[发明专利]一种基于无线自组网通信的绝缘子带电检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于电力设备检测技术领域，具体涉及一种基于无线自组网通信的绝缘子带电检测系统及方法。

背景技术

复合绝缘子由于重量轻、强度高、耐污闪性能强、维护方便等优点众多，打破了瓷、玻璃绝缘子的长期统治地位，而在电力系统中获得广泛的应用。据2001年的不完全统计，全国电网运行总数已达160万支，约290万支年，使用数量仅次于美国而居世界第2。随着运行时间和运行数量的增加，复合绝缘子发生故障的信息也逐渐增多，据统计，国内110kV线路发生不明原因闪络所占的比例为故障率的22％，造成很大的经济损失。

复合绝缘子在运行过程中出现内绝缘缺陷时，外观看不出来，会引起闪络故障，严重的情况是出现断线事故。因此要减少复合绝缘子损坏事故，提高供电可靠性。现有技术中提供了观察法、超声波检测法、红外线成像法等方法作为绝缘子带电检测方法，但是，上述方法均存在缺陷：观察法，可能因观察角度不理想或污秽覆盖而不能被发现，内绝缘缺陷更可能因无明显外表特征被遗漏，因此观察法虽很简便，但很不可靠；超声波检测法，该方法具有灵敏度高、速度快、成本低、操作简单及安全可靠等优点，可以准确地检测出有裂缝的绝缘子，但对未开裂的绝缘子不起作用，而且由于超声波本身存在耦合、衰减及超声换能器性能问题，只能到现场逐个检测；红外线成像法，该法的缺点是仪器造价高、且温度测量易受阳光、大风、潮气、环境温度及一些能引起绝缘子表面温度急剧变化等因素的影响。

针对上述方法的缺陷，现有技术中设计了电场测量法，该方法可在线检测复合绝缘子的内绝缘缺陷，所用仪器较为简单，对天气等外界环境要求甚低。运行中的复合绝缘子，正常状态下电场强度和电势沿绝缘子轴向的变化曲线是光滑的。当绝缘子存在导通性缺陷时，该处电位变为一常数，故其电场强度将突然降低，电场分布曲线也不再光滑，而是在相应的位置上有畸变，中间下陷，两端上升。因此测量复合绝缘子串的轴向电场分布可找出绝缘子的内绝缘导通性故障。电场测量法已有了成型的产品，专门用于合成绝缘子的在线检测，在干燥、污秽不严重时检测效果良好，但其需要登高测量，危险性高，且污秽而潮湿的合成绝缘子电场分布扭曲严重，难以识别缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于无线自组网通信的绝缘子带电检测系统及方法，以达到为寻找输电线路故障绝缘子提供便捷性，提高供电可靠性的目的。

一种基于无线自组网通信的绝缘子带电检测系统，该系统包括绝缘子带电检测仪便携装置和数据接收终端机，所述绝缘子带电检测仪通过无线自组网通信方式与所述数据接收终端机连接；

所述的绝缘子带电检测仪便携装置包括单片机、电场传感器、光电传感器和数据采集单元；其中，

电场传感器：用于采集绝缘子的纵向电场数据，对所采集的纵向电场数据进行无源滤波和差分放大处理，并发送至数据采集单元中；

光电传感器：用于发送信号触发单片机接收当前采集的绝缘子纵向电场数据；

数据采集单元：用于根据各周期内的采样数据，求取各周期的纵向电场数据有效值，并发送至单片机中；

单片机：用于将接收的各周期的纵向电场数据有效值进行平滑滤波处理，并通过无线自组网通信的方式将处理后的数据发送至数据接收终端机；

所述的数据接收终端机：用于采用最小二乘法对接收的纵向电场数据进行曲线拟合，将拟合后的曲线与原始采集的纵向电场数据曲线进行对比，获得两曲线之间的最大差值，并判断所获最大差值是否超过设定的阈值，若是，则被测绝缘子内部存在缺陷，需更换或维修，否则，绝缘子正常。

采用基于无线自组网通信的绝缘子带电检测系统进行的检测方法，包括以下步骤：

步骤1、采用电场传感器采集绝缘子的纵向电场数据，并对所采集的纵向电场数据进行无源滤波和差分放大处理；

步骤2、当电场传感器接近绝缘子边沿时触发光电传感器，将当前电场传感器所采集的绝缘子纵向电场数据发送至数据采集单元；

步骤3、数据采集单元根据各周期内的采样数据，求取各周期的纵向电场数据有效值，并发送至单片机中；

步骤4、单片机将接收的各周期的纵向电场数据有效值进行平滑滤波处理，并通过无线自组网通信的方式将处理后的数据发送至数据接收终端机；

步骤5、反复执行步骤1至步骤5，直至绝缘子串所有绝缘子均完成测量；

步骤6、数据接收终端机采用最小二乘法对接收的纵向电场数据进行曲线拟合；

步骤7、将拟合后的曲线与原始采集的纵向电场数据曲线进行对比，获得两曲线之间的最大差值；