测量超高压输电线路绝缘子自然积污方向特性的监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种测量超高压输电线路绝缘子自然积污方向特性的监测装置，包括球形外壳、光纤监测模块、环境参数测量模块、电源模块和控制处理模块。采用球形外壳模拟绝缘子，可排除绝缘子形状的方向性对监测结果的影响，利用光纤传感技术代替利用绝缘子泄漏电流测量盐密、灰密，提高了装置的抗干扰能力，并且装置可实时测量环境的温湿度、雨量、风向风速，结合环境参数对绝缘子污秽进行监测，提高了装置的测量精度。

Monitoring device for measuring pollution characteristics of insulators on EHV transmission lines

The utility model discloses a monitoring device for measuring the natural pollution direction characteristics of EHV transmission line insulators, including a spherical shell, an optical fiber monitoring module, an environmental parameter measurement module, a power supply module and a control processing module. Using spherical shell to simulate insulators, the influence of insulators' direction on the monitoring results can be eliminated. Fiber sensing technology is used instead of insulator leakage current to measure salt density and ash density, and the anti-interference ability of the device is improved, and the device can measure the temperature, humidity, rainfall, wind direction and wind speed of the environment in real time, and combine the ring with the ring. The monitoring of insulator contamination by environmental parameters improves the measurement accuracy of the device.

【技术实现步骤摘要】
测量超高压输电线路绝缘子自然积污方向特性的监测装置
本技术涉及超高压输电
，具体涉及一种测量超高压输电线路绝缘子自然积污方向特性的监测装置。
技术介绍
绝缘子广泛应用于超高压输电线路中，通常由陶瓷或玻璃制成。绝缘子通常安装于室外，长期处于恶劣的自然环境中，绝缘子表面会沉积污秽物质，导致闪络的发生，对输电线路的安全运行危害极大。因此，对绝缘子的污秽实时监测十分重要，可结合绝缘子的盐密、灰密划分绝缘子污秽等级。目前输电线路测量盐密、灰密的方法主要是利用绝缘子泄漏电流的大小来确定的，受污秽的不均匀导致该方法的分散性较大，并且表面泄漏电流仅在较高湿度下能作为有效测量，限制了该方法的环境适应性，测量精度不高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种测量精度更高、运行稳定、结构简单的测量超高压输电线路绝缘子自然积污方向特性的监测装置。