一种绝缘子监测仪及监测方法技术

本发明专利技术涉及一种绝缘子监测仪及监测方法，属于电气监测技术领域，绝缘子监测仪包括声音探头、导音管、A/D转换模块和ARM模块；所述声音探头经所述导音管与所述A/D转换模块建立连接；所述A/D转换模块经总线连接所述ARM模块。借助所涉及的绝缘子监测仪，能够对绝缘子运行状况实现在线实时监测，从而能够及时发现出现故障的绝缘子，使故障在第一时间得到处理，提高了电网维护的效率及故障排除的准确性，整体上使因绝缘子问题导致的电网系统运行故障率显著降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到对电网系统安全进行在线监测的领域，属于电气监测
，具体涉及到的是一种在线对绝缘子故障进行测检的绝缘子监测仪及监测方法。
技术介绍
绝缘子是一种特殊的绝缘设备，在电网安全运行中起着导线与支撑物的绝缘隔离作用，是电网安全运行的重要部件。早年间绝缘子多用于电线杆，慢慢发展应用于高压铁塔，应用目的主要是为了增加爬电距离。绝缘子应具有足够的电气绝缘强度和耐潮湿性能。绝缘子在使用过程中，往往会出现故障。绝缘子出现的故障主要由绝缘电阻劣化和表面污秽引起。劣化绝缘子又分为低值绝缘子(由于机械负荷和高电压的长期联合作用而导致劣化，这都将使绝缘子击穿电压不断下降，当下降至小于沿面干闪电压时称为低值绝缘子)和零值绝缘子(低值绝缘子的极限，即内部击穿电压为零时称为零值绝缘子)。所谓污秽绝缘子就是因环境严重污染引起表面泄露电流增大的绝缘子。正常绝缘子的分布电压主要取决于绝缘子自身电容及其对地、对导线的杂散电容，与绝缘电阻值无关，并呈现不对称的马鞍形分布。当绝缘子的性能劣化后，绝缘电阻减小，其分布电压和发热程度随电阻减少会发生相应变化。绝缘子表面出现严重污秽时，因瓷瓶表面污秽层使表面电阻降低，通过瓷盘表面的爬电泄露电流明显增加，从而导致瓷盘表面温升增高。在绝缘子性能劣化或者表面出现严重污秽时，相对于正常状态下的绝缘子，其内部的声发射会发生显著变化。鉴于对绝缘子的劣化特征、劣化原因分析知，劣化绝缘子在电气性能、局部放电、温度分布等多个方面与良好绝缘子相比，存在着差异。依据这些特征和差异，目前研制了相应的仪器或装置，研究了不同的测量方法。从现行的检测方式来看，有带电检测和停电检测、有接触式检测和非接触检测。从测量方法的依据来分，在致有如下几个方面：(1)直接观测法：目前对于复合绝缘子，外部物理缺陷最为常用的方法是直接观测法，即用双筒望眼睛在塔下观察，以发现常见的表面缺陷，如护套、伞裙、金具等部位有无开裂，有无电蚀损、粉化、漏电痕迹等，如有以上现象应立即更换绝缘子。存在着地面观察不可靠，还需登塔检测而且难以发现绝缘子内故障的不足，如树枝状通道等问题。(2)绝缘子电阻测定法：良好绝缘子的绝缘电阻，一般在数十兆欧以上，劣质绝缘子，其表现为绝缘电阻降低、甚至为零。该方法可停电、也可带电测量，属接触式。存在着测量时，空气相对对湿度不能太大的局限性，否则易误判的缺陷。(3)分布电压测定法：劣质绝缘子的特征是绝缘降低，分担电压低，甚至为零。利用这一特征和良好绝缘子串的标准电压分布相比较，可以检测出劣质绝缘子。该方法需带电测量，35-550KV输电线路上常用的工具有短路叉、电阻分压杆、电容分压杆和火花间隙操作杆等，均属接触式测量。其同测量绝缘电阻一样，存在着需在良好的天气下进行的局限性，且为带电接触式操作，危险性极大。(4)交流耐压法：交流耐压法，也是利用劣质绝缘子的绝缘特性下降，耐压降低来判断劣质绝缘子的。这种方法判断绝缘子的优劣最直接、最权威、也是检验其他方法有效性和检出劣质绝缘子真伤的依据。存在着需将绝缘子拆换，难以现场测量的缺陷。(5)红外热像仪检测绝缘子劣化：红外热像仪检测绝缘子的基本原理，是根据绝缘子串的分布电压，在各片绝缘子上反映的热分布，进行成像处理来检测绝缘子的，该仪器可在远距目标的地面测量。存在着受温度变化影响较大，对间隙长的放电不敏感的问题。(6)紫外成像法：微小但稳定的表面局部放电，会导致复合绝缘子伞裙和护套形成碳化通道或电蚀损。当绝缘子表面形成碳化通道时，其使用寿命会大大降低，甚至在短期内被击穿。利用电子紫外光学探测仪，可以带电检测复合绝缘子表面，由于局部放电而形成的碳化通道和电蚀损中带电粒子会放出紫外线。当绝缘子表面形成导电性碳化通道时，局部放电之处，要求在夜间、正温度环境下操作，这要求检测应在高湿度甚至有降雨的环境中进行。存在着当绝缘子表面形成导电性碳化通道时，局部放电之处，要求在夜间、正温度环境下操作，这要求检测应在高湿度甚至有降雨的环境中进行，并且检测结果容易受到观察角度的影响，检测设备也较昂贵。从经验总结来看因绝缘子故障而导致的线路跳闸、设备停运等故障占比在40％以上，因此在日常电网运维过程中，做好对绝缘子的管理显得尤其重要。从目前的技术手段来看，主要集中在对绝缘子故障的检测层面上，目前还没有对绝缘子的运行状况进行监测的装置或者方法，从而使得绝缘子故障的发掘和消除十分被动。
