[发明专利]一种便携式故障绝缘子在线检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种便携式故障绝缘子在线检测装置及检测方法，所述的便携式故障绝缘子在线检测装置包含三个不同频段的磁天线阵元，用于接收故障绝缘子高压放电电磁波，三个磁天线阵元连接波段开关，波段开关、小信号放大模块、对数放大模块、检波模块、采集模块、微处理器模块以及显示模块顺序连接。本发明所说的检测方法包括：a、使磁性天线阵元的方向零点指向被测绝缘子；b、通过波段开关依次选择磁天线阵元接收并读取显示值；c、使磁性天线阵元的方向最强点指向被测绝缘子；d、通过波段开关依次选择磁天线阵元接收并读取显示值；e、当对应阵元前后两次测量值之差中有一个大于阈值时，判断绝缘子有故障；设备便携，操作简便，检测效果好。

技术领域

本发明属于绝缘子检测技术领域，尤其涉及一种便携式故障绝缘子在线检测装置及检测方法。

背景技术

目前电力系统输电线路及变电站使用巨量的瓷质绝缘子。瓷绝缘子长期受工频电压、日晒雨淋、灰盐霾、机械应力、雷电等作用，会发生劣化现象，劣化绝缘子由于内绝缘低于外绝缘，在雷击、工频、污闪等过程中发生内绝缘击穿，由此引发绝缘子掉串，严重威胁电网的安全运行。

当前工作中绝缘子现场检测主要采用火花间隙法、超声波法、红外测温法、红外成像法，依靠人工检测方式进行。主要存在以下问题：火花间隙法涉及安全、劳动强度大，需要听声音观火花；超声波法、红外测温法、红外成像法易受环境天气干扰，误判率高、检测效率低；这些不足使运检人员在检测周期内难以完成对运行中的绝缘子的覆盖检测，运行中绝缘子状态处于未知状态，通常依靠经验安排运检工作，针对性、预控性差，往往事故发生后被动处理。

停电检测虽然较为准确，但对电网影响较大，因此有必要开发一种有效的绝缘子低零值带电检测装置，实现输电线路和变电站瓷绝缘子低零值的有效不停电检测。

带电高压运行中的低(零)值绝缘子必定产生放电电磁波是其故障的本质物理现象，并且电磁波信号会在空间传播，频率分布在1MHz—10MHz，其频率分量主要集中在3MHz—5MHz之间。目前的检测方法是基于侦测高压放电产生的电磁脉冲信号。现有获取高压放电产生的电磁脉冲信号的途径是在绝缘子承载铁塔接地线上检测，通过一个磁感应环来耦合特定的电磁脉冲信号，当铁塔有多个接地线时，要切割掉其余的几个，操作十分不方便。另外，接地线会耦合各种外部干扰和噪声，检测结果不准确。

采用磁天线或电天线也可以接收到低(零)值绝缘子产生的放电电磁波，而且不需要切割接地线，操作简便。但会接收到外部各种干扰和噪声，由于放电电磁波是宽带，所以无论磁还是电天线都必须是宽带接收。利用磁天线的测向原理可以来定位故障绝缘子放电电磁波方向，但放电电磁波是宽带信号，所以需要设计1MHz-10MHz宽带的磁性天线，目前如此宽带的磁性天线体积较大，携带不方便。对所接收到的宽带信号既需要高速数据采集，理论上，对10MHz信号最低也要20MHz采样速率；另外，要满足接收信号差动范围的要求，采样要求高分辨率；还要采样一个工频周期，数据量巨大。当进行谱分析处理时，还需要高速DSP处理器的配合。这些都阻碍了检测装置的小型化和便携式。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种便携式故障绝缘子在线检测装置及检测方法，在无需停电情况下，采用分段接收的小型化的磁性天线阵元接收信号，采用对数放大来有效扩大所接收信号动态范围，通过检波获取频段内的功率电平代替繁琐的高速数据采集与谱分析处理方法，简化了电路设计和信号处理流程，实现绝缘子状态的准确、安全、高效、及时、方便检测，并定位故障绝缘子所在串，使装置便携。本发明的另一个目的是提供该在线检测装置的绝缘子故障检测的方法。

本发明的技术方案是：

一种便携式故障绝缘子在线检测装置，包含三个不同频段的第一磁天线阵元、第二磁天线阵元和第三磁天线阵元，用于接收故障绝缘子高压放电电磁波，三个磁天线阵元连接波段开关，波段开关的输出连接小信号放大模块，小信号放大模块连接对数放大模块，对数放大模块连接检波模块，检波模块连接数据采集模块，数据采集模块连接微处理器模块，微处理器模块同时连接显示模块，电源模块为其它各模块提供电源供应。