[发明专利]输电绝缘子闪络在线监视安全预警装置

说明书

一技术领域

本专利属于智能电网领域中输电网络安全监测与预警技术，其中输电网络安全的关键在于输电绝缘子；本装置在技术上解决高压输电绝缘子闪络图像在线监视和运行泄漏监测、基于闪络图像和泄漏数据的健康状况分析、在分析的基础上进行安全预警和故障报警等。 

二背景技术

高压输电线路在野外依靠高压输电铁塔高高架在空中进行电力输送，这其中起关键作用的是高压绝缘子，一串绝缘子(由多片串联组成)的下端拉住输电导线、上端固定在输电铁塔上；由于高压铁塔立在地上，使绝缘子挂铁塔的那一端成零电位；绝缘子拉住导线的那一端承受着输电导线的高电压；可见输电线路的高电压完全加在绝缘子串上，要求该绝缘子串绝缘强度很高，始终不漏电或基本不漏电；从等效电路意义上说，一回输电线路的某相导线在该线路所有铁塔上的绝缘子串都是并联在该相输电导线与地之间，哪一串或多串绝缘子漏电都会对该高压线路运行安全带来威胁。 

线路绝缘子裸露在高空中，直接受输电线路所在环境影响，特别受环境污秽影响而降低绝缘；绝缘子表面污秽后，在阴雨、雾露、冰雪等天气或潮湿情况下绝缘电阻急剧降低，在高电压作用下产生漏电，积污越多则绝缘强度越低，泄漏电流越大，大到产生不同强度的闪络弧光。 

这种漏电闪络达到一定程度就可以使输电线路过负荷、通路开关跳闸，导致该线路所带负荷全部停电；而空气污染在多数时候是较大区域性问题，典型如我国华北、内蒙、西北等地区的大雾、沙尘暴等，加之下雨、低温等天气变化影响的范围也大，二者凑在一起，常常会使电网多处多座铁塔的绝缘子漏电，造成多条输电线路同时跳闸或接二连三跳闸，这就是大面积电网停电事故，极大威胁着电网运行安全。 

电网或输电线路在出现这种事故以后，事关社会众多用户用电，不可须臾怠慢、紧迫感非常强，必须马上处理恢复供电；首先要立即知道是那条线路、哪座铁塔、哪串绝缘子发生了闪络，才能达到马上清理、迅速恢复送电。 

如果有一种装置能专注地在线监视绝缘子，时刻掌握该绝缘子的绝缘状况，预期其何时可能闪络，使管理者防患闪络于未然；装置即时识别该绝缘子有无闪络发生，一旦发生即发出报警且给出闪络弧光图片，这就准确地给出了输电线路或电网故障位置，就能达到迅速处理并恢复安全运行的目的。本发明的装置就是这样：密切监视绝缘子串闪络弧光、智能识别闪络放电，准确报警闪络所在铁塔和绝缘子串；在监视绝缘子闪络的同时还辅助监测该绝缘 子的漏电状况，联合进行安全判断；还追询过去闪络和漏电情况向后安全预警，故障时及时给出故障点位置和漏电程度。 

面对绝缘子在电网中角色的重要性和故障的危害性，现行电力系统对绝缘子故障查找已有多种监测、计算故障点距离的做法，也有许多研究绝缘子泄漏监测和泄漏故障定位的专利；由于不同监测方法和监测装置作用不同，不能一概而论，但至今都没有解决绝缘子潜在故障点测取、线路多故障点位置测准、绝缘子安全预警或报警等相当深层次的问题；由于输电线路往往很长，使得现行许多方法计算故障距离误差很大，导致不能及时找到故障点；特别当同一线路多绝缘子闪络的情况下，则定位计算更不准确或无法计算。 

例如：2007年6月6日授权发明专利0113452717的《高压输电线路绝缘子带电检测方法及其装置》，该装置和方法是外加电压信号到绝缘子两端并采集其分压值和电流值来计算绝缘子绝缘电阻，以判断绝缘子绝缘强度；该方法只有判断绝缘子好坏作用，使用中要另外加高压到绝缘子片两端，所以不能用于对运行线路绝缘子在线监测和自动监测； 

2008年12月10日授权发明专利200510096130的《基于脉冲电流法的合成绝缘子在线检测仪》，是在地面人工采集绝缘子泄漏电流脉冲宽度(脉冲起止时间)，用以判断绝缘子绝缘状况，该检测仪不是在线监测，不同于本专利判断漏电弧光，更不反映线路故障状况和故障地点； 

2009年4月29日公开的发明专利200810162754《输电线路合成绝缘子绝缘性能在线监测仪》，是针对合成绝缘子使用泄漏电流传感器、监测电路，离线检测绝缘子好坏，判断绝缘子是否需要更换等；仪器没有与线路运行相联系，不给出线路会否故障、泄漏弧光是否发生、引起泄漏的故障地点等； 

2006年2月8日授权实用新型专利200420054918的《电力输电线路弧光接地点探测装置》，是用超声波传感器接在线路两端，探测弧光放电时产生的声音，进而基于声速计算弧光点所在位置的距离；输电线路一般很长，超声波又容易受干扰，通过线路两端超声波信号探测计算放电故障点的距离不可能准确。 

这些做法和效果与本文发明专利的做法和效果完全是两回事。