绝缘子污秽度的在线监测
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高压输电线路绝缘子污秽在线监测系统用户手册用户手册武汉风河科技有限公司目录目录....................................................................................................................... . (I)1 产品简介....................................................................................................................... . (1)2 产品特性....................................................................................................................... . (1)3 技术指标....................................................................................................................... . (1)4 系统组成....................................................................................................................... . (2)4.1监测子站....................................................................................................................... (2)4.1.1功能说明 (2)4.1.2外部接口定义 (4)4.2服务器....................................................................................................................... . (5)5 安装与配置....................................................................................................................... (6)5.1 监测子站安装 (6)5.1.1 SIM卡安装 (7)5.1.2 监测子站安装 (8)5.1.3 供电安装 (8)5.2监测子站配置 (9)5.2.1通过GPRS显控终端按键设置参数 (10)5.2.2短信设置监测子站 (11)5.3 服务器安装....................................................................................................................... .. 115.3.1软件安装....................................................................................................................116售后服务....................................................................................................................... (11)附录 A 产品问题报告表 (13)1 产品简介武汉风河科技有限公司自主研发的FH-900E型高压输电线路绝缘子污秽度在线监测系统,能够对高压运行环境中绝缘子盐密度、灰密度、气温、相对湿度进行实时监测,并通过GSM/CDMA/GPRS或3G网络将监测信息发送给远程监控中心,由运行于监控中心的监控软件进行数据存储、显示,并综合各种参数计算分析得出绝缘子的绝缘水平。
发电厂升压站绝缘子污秽度在线监测技术浅析王卫平,李 强,张 河(内蒙古能源发电集团金山热电有限公司,内蒙古呼和浩特 010010) 摘 要:介绍了发电厂升压站绝缘子污秽测量的方法和污秽度在线监测技术,并对相关问题进行了分析和探讨。
指出只有确定可真实灵敏地反映设备状态参数,选用成熟可靠的在线监测系统,才能对输电设备运行状况进行连续监视和评估,促进在绝缘子污秽度线监测技术在应用中不断发展。
