[发明专利]一种输电线路复合绝缘子缺陷检测的带电作业装置

说明书

技术领域

本发明涉及输电线路领域，具体为一种输电线路复合绝缘子缺陷检测的带电作业装置。

背景技术

输电线路复合绝缘子因质量轻、安装方便、耐污性能好等优点在输电线路中被大量使用。但其在长期运行中容易受到电场、光照、湿度等因素的作用，而可能发生芯棒与护套界面、芯棒中等气隙形式的内部缺陷。复合绝缘子一旦存在内部缺陷，在工作中受场强的作用会有水分溢入气隙缺陷部分。水分渗入缺陷后，缺陷处的击穿场强变低，达到击穿场强时会发生放电现象。放电生成的活性气体如O₂、NO、NO₂等对芯棒和护套产生氧化和腐蚀作用，同时气体增加了缺陷处的扩张压力，会使气隙继续变大，如此恶性循环。

挂网运行中的复合绝缘子由于位置高、带电等特性较难直接检测，现有的测量方法大多在地面测量，无法准确的测量到微小的绝缘子内部缺陷。部分利用电场测量手段不能适应耐张串、V型绝缘子串的检测。设计一种简单、准确的复合绝缘子内部缺陷检测装置，帮助运行人员及时发现已经存在的内部缺陷，有助于提高输电线路运行稳定性。

发明内容

针对10kV～500kV线路复合绝缘子内部缺陷监测，本发明提供一种输电线路复合绝缘子缺陷检测的带电作业装置，对输电线路挂网运行的复合绝缘子内部缺陷进行检测，帮助线路运维人员及时发现内部缺陷，有助于提高输电线路运行稳定性。尤其是适用竖直串、V型串复合绝缘子内部缺陷检测。

本发明采取的技术方案为：

一种输电线路复合绝缘子缺陷检测的带电作业装置，包括：光电电场传感器、绝缘杆、滑动轨道、升降机构、偏振光源模块、地面采集与计算模块。滑动轨道距离绝缘子大伞裙外表面一定距离，光电电场传感器沿滑动轨道由高压端往低压端匀速滑动，所述光电电场传感器与绝缘杆连接，绝缘杆与升降机构连接。偏振光源模块中的激光源经过起偏器、保偏光纤与光电电场传感器相连，偏振光在光电电场传感器中经过调制传输到下一级保偏光纤，再进入光电转换模块；光电转换模块将经过电场调制后的偏振光信号转换为电信号，电信号接入地面采集与计算模块的工控机采集卡中，通过labVIEW采集软件进行记录，将记录的数据在labVIEW中打开绘制电场强度数值曲线。偏振光源模块中的ZigBee子模块与地面采集与计算模块中的工控机无线连接，由工控机控制光源的开断。

所述调角机构为两部分锯齿调角结构，单部分调角范围为0～180°、调节刻度为1°，调角机构用以调整、固定升降杆的角度，使滑动轨道与绝缘子大伞裙外表面保持平行。

所述升降机构用于控制绝缘杆匀速上升、下降的速度、以及与绝缘子大伞裙的距离。

所述滑动轨道其距离绝缘子大伞裙的距离d保持在10mm～15mm范围内，针对每串绝缘子测量时此距离固定，每串绝缘子布置两条滑动轨道，两条滑动轨道沿绝缘子芯棒对折重合。

一种输电线路复合绝缘子缺陷检测方法，在地面操纵升降机构、调角机构，控制绝缘杆匀速上升、下降的速度、与绝缘子大伞裙的距离，通过地面采集与计算模块中的工控机与偏振光源模块中的ZigBee子模块进行无线连接，控制偏振光源的开断；光源打开时，激光经过起偏器和保偏光纤到达光电电场传感器，偏振光在光电电场传感器中经过复合绝缘子电场的调制传输到下一级保偏光纤，再进入光电转换模块，光电转换模块将经过电场调制后的偏振光信号转换为电信号，电信号接入工控机的采集卡中通过labVIEW进行采集记录，将记录的数据在labVIEW中打开绘制电场强度数值曲线，计算数值曲线畸变严重的位置，当畸变超过设定值时自动提示缺陷位置，再与预设曲线相比较，判断是否具有内部缺陷。

所述电场强度数值曲线中电场强度E的单位为kV/m，沿绝缘子位移S的单位为cm，S的值通过时间t和输入滑动速度v计算得出S＝t*v。

畸变计算公式为：tanθ_ΔS＝ΔE/ΔS，即tanθ_(S1-S2)＝(E_S1-E_S2)/(S₁-S₂)、tanθ_(S2-S3)＝(E_S2-E_S3)/(S₂-S₃)…tanθ_(Sn-S(n+1))＝(E_Sn-E_S(n+1))/(S_n-S_S(n+1))(n≧1,n∈z)；