为了实现上述目的，本技术采取的技术方案是：一种测量超高压输电线路绝缘子自然积污方向特性的监测装置，包括球形外壳1、光纤监测模块、环境参数测量模块、电源模块4、控制处理模块5；球形外壳1为中空的球形结构，外表面上设有多个凹槽，置于与待测绝缘子同样的位置；光纤监测模块包括激光器6、光纤传感器7、引入光纤8、引出光纤9和光电接收器10，激光器6和光电接收器10固定在球形外壳1的内部，球形外壳1外表面的每个凹槽内固定一个光纤传感器7，每个光纤传感器7的输入端通过引入光纤8连接激光器6，输出端通过引出光纤9连接光电接收器10；环境参数测量模块包括位于球形外壳1顶部的温度传感器11、湿度传感器12和雨量传感器13，以及位于球形外壳1底部的风速风向测量装置14，风向风速测量装置14在东南西北四个方向上各包括一对压电式超声波发射器15和压电式超声波接收器16；控制处理模块5包括处理器和控制电缆，处理器通过控制电缆分别与电源模块4、激光器6、光电接收器10和环境参数测量模块连接，并通过无线方式与总站连接；电源模块4分别为光纤监测模块、环境参数测量模块和控制处理模块5供电；处理器向激光器6发送发射命令，并向环境参数测量模块发送读取命令，激光器6发射激光，光信号经各个光纤传感器7到达光电接收器10，光电接收器10将各路光信号传送至处理器，环境参数测量模块将采集到的温度、湿度、雨量和各个方向的风速风向传送至处理器，处理器输出待测绝缘子的盐密及灰密；将球形外壳1平均分成上下两半球，再分别将上、下半球过圆心均匀分成四等份，即将球形外壳均匀分成八等份，每份外壳上挖有一个凹槽，每个凹槽里固定有抛去外包层的光纤传感器7，光纤传感器7与凹槽相配合，光电接收器10通过引出光纤9接收八个外壳上传来的光信号。本装置采用球形外壳模拟绝缘子，可排除绝缘子形状的方向性对监测结果的影响，利用光纤传感技术代替利用绝缘子泄漏电流测量盐密、灰密，提高了装置的抗干扰能力，并且装置可实时测量环境的温湿度、雨量、风向风速，结合环境参数对绝缘子污秽进行监测，提高了装置的测量精度。附图说明图1为本技术测量超高压输电线路绝缘子自然积污方向特性的监测装置的剖面示意图；图2为本技术测量超高压输电线路绝缘子自然积污方向特性的监测装置的工作流程示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本技术作进一步的说明。如图1所述，本技术的测量超高压输电线路绝缘子自然积污方向特性的监测装置包括球形外壳1、光纤监测模块、环境参数测量模块、电源模块4、控制处理模块5。所述球形外壳1为中空的球形结构体，用于模拟待测绝缘子，并置于与待测绝缘子同样的位置，其球形结构使绝缘子污秽监测分析结果不受方向性的影响，监测结果更加准确。所述光纤监测模块包括激光器6、光纤传感器7、引入光纤8、引出光纤9和光电接收器10。所述光纤传感器7的输入端通过引入光纤8与激光器6连接，光纤传感器7的输出端通过引出光纤8与光电接收器10连接，所述激光器6与光电接收器10与控制处理模块5连接，可通过控制处理模块5控制激光器6的工作及对光电接收器10接收到的光信号进行处理分析。所述环境参数测量模块包括温度传感器11、湿度传感器12、雨量传感器13和风速风向测量装置14。所述风向风速测量装置14为超生波风向风速测量系统，包括四个方向上的压电式超声波发射器15和接收器16。所述电源模块4为蓄电池，电源4与光纤监测模块、环境参数测量模块、控制处理模块5连接，为其提供能量。所述控制处理模块5包括处理器和控制电缆，所述处理器与电源模块4连接，实现对电源供电的开关控制，所述处理器与激光器6连接，控制激光的发射，所述处理器与光电接收器10连接，可计算出光信号的波长，并通过波长数据计算出绝缘子污秽的盐密和灰密并储存数据，处理器与环境参数测量模块3连接，可接收并储存环境参数数据，所述处理器通过无线方式与总站连接，可将测得的盐密、灰密、环境参数等数据传送到总站，便于对绝缘子污秽数据进行总结。激光器6、光电接收器10、引入光纤8、引出光纤9、电源模块4均安装到中空球形外壳1的内部，温度传感器11、湿度传感器12、雨量传感器13安装于球形外壳1的顶部并暴露于外界环境中，风速风向测量装置14安装于中空球形外壳1的底部。装置采用球形外壳1模拟绝缘子，利用球形结构体不具有方向性的特征，排除了受污秽的不均匀程度对监测结果的影响。所述的球形外壳1平均分成上下两半球，再分别将上、下半球过圆心均匀分成四等份，即将球形外壳均匀分成八等份，每份外壳上分别挖有凹槽，每个凹槽里固定有抛去外包层的光纤传感器7，光纤与凹槽相配合，且光纤在结构体表面的缠绕形式是均匀的。光电接收器10通过引出光纤接收八个外壳上传来的光信号，处理器利用光纤传输中全反射被破坏的效果的基本原理，结合八个数据计算盐密、灰密，减少装置方向性对监测结果的影响，提高装置测量精度。所述的风向风速测量装置14采用超声波测风向风速技术，分别在东、南、西、北四个方向上安装超声波发射器15、接收器16。