关键词:输电线路;绝缘子;污秽度;在线监测 中图分类号:TM64 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2018)01—0078—01 近年来,我国工农业生产迅速发展,大气污染加剧,输变电设备污闪问题日趋严重。
据统计,在电力系统总事故数中污闪事故次数仅次于雷害,位居第二,全国各大电网几乎都发生过大面积污闪,造成了很大的经济损失。
特别是2008年初,我国南方遭遇了大范围严重冰雪冻雨等灾害天气,导致出现大面积污闪事故,为我国电网安全敲响了警钟。
目前在电力系统“防污”措施中主要有:增加绝缘子的爬电距离;采用有机合成等新型材质构成的绝缘子;涂RTV有机涂料;采取人工定期或不定期清扫的方法。
采取上述方法,对防止污闪事故的发生都起到了一定的积极作用,但从技术性、经济性、劳动力及劳动强度上来看,都存在大量人力、物力的浪费,况且上述方法由于缺乏对绝缘子电气状况的实时监测,无法从根本杜绝污闪事故的发生。
目前国内大部分投入运行的绝缘子在线监测仪,其监测量主要为泄漏电流和脉冲频次。
国网武汉高压研究所则研究出采用光纤传感器直接进行盐密的测量的在线监测系统。
近年来,基于不同原理的在线监测装置在电网内的推广应用后,虽积累了一些经验和数据,但目前取得的数据和经验尚无法支持出台相关行业标准,也不能有效指导线路运行。
随着电网的不断扩大,绝缘子污秽度在线监测及故障诊断技术的可靠应用已成为亟待解决的课题。
1 绝缘子污秽度的表示及测量方法绝缘子污秽度是指绝缘子表面的积污程度,也是引起闪络电压降低的原因。
绝缘子污秽度的在线监测电力设备外绝缘污闪,是阻碍电力系统安全运行的难题之一。
合成绝缘子和玻璃绝缘子的应用,并未从根本上改变防止污闪课题在电力系统中的重要性。
涂、擦、爬、仍然是运行设备防污闪的基本措施。
及时掌握外绝缘污秽度,是适时采取防止污闪措施的科学基础。
(一)绝缘子表面污秽度参数量的选择与测量绝缘子的污秽度,指的是绝缘子所处一定的地理区域的污秽程度。
国际大电网会议第33学术委员会042工作组,推荐了五种常用的绝缘子污秽的测量方法,即1)等值盐密法2)表面电导法3)污闪梯度法4)最大泄漏电流法5)电流脉冲计数法盐密、电导、梯度和泄漏电流是4个表征污秽度的参量。
(1)等值盐密法等值盐密法主要是测量外绝缘的单位表面积上等值附盐量。
以每平方厘米多少克Nacl来等值于绝缘子表面上的实际污密。
此等值Nacl量与实际污层分别溶于相同容积和相同温度的蒸馏水中具有相同的电导率。
此盐量称为等值盐密。
等值盐密是国内人工污秽试验中常用的污秽度参量,被作为利用人工污秽试验来确定某处绝缘子行为的基础。
等值盐密的测量,应在实际运行的绝缘子上进行。
可以测得绝缘子表面的污物分布。
但这种方法只测量了污物有效分量的等值量,而没有考虑湿润、电弧发展过程等影响。
同时,测量污秽等值盐量时,使用水量的多少,影响测定值的准确度,有时可以相差几倍。
此方法简单易行,对测量的技术要求不高,在我国电力系统已应用多年。
现执行的污区划分标准就是根据等值盐密确定的,但此参量难于实现实时自动化监测。
盐密是一个平均的概念,时效性差。
又因污物成分的不同。
测量的结果可能会导致很大的差异。
(2)表面电导法表面电导实际上是流经污秽绝缘子的工频电流与施加电压之比。
绝缘子电导是决定绝缘子性能的表面综合状态(污层的污秽量和湿润度等),所以被认为是确定污秽度的合适方法。
此法反映污闪过程中积污和潮湿两个阶段。
为了测量污层表面电导,应在污层饱和受潮的条件下,在绝缘子上加适当高的工频交流电压U ,测其泄漏电流I ,表面电导G =I / U绝缘子的污层表面电导率))(/,/(⎰===X D dx f f k G fG πσ (1)这样求得的是整体绝缘子的平均表面表面电导率。
绝缘子污秽度的在线监测电力设备外绝缘污闪,是阻碍电力系统安全运行的难题之一。
合成绝缘子和玻璃绝缘子的应用,并未从根本上改变防止污闪课题在电力系统中的重要性。
涂、擦、爬、仍然是运行设备防污闪的基本措施。
及时掌握外绝缘污秽度,是适时采取防止污闪措施的科学基础。
(一)绝缘子表面污秽度参数量的选择与测量绝缘子的污秽度,指的是绝缘子所处一定的地理区域的污秽程度。
国际大电网会议第33学术委员会042工作组,推荐了五种常用的绝缘子污秽的测量方法,即1)等值盐密法2)表面电导法3)污闪梯度法4)最大泄漏电流法5)电流脉冲计数法盐密、电导、梯度和泄漏电流是4个表征污秽度的参量。
(1)等值盐密法等值盐密法主要是测量外绝缘的单位表面积上等值附盐量。
以每平方厘米多少克Nacl来等值于绝缘子表面上的实际污密。
此等值Nacl量与实际污层分别溶于相同容积和相同温度的蒸馏水中具有相同的电导率。
