[0028] S1布置绝缘子表面电极，将布置好的电极连接如图1所示测量电路中，所述测量电路由电源Us、定值电阻Rs、定值电容Cs及绝缘子表面污秽的等效电阻Rx构成，其中，定值电容和绝缘子表面污秽的等效电阻并联后依次与定值电阻、电源连接，图中Ux表示绝缘子表面污秽的等效电阻Rx的电压。

[0029] 如图1所示电路，可获得电路中总阻抗：

[0030]

[0031] 上述公式中，j表示虚数单位，根据上述总阻抗的表达式，可计算出测量电路中相角差θ的公式为：

[0032]

[0033] 所述电源Us提供正弦波电源，频率为400Hz,幅值为5V，所述定值电阻Rs的阻值为1000Ω，所述定值电容Cs的电容值为50nF。

[0034] 本实施例采用绝缘子表面污秽是用盐密（Nacl）和灰密（硅藻土）进行配置，配置的污秽中盐密/灰密比值为1:6。

[0035] 将配置好的污秽夜均匀地涂到绝缘子表面上，然后再在人工气候箱内进行喷水实验。

[0036] S2采集定值电阻的电压信号Um,取电源Us的电压信号。

[0037] S3将定值电阻的电压信号Um的初始相角与电源Us的初始相角相减后取其绝对值，得到相角差θ，

[0038] 所述相角差θ的计算公式为：

[0039]

[0040] 其中，定值电阻Rs为1000Ω，角频率ω为800π，定值电容Cs为50nF，Rx为绝缘子表面污秽的等效电阻。

[0041] 在喷水试验时，根据喷水的量，每隔一段时间记录一下相角差θ。

[0042] S4在绝缘子表面污秽受潮试验中，随着绝缘子表面污秽受潮程度的变化，绝缘子表面污秽的等效电阻也跟着不断变化，根据S3中的公式可知，绝缘子表面污秽的等效电阻变化，相角差也跟着随之变化，将定值电阻Rs为1000Ω，角频率ω为800π，定值电容Cs为50nF代入到S3中的公式中得到相角差与绝缘子表面污秽等效电阻的关系式：

[0043]

[0044] 可以得到绝缘子表面污秽受潮程度与相角差θ之间的量化关系。绝缘子表面污秽干燥时，其等效电阻Rx值很大，其相角差θ也很大；绝缘子表面污秽受潮时，其等效电阻Rx值减小，其相角差θ也减小。

[0045] 如图3所示，本方法应用于一组盐密值为0.1mg/cm2，灰密值为0.6mg/cm2下的绝缘子表面污秽受潮试验数据图：

[0046] 从图3中可以看出，随着喷水量的增大，相角差是先降低，后增大。未喷水时，绝缘子表面污秽处于干燥状态，绝缘子表面污秽的等效电阻Rx很大，根据上述相角差θ的计算公式可得，Rx很大，相角差θ就大；随着喷水的增多，绝缘子表面污秽的等效电阻Rx开始下降，相角差θ也开始下降；当绝缘子表面污秽饱和受潮时，其等效电阻Rx下降到最低，其相对应的相角差θ也下降到最低；再继续喷水，绝缘子表面污秽开始流失，慢慢地，绝缘子表面的等效电阻增大，相角差θ也开始增大，一直到绝缘子表面处于绝缘状态。图3中绝缘子表面污秽的受潮情况可以用相角差清楚地反映出来，并且具有准确可靠，精度高，分析简单。

[0047] 根据上述θ随着绝缘子表面污秽受潮而变化，在正常情况下，θ都是在一定的门限值内，当超过这个门限值时，表示绝缘子的绝缘性能降低，设置报警功能。

[0048] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。