当前位置: 首页 > 专利查询>三峡大学专利>正文

一种输电线路复合绝缘子缺陷检测的带电作业装置制造方法及图纸

技术编号:15789933 阅读:297 留言:0更新日期:2017-07-09 18:06
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,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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路复合绝缘子缺陷检测的带电作业装置
本专利技术涉及输电线路领域,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。
技术介绍
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。
技术实现思路
针对10kV~500kV线路复合绝缘子内部缺陷监测,本专利技术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。本专利技术采取的技术方案为: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:tanθΔS=ΔE/ΔS,即tanθ(S1-S2)=(ES1-ES2)/(S1-S2)、tanθ(S2-S3)=(ES2-ES3)/(S2-S3)…tanθ(Sn-S(n+1))=(ESn-ES(n+1))/(Sn-SS(n+1))(n≧1,n∈z);ΔS根据现场调研可能出现的内部缺陷长度选取为0.5mm,畸变值计算输出结果为tanθΔS的绝对值,当输出值大于设置时提示缺陷存在,再根据时间t和速度v计算出存在缺陷的位置。畸变比较值D设置在4~7范围内进行自动识别畸变严重位置,并进行提示缺陷位置,并与预设曲线比较判断是否存在内部缺陷及缺陷类型。光电电场传感器在高压端时开始记录数据,当滑动到低压端部时单次测量结束并保存数据,为了测量准确每串绝缘子、每个测量轨道测量多次,进行对比分析。本专利技术一种输电线路复合绝缘子缺陷检测的带电作业装置,有益效果是:利用质量轻、无高压绝缘问题的光电电场传感器,采用多臂伸缩调速、锯齿调角以适应垂直串、耐张串、V型串绝缘子的检测,通过地面远程操作对挂网运行的复合绝缘子进行近距离的缺陷检测。单次检测完成后利用采集与记录软件快速计算电场强度畸变值,并与设定值比较,判断是否存在内部缺陷及缺陷类型。附图说明图1为本专利技术装置的测试示意图;其中101-均压环,102-芯棒,103-绝缘子大伞裙。图2为正常电场强度变化曲线图。图3缺陷处电场强度变化曲线图。具体实施方式如图1所示,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201、滑动轨道203、升降机构204、偏振光源模块205、地面采集与计算模块209。滑动轨道203距离绝缘子大伞裙103外表面一定距离,光电电场传感器201沿滑动轨道203由高压端往低压端匀速滑动,所述光电电场传感器201与绝缘杆202连接,绝缘杆202与升降机构204连接。偏振光源模块205中的激光源经过起偏器、保偏光纤20与光电电场传感器201相连,偏振光在光电电场传感器201中经过调制传输到下一级保偏光纤,再进入光电转换模块208;光电转换模块208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209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。计算数值曲线畸变严重的位置,当畸变值超过设定值时自动提示缺陷位置。工控机为研华的3072LA,采集卡为凌华的9812。所述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。所述的畸变计算公式为:tanθΔS=ΔE/ΔS,即tanθ(S1-S2)=(ES1-ES2)/(S1-S2)、tanθ(S2-S3)=(ES2-ES3)/(S2-S3)…tanθ(Sn-S(n+1))=(ESn-ES(n+1))/(Sn-SS(n+1))(n≧1,n∈z)。ΔS根据现场调研可能出现的内部缺陷长度选取为0.5mm。畸变值计算输出结果为tanθΔS的绝对值。所述畸变比较值D设置在4~7范围内,进行自动识别畸变严重位置并进行提示缺陷位置,并与预设曲线比较判断是否存在内部缺陷及缺陷类型。畸变值表达了电场强度在气隙或导通性缺陷处的快速变化程度,电场强度传感器移动到缺陷点时,由于正常和缺陷部位场强发生突变形成较大场强差。根据试验得出缺陷场强差最小约为2~3.5,导通性缺陷的场强差绝对值相对较大。在通过大伞裙和小伞裙连接处时场强会发生微小波动本文档来自技高网...
一种输电线路复合绝缘子缺陷检测的带电作业装置

【技术保护点】
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(201)、绝缘杆(202)、滑动轨道(203)、升降机构(204)、偏振光源模块(205)、地面采集与计算模块(209),其特征在于:滑动轨道(203)距离绝缘子大伞裙(103)外表面一定距离,光电电场传感器(201)沿滑动轨道(203)由高压端往低压端匀速滑动,所述光电电场传感器(201)与绝缘杆(202)连接,绝缘杆(202)与升降机构(204)连接;偏振光源模块(205)中的激光源经过起偏器、保偏光纤与光电电场传感器(201)相连,偏振光在光电电场传感器(201)中经过调制传输到下一级保偏光纤,再进入光电转换模块(208);光电转换模块(208)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(209)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(205)中的ZigBee子模块与地面采集与计算模块(209)中的工控机无线连接,由工控机控制光源的开断。

【技术特征摘要】
1.一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(201)、绝缘杆(202)、滑动轨道(203)、升降机构(204)、偏振光源模块(205)、地面采集与计算模块(209),其特征在于:滑动轨道(203)距离绝缘子大伞裙(103)外表面一定距离,光电电场传感器(201)沿滑动轨道(203)由高压端往低压端匀速滑动,所述光电电场传感器(201)与绝缘杆(202)连接,绝缘杆(202)与升降机构(204)连接;偏振光源模块(205)中的激光源经过起偏器、保偏光纤与光电电场传感器(201)相连,偏振光在光电电场传感器(201)中经过调制传输到下一级保偏光纤,再进入光电转换模块(208);光电转换模块(208)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(209)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(205)中的ZigBee子模块与地面采集与计算模块(209)中的工控机无线连接,由工控机控制光源的开断。2.根据权利要求1所述一种输电线路复合绝缘子缺陷检测的带电作业装置,其特征在于:该装置还包括调角机构(206),所述调角机构(206)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(206)用以调整、固定升降杆的角度,使滑动轨道(203)与绝缘子大伞裙(103)外表面保持平行。3.根据权利要求1所述一种输电线路复合绝缘子缺陷检测的带电作业装置,其特征在于:所述升降机构(204)用于控制绝缘杆(202)匀速上升、下降的速度、以及与绝缘子大伞裙(103)的距离。4.根据权利要求1所述一种输电线路复合绝缘子缺陷检测的带电作业装置,其特征在于:所述滑动轨道(203)距离绝缘子大伞裙(103)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(203),两条滑动轨道(203)沿绝缘子芯棒(102)对折重合。5.一种输电线路复合绝缘子缺陷检测方法,其特征在于:在地面操纵升降机构(204)、调角机构(206),控制绝缘杆(202)匀速...

【专利技术属性】
技术研发人员:方春华孔争张闯张龙汤世祥黄立
申请(专利权)人:三峡大学
类型:发明
国别省市:湖北,42

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1