此盐量称为等值盐密。
等值盐密是国内人工污秽试验中常用的污秽度参量,被作为利用人工污秽试验来确定某处绝缘子行为的基础。
等值盐密的测量,应在实际运行的绝缘子上进行。
可以测得绝缘子表面的污物分布。
但这种方法只测量了污物有效分量的等值量,而没有考虑湿润、电弧发展过程等影响。
同时,测量污秽等值盐量时,使用水量的多少,影响测定值的准确度,有时可以相差几倍。
此方法简单易行,对测量的技术要求不高,在我国电力系统已应用多年。
现执行的污区划分标准就是根据等值盐密确定的,但此参量难于实现实时自动化监测。
盐密是一个平均的概念,时效性差。
又因污物成分的不同。
测量的结果可能会导致很大的差异。
(2)表面电导法表面电导实际上是流经污秽绝缘子的工频电流与施加电压之比。
绝缘子电导是决定绝缘子性能的表面综合状态(污层的污秽量和湿润度等),所以被认为是确定污秽度的合适方法。
此法反映污闪过程中积污和潮湿两个阶段。
为了测量污层表面电导,应在污层饱和受潮的条件下,在绝缘子上加适当高的工频交流电压U,测其泄漏电流I,表面电导G = I / U绝缘子的污层表面电导率o= fG (G = k / f, f = j dx /兀D(X)) (1) 这样求得的是整体绝缘子的平均表面表面电导率。
第35卷2007年6月云 南 电 力 技 术YUNNAN ELECTR I C POWER Vo l 35N o 3Jun 2007收稿日期:2007-04-01输电线路污秽绝缘子在线监测周 峰(云南省送变电工程公司,云南 昆明 650216)摘要:研究模糊报警模型在污秽绝缘子在线监测系统中的应用问题。
提出要提高报警的可靠性必须利用电晕电流、泄漏电流、温度、湿度与绝缘子污秽程度的非线性关系,进行报警。
关键词:污闪;绝缘子;在线监测系统;模糊报警中图分类号:TM21 文献标识码:B 文章编号:1006-7345(2007)03-0024-021 前言多年来我国污闪事故不断,一次污闪事故损失的电量可达几万至几千万k W h ,而间接损失更是无法估计,因此,开展污闪课题的研究有着重大的现实意义。
绝缘子运行状态的在线监测技术是实现输电线路由计划检修向状态检修的必然要求。
目前,国外的状态检修已由原来的低水平,局部的状态检修阶段,进入了由计算机管理的具有监测、判断、告警专家系统的高级阶段。
绝缘子在线监测技术正是顺应这一趋势,必将在输电线路由计划检修向状态检修的转变中发挥重要作用。
2 污闪的机理和监测特征量的选择2 1 污闪过程及机理1)绝缘子表面的染污过程;2)绝缘子表面污层湿润过程;3)干燥带形成和局部电弧发展过程;4)局部电弧发展贯穿两极过程。
2 2 污秽参数1)等值附盐密度是指绝缘子表面每c m 2的面积上附着的污秽中导电物质的含量所相当于N ac l 的含量,简称等值盐密度。
2)表面污层电导率(SPLC )是指污秽绝缘子表面每c m 2的电导。
以表面污层电导率为特征量在实际应用中还很难推广,一般多用于污闪机理和特性研究中作为特征参数。
3 模糊报警模型的建立1)在以往的在线监测系统中,一般都采用恒值报警模型。
所谓恒值报警,是指系统设定一个泄漏电流限值,若现场测得的泄漏电流值超过该限值,系统发出污秽报警。
变电站绝缘子污秽性能检测与分析随着电力系统的发展和演进,变电站的绝缘子作为电力系统的重要组成部分,起着连接导线和电力设备的作用。
然而,在长期运行过程中,绝缘子表面会积聚大量的污秽物,这些污秽物会导致绝缘子绝缘性能下降,进而影响电力系统的可靠运行。
因此,对于变电站绝缘子污秽性能的检测及分析显得尤为重要。
一、绝缘子污秽性能检测方法1. 外观检查法外观检查法是绝缘子污秽性能检测的常用方法之一。
通过对绝缘子的外观进行观察,可以初步判断绝缘子表面的污秽程度。
一般来说,如果绝缘子表面明显可见的污秽物,则说明绝缘子的污秽性能已经达到较高水平。
2. 接触角测量法接触角测量法是一种常用的绝缘子污秽性能检测方法。
通过测量绝缘子表面污秽物与介质液体之间的接触角,可以间接判断绝缘子表面的污秽程度。
一般来说,污秽程度越高,绝缘子表面的接触角越小。
3. 弧平台法弧平台法是一种定量评价绝缘子污秽性能的检测方法。
通过在绝缘子表面施加一定电压,观察和记录电弧在绝缘子表面产生的特征,从而判断绝缘子的污秽程度。
一般来说,电弧的发生频率和发生时间越长,说明绝缘子的污秽程度越高。
二、绝缘子污秽性能分析1. 污秽物的成分分析对绝缘子表面积聚的污秽物进行成分分析可以帮助分析绝缘子污秽性能的来源和原因。
常见的绝缘子污秽物成分包括灰尘、油污、粉尘等。
通过分析绝缘子上的污秽物成分,可以判断其是否来自环境中的自然灰尘,还是由变电站设备泄漏液体导致。
2. 污秽等级划分和评价根据绝缘子表面的污秽程度,可以将其划分为不同的污秽等级,并进行相应的评价。
