一种单片绝缘子自然积污特性试验系统技术方案

公开了一种单片绝缘子自然积污特性试验系统，单片绝缘子自然积污特性试验系统包括提供电源的光伏电源(1)、用于提供交流电压和直流电压的高压发生器(2)、用于测量环境参数的环境参数测量设备(3)和绝缘子装置(4)，所述高压发生器(2)包括工频逆变器(11)、连接所述工频逆变器(11)的生成交流电压的第一升压变压器(12)、连接所述工频逆变器(11)的第二升压变压器(22)和生成直流电压的整流模块(13)，绝缘子装置(4)包括固定底座(14)和布置在所述固定底座(14)的用于支撑绝缘子串的绝缘子架(15)，所述绝缘子串的中间的绝缘子(16)电连接所述高压发生器(2)。

A test system for natural fouling characteristics of monolithic insulators

Disclosed is a single insulator natural product test system of single insulator pollution characteristics, the natural product test system includes the pollution characteristics of photovoltaic power supply (1), a high voltage generator for supplying AC voltage and DC voltage (2), used to measure the environmental parameters of the environment parameter measuring equipment (3) and insulator device (4) and the high voltage generator (2) comprises a frequency inverter (11), connected with the frequency inverter (11) the first generation of AC voltage step-up transformer (12), connected with the frequency inverter (11) of the second step-up transformer (22) and the generation of DC voltage rectifier module (13), insulator device (4) comprises a fixed base (14) and arranged on the fixed base (14) for supporting insulator insulator (15), the middle of the insulator string insulators of the (16) electrically connected with the high voltage generator (2).