技术实现思路
鉴于目前技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种能够对绝缘子运行过程进行监测的绝缘子监测仪和监测方法，通过借助监测仪或利用监测方法，对绝缘子的运行状况进行监测，能及时发现出现故障的绝缘子，使故障在第一时间得到处理，提高了电网维护的效率及故障排除的准确性，整体上使因绝缘子问题导致的电网系统运行故障率显著降低。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供了一种绝缘子监测仪，包括声音探头、导音管、A/D转换模块和ARM模块；所述声音探头经所述导音管与所述A/D转换模块建立连接；所述A/D转换模块经总线连接所述ARM模块。优选地，还包括与所述声音探头一一对应设置的驻极电容传声器及电压放大滤波模块，所述驻极电容传声器与电压放大滤波模块连接；所述导音管一端连接所述声音探头后，另一端连接所述驻极电容传声器，最终经由所述电压放大滤波模块连接所述A/D转换模块。优选地，还包括与所述ARM模块经总线连接的SD卡模块。优选地，还包括相连接的AC/DC适配器和DS1302芯片，所述DS1302芯片经总线连接所述ARM模块。优选地，还包括按键模块和显示模块；所述按键模块及所述显示模块分别连接所述ARM模块。优选地，还包括分别连接所述ARM模块的232接口1和232接口2。优选地，还包括与所述ARM模块连接的无线传输模块，可使所述无线传输模块为SRM1276模块。优选地，所述声音探头布置有8个，所述A/D转换模块为16路16位A/D转换模块。本专利技术还提供了一种绝缘子监测方法，所述监测方法借助数学建模手段，为经处理得到的绝缘子在正常运行工况下和在各种异常运行工况下发出的声音信号，分别建立数学模型，通过数学模型分析得到各种工况下的声音阈值，从而确定出报警声音阈值；绝缘子发出的声音信号的收集及处理过程为：①将由布置在绝缘子表面的声音探头收集的由绝缘子发出的声音信号，依次经抗噪传输处理、转化为电压信号；②将转化形成的电压信号先经放大再进行带通滤波处理后，将处理所得的电压信号传至A/D转换模块而转换为电压数字信号；③将转换所得的电压数字信号传送至ARM模块；④在ARM模块中，对传送至的电压数字信号进行处理分析，而得到实时状态下所采集声音对应的声音阈值，并将得到的声音阈值与设定的报警声音阈值对比，而实现对绝缘子运行状况的实时监测和预警。本专利技术的有益效果是：借助本专利技术所涉及的一种绝缘子监测仪，能够对绝缘子运行状况实现在线实时监测，从而能够及时发现出现故障的绝缘子，使故障在第一时间得到处理，提高了电网维护的效率及故障排除的准确性，整体上使因绝缘子问题导致的电网系统运行故障率显著降低。所述绝缘子监测仪中所涉及的驻极电容传声器和电压放大滤波模块，分别起到将导音管传入的声音信号转换为电压信号，将处理所得的电压信号先后经过放大再经带通滤波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘子监测仪，其特征在于：包括声音探头、导音管、A/D转换模块和ARM模块；所述声音探头经所述导音管与所述A/D转换模块建立连接；所述A/D转换模块经总线连接所述ARM模块。

【技术特征摘要】
1.一种绝缘子监测仪，其特征在于：包括声音探头、导音管、A/D转换模块和ARM模块；所述声音探头经所述导音管与所述A/D转换模块建立连接；所述A/D转换模块经总线连接所述ARM模块。2.根据权利要求1所述一种绝缘子监测仪，其特征在于：还包括与所述声音探头一一对应设置的驻极电容传声器及电压放大滤波模块，所述驻极电容传声器与电压放大滤波模块连接；所述导音管一端连接所述声音探头后，另一端连接所述驻极电容传声器，最终经由所述电压放大滤波模块连接所述A/D转换模块。3.根据权利要求1所述一种绝缘子监测仪，其特征在于：还包括与所述ARM模块经总线连接的SD卡模块。4.根据权利要求1所述一种绝缘子监测仪，其特征在于：还包括相连接的AC/DC适配器和DS1302芯片，所述DS1302芯片经总线连接所述ARM模块。5.根据权利要求1所述一种绝缘子监测仪，其特征在于：还包括按键模块和显示模块；所述按键模块及所述显示模块分别连接所述ARM模块。6.根据权利要求1所述一种绝缘子监测仪，其特征在于：还包括分别连接所述ARM模块的232接口1和232接口2。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建华，
申请(专利权)人：济南学泰电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37