通过测量超声波从东到西所用的时间tEW和从西到东所用的时间tWE，由于超声波传感器是固定的，因此超声波每次的传输距离d是已知的，由tEW、tWE的差及d可以计算出东西方向的风速vWE；同理可以计算出南北方向的风速vNS，vWE与vNS进行矢量合成即可获得最终的风向与风速值。所述的处理器与主站之间采用4G的无线通信方式连接，可实时向主站传送监测数据。如图2所示，本装置的具体处理过程为：处理器启动激光器6发射激光，并将光电接收器10输出的八个信号记录下来，处理器同时发出信号由环境参数测量模块读入当时的温度、湿度、雨量和风向风速，将环境参数信息与光纤测量信息一起作为污秽度计算的输入参量，将一天内采集的数据作为输入，使用经过训练的神经网络模型，计算即可得当日的污秽度，即盐密及灰密。上列详细说明是针对本技术可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本技术的专利范围，凡未脱离本技术所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量超高压输电线路绝缘子自然积污方向特性的监测装置，其特征在于，包括球形外壳(1)、光纤监测模块、环境参数测量模块、电源模块(4)、控制处理模块(5)；球形外壳(1)为中空的球形结构，外表面上设有多个凹槽，置于与待测绝缘子同样的位置；光纤监测模块包括激光器(6)、光纤传感器(7)、引入光纤(8)、引出光纤(9)和光电接收器(10)，激光器(6)和光电接收器(10)固定在球形外壳(1)的内部，球形外壳(1)外表面的每个凹槽内固定一个光纤传感器(7)，每个光纤传感器(7)的输入端通过引入光纤(8)连接激光器(6)，输出端通过引出光纤(9)连接光电接收器(10)；环境参数测量模块包括位于球形外壳(1)顶部的温度传感器(11)、湿度传感器(12)和雨量传感器(13)，以及位于球形外壳(1)底部的风速风向测量装置(14)，风向风速测量装置(14)在东南西北四个方向上各包括一对压电式超声波发射器(15)和压电式超声波接收器(16)；控制处理模块(5)包括处理器和控制电缆，处理器通过控制电缆分别与电源模块(4)、激光器(6)、光电接收器(10)和环境参数测量模块连接，并通过无线方式与总站连接；电源模块(4)分别为光纤监测模块、环境参数测量模块和控制处理模块(5)供电；处理器向激光器(6)发送发射命令，并向环境参数测量模块发送读取命令，激光器(6)发射激光，光信号经各个光纤传感器(7)到达光电接收器(10)，光电接收器(10)将各路光信号传送至处理器，环境参数测量模块将采集到的温度、湿度、雨量和各个方向的风速风向传送至处理器，处理器输出待测绝缘子的盐密及灰密；将球形外壳(1)平均分成上下两半球，再分别将上、下半球过圆心均匀分成四等份，即将球形外壳均匀分成八等份，每份外壳上挖有一个凹槽，每个凹槽里固定有抛去外包层的光纤传感器(7)，光纤传感器(7)与凹槽相配合，光电接收器(10)通过引出光纤(9)接收八个外壳上传来的光信号。...

【技术特征摘要】
1.一种测量超高压输电线路绝缘子自然积污方向特性的监测装置，其特征在于，包括球形外壳(1)、光纤监测模块、环境参数测量模块、电源模块(4)、控制处理模块(5)；球形外壳(1)为中空的球形结构，外表面上设有多个凹槽，置于与待测绝缘子同样的位置；光纤监测模块包括激光器(6)、光纤传感器(7)、引入光纤(8)、引出光纤(9)和光电接收器(10)，激光器(6)和光电接收器(10)固定在球形外壳(1)的内部，球形外壳(1)外表面的每个凹槽内固定一个光纤传感器(7)，每个光纤传感器(7)的输入端通过引入光纤(8)连接激光器(6)，输出端通过引出光纤(9)连接光电接收器(10)；环境参数测量模块包括位于球形外壳(1)顶部的温度传感器(11)、湿度传感器(12)和雨量传感器(13)，以及位于球形外壳(1)底部的风速风向测量装置(14)，风向风速测量装置(14)在东南西北四个方向上各包括一对压电式超声波发射器(15)和压电式超...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晋伟，宋云海，张怿宁，王奇，黄义隆，张晗，甘振宁，尚佳宁，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心，
类型：新型
国别省市：广东,44