【技术实现步骤摘要】
一种单片绝缘子自然积污特性试验系统
本技术涉及一种输变电设备外绝缘领域，特别是一种单片绝缘子自然积污特性试验系统。
技术介绍
输变电外绝缘问题自电力系统诞生以来就始终是威胁着电力系统安全的严重问题之一。随着人类社会的不断发展，生产生活对电力系统的依赖也越来越强，与此同时，电力系统电压等级不断提高，事故影响越发严重，污闪问题的危害也越来越大。为了降低污闪的几率、减少污闪的影响，研究人员做了很多工作，目前针对绝缘子污秽闪络的产生和发展已经有了较为成熟的理论。采用人工涂污的方式，研究人员针对绝缘子的污闪特性也有较为深入的研究。专利文献CN105891642A公开的一种110kV悬式绝缘子带电积污试验装置包括上下分别设置有顶板(6)和底板(7)的罐体(1)、雾产生装置(2)、固体颗粒产生装置(3)、监测仪器(4)和试验电源(5)，所述罐体(1)通过雾通道(9)外接雾产生装置(2)，罐体(1)通过固体颗粒通道(10)外接固体颗粒产生装置(3)，所述固体颗粒通道(10)穿入罐体(1)连接设置于罐体(1)内部的环状管(8)，所述罐体(1)还通过探头与采样管道(15)外接有监测仪器(4)；还包括呈上下设置的两根高压套管(14)，所述高压套管(14)均伸入罐体(1)，在罐体(1)内两根高压套管(14)分别通过铜导线(16)连接待测绝缘子(18)的顶端和底端，待测绝缘子(18)还通过绝缘绳(17)连接顶板(6)。该专利适用于110kV电压等级以下悬式绝缘子的带电积污试验，但该专利采用人工积污，误差比较大，且成本高，试验精度低。专利文献CN204374177U公开的一种输电线路导线绝缘子污秽实时监控系统包括现场监控模块、线路监控分机、高压取电模块、监控中心主机、通信模块；所述的高压取电模块安装在输电线路导线上，为所述的现场监控模块和线路监控分机提供电力；所述的现场监控模块由若干绝缘子密盐监测仪组成，设置在输电线路导线绝缘子上，负责收集输电线路导线绝缘子污秽情况数据，将数据发送给所述的线路监控分机，所述的线路监控分机利用所述的通信模块将各个现场监控模块采集的数据无线传输给所述的监控中心主机。该专利可实时收集数据，但该专利结构复杂，只能监控积污情况，不能试验对各种条件下多参数对积污影响，因此，无法主动改进积污现象，只能被动监测。专利文献CN103592580A公开的一种绝缘子雾霾与污闪在线监测系统包括监测终端与监控装置，所述监测终端包括信号连接的太阳能供电模块、电容介质电流采集装置、绝缘子泄漏电流采集装置、单片机与GSM短信模块，其中：太阳能供电模块，为所述监测终端供电；电容介质电流采集装置，用于测量电容介质的电流；绝缘子泄漏电流采集装置，用于测量绝缘子的泄漏电流；单片机，用于采集电容介质的电流信号和绝缘子的泄漏电流信号后，经过程序固化的公式计算后得出反映绝缘子闪络的雾闪值，比较雾闪值与既定的门槛值，并根据比较的结果决定是否做出“注意、危险”的两级雾闪报警；GSM短信模块，用于接收电容介质的电流信号和绝缘子的泄漏电流信号的测量并发送至监控装置；所述监控装置包括GSM短信终端设备和监控主机，其中：GSM短信终端设备，用于通过GSM短信模块接收来自单片机计算后的雾闪值；监控主机，用于在人机界面显示GSM短信终端设备接收到的实时监测结果和历史数据曲线。该专利可实现注意与危险两级雾闪报警，为设备运行管理单位采取降压运行或者安排绝缘子清扫计划等措施作为参考依据，但该专利结构复杂，只能监控积污情况，不能试验对各种条件下多参数对积污影响，因此，无法主动改进积污现象，只能被动监测。关于各种因素对绝缘子积污过程的影响目前并无太多深入的研究。现有的研究方式主要有三种：第一种方案是通过测量实际输电线路上带电运行的绝缘子上的污秽数据，分析绝缘子的自然积污特性；第二种方案是通过搭建大型的人工积污试验室，使绝缘子快速积污得到试验数据进行分析；第三种方案是搭建大型的自然积污试验室，通过绝缘子的自然积污得到积污数据，同时利用配套设备收集积污室附近气候数据，从而得到所需数据，进行分析。目前来看，这几种方式都存在一定的弊端。第一种方式，虽然因为采用的是实际运行中的带电绝缘子，使得所测得的数据可信度较高，缺点是无法控制所测绝缘子的型号、连接方式以及绝缘子所带的电压种类、电压等级，同时也无法控制绝缘子附近的污秽成分、污秽浓度，这些因素使得在研究某个因素对绝缘子积污特性的影响时，要选择适当的采样用绝缘子串来控制其他因素，控制效果也未必理想。同时，由于条件所限，这种方式获得的数据数量有限，给研究工作带来了一定的困难，研究周期也比较长。相比于第一种方式，第二种方式的优点是可以控制各种目前已知的对绝缘子积污可能有影响的因素，如污秽浓度、环境温度、湿度、绝缘子型号、连接方式等，但是缺点也同样比较明显：首先，大部分试验室在搭建时都只准备了一种电源，多数都是交流人工积污试验室。研究不同电压种类对积污特性的影响时，需要对现有试验室进行改造。其次，由于是人工积污试验室，故而大多数时候使用的污秽都是人工配置的污秽颗粒，由此产生了一定的误差，试验数据只有参考价值。为了解决这个问题，部分研究人员采用先收集自然污秽颗粒，再使用自然污秽进行试验的方式。缺点是增大了工作量，延长试验周期，不能快速得到大量试验数据。最后，搭建污室时，大多数试验室搭建了风洞以使污秽颗粒在污室内均匀分布，整体成本很高。第三种方案和第二种方案类似，已有的大部分自然积污站的规模都比较大，相关配套设施比较完善，配有各种型号的绝缘子以及功能完善的气象监测设备。缺点主要是多数都只配备了一种电源，不具备多电源输出。而且由于规模做的比较大，做成后移动困难，只能为其附近的区域提供绝缘子积污的参考数据。当需要多套设备，监测多地数据时，成本很高。在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本技术背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
鉴于上述问题，本技术的目的在于提供一种单片绝缘子自然积污特性试验系统，综合目前研究不同因素对绝缘子积污特性影响的各种方式的优缺点，对系统提出了以下要求：首先，要具备多电源输出功能，以研究不同电压种类对绝缘子积污特性的影响；要具备更换绝缘子型号、绝缘子连接方式的功能，以研究绝缘子类型、连接方式对绝缘子积污特性的影响；设备的整体体积不能太大，各绝缘子附近的大气环境要近似相同；设备成本不要太高。本技术的目的是通过以下技术方案予以实现。一种单片绝缘子自然积污特性试验系统包括提供电源的光伏电源、用于提供交流电压和直流电压的高压发生器、用于测量环境参数的环境参数测量设备和绝缘子装置，所述光伏电源电连接所述高压发生器和环境参数测量设备，所述环境参数测量设备包括风速传感器、温度传感器、湿度传感器、颗粒浓度传感器、存储器和处理器，所述处理器为通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC，现场可编程门阵列FPGA、模拟电路或数字电路，所述高压发生器包括工频逆变器、连接所述工频逆变器的生成交流电压的第一升压变压器、连接所述工频逆变器的第二升压变压器和生成直流电压的整流模块，绝缘子装置包括固定底座和布置在所述固定底座的用于支撑绝缘子串的绝缘子架，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单片绝缘子自然积污特性试验系统，其包括提供电源的光伏电源(1)、用于提供交流电压和直流电压的高压发生器(2)、用于测量环境参数的环境参数测量设备(3)和绝缘子装置(4)，其特征在于：所述光伏电源(1)电连接所述高压发生器(2)和环境参数测量设备(3)，所述环境参数测量设备(3)包括风速传感器(5)、温度传感器(6)、湿度传感器(7)、颗粒浓度传感器(8)、存储器(9)和处理器(10)，所述处理器为通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC，现场可编程门阵列FPGA、模拟电路或数字电路，所述高压发生器(2)包括工频逆变器(11)、连接所述工频逆变器(11)的生成交流电压的第一升压变压器(12)、连接所述工频逆变器(11)的第二升压变压器(22)和生成直流电压的整流模块(13)，绝缘子装置(4)包括固定底座(14)和布置在所述固定底座(14)的用于支撑绝缘子串的绝缘子架(15)，所述绝缘子串的中间的绝缘子(16)电连接所述高压发生器(2)。

【技术特征摘要】
1.一种单片绝缘子自然积污特性试验系统，其包括提供电源的光伏电源(1)、用于提供交流电压和直流电压的高压发生器(2)、用于测量环境参数的环境参数测量设备(3)和绝缘子装置(4)，其特征在于：所述光伏电源(1)电连接所述高压发生器(2)和环境参数测量设备(3)，所述环境参数测量设备(3)包括风速传感器(5)、温度传感器(6)、湿度传感器(7)、颗粒浓度传感器(8)、存储器(9)和处理器(10)，所述处理器为通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC，现场可编程门阵列FPGA、模拟电路或数字电路，所述高压发生器(2)包括工频逆变器(11)、连接所述工频逆变器(11)的生成交流电压的第一升压变压器(12)、连接所述工频逆变器(11)的第二升压变压器(22)和生成直流电压的整流模块(13)，绝缘子装置(4)包括固定底座(14)和布置在所述固定底座(14)的用于支撑绝缘子串的绝缘子架(15)，所述绝缘子串的中间的绝缘子(16)电连接所述高压发生器(2)。2.根据权利要求1所述的单片绝缘子自然积污特性试验系统，其特征在于：所述光伏电源(1)包括光伏板(17)、光伏控制器(18)和蓄电池(19)。3.根据权利要求2所述的单片绝缘子自然积污特性试验系统，其特征在于：所述光伏控制器(18)包括光强传感器(20)。4.根据权利要求2所述的单片绝缘子自然积污特性试验系统，其特征在于：所述蓄电池(19)设...

【专利技术属性】
技术研发人员：程登峰，王黎明，夏令志，李明哲，刘静，李森林，梅红伟，赵晨龙，季坤，严波，郑世玲，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网安徽省电力公司电力科学研究院，清华大学深圳研究生院，
类型：新型
国别省市：北京,11