根据评价结果,可以提前进行相应的维护和清洁工作,以保障绝缘子的正常运行和延长其使用寿命。
3. 污秽造成的影响分析绝缘子污秽会带来一系列的不利影响,例如降低绝缘子的绝缘性能、增加电离和电晕的发生概率、增加设备老化和故障的风险等。
因此,对于绝缘子污秽造成的影响进行分析,可以为绝缘子的维护和保护提供重要依据。
4. 污秽控制和防护措施建议针对绝缘子污秽的存在和影响,可以提出相应的污秽控制和防护措施建议。
区域高压绝缘子污秽在线检测黄永年摘要:输电线路污闪事故对电力系统的安全运行造成严重威胁。
本文设计了一套区域高压绝缘子污秽远程在线监测系统,所设计的污秽在线监测系统通过直接测量绝缘子表面的泄漏电流及环境的温度和湿度,经过数据处理、分析、判断,达到对绝缘子绝缘状况实时监测的目的,以此为依据制定防污闪措施,最大程度地防止污闪事故的发生。
关键词:绝缘子电网污闪在线监测随着现代工业的飞速发展,各地的污染源不断增多,区域环境污染日益恶化,这些造成户外运行的电力系统输电设备绝缘子的闪络事故日益增多。
同时由于我国能源分布不均,各地经济发展不平衡,对电力的需求也不尽相同,长三角及珠三角等经济发达地区的电力供应日益紧张,因此全国在实现西电东送、南北互送的同时输电线路走廊不可避免的需要经过高海拔、污秽、覆冰(雪)、酸雨(雾)、强雷暴等恶劣而复杂的各种气候环境地区。
这些都可能引起输电线路的污事故从而对电力系统稳定造成巨大的影响从而影响我国的经济发展。
1 污闪机理的研究绝缘子在长期运行中,空气中的悬浮物、液体、气体微粒沉积到其表面形成污秽层,污秽的沉积与污源性质、气象条件、电压类型、绝缘子表面、性状及电场强度有关[2]。
在干燥气候时,污秽层电阻很大,保证了较高的绝缘水平,但在雾、露、小雨、雪等气象条件下,污秽层中的电解质湿润后,使绝缘子表面形成导电膜并且使表面电导率增加,从而绝缘性能下降,泄漏电流增加,并由此产生热量,引起闪络电压降低,而其中的灰分等保持水分,促进污秽层进一步受潮,从而溶解更多的电解质,造成绝缘子湿润表面的闪络放电,简称污闪。
污秽绝缘子表面沿表面放电原理还没有统一的观点,但人们普遍接受的是:污秽绝缘子的沿面放电过程与清洁表面完全不同,沿面放电不是单纯的空气间隙放电.而是一个受电、热力、化学等因素影响的.复杂的污秽表面空气电离伴随着局部弧络的放生和发展的热动力平衡过程。
宏观上可将污闪放电过程分为四个阶段,即绝缘子表面的积污、污秽层的湿润、形成干带、局部放电的产生和发展并导致沿面闪络。
输电线路绝缘子污秽度在线监测技术分析摘要:输电设备状态在线监测技术的研发和应用,将能够安全、高效的进行电网设备运行状况监测,从而确保电网设备的安全运行,使智能电网设备状态监测技术实现成为可能。
本文介绍了主要输电设备的在线监测方法及其技术现状,重点研究了输变电装置的在线监测及其技术特性、系统组成及应用等内容。
关键词:输电线路;在线监测;系统监控Analysis of on-line monitoring technology for pollution flashover voltage of insulator in transmission lineAbstract:The research, development and application of on-line monitoringtechnology of transmission equipment status will be able to detect the operation status of electrical equipment safely and efficiently, so as to ensure the safe operation of electricalequipment and make the realization of smart grid equipment status detection technology possible. This paper introduces the on-line monitoring methods and technical status of main transmission equipment, and focuses on the on-line monitoring of transmission andtransformation equipment, its technical characteristics, system composition and application.Key words:Transmission line; Online monitoring; System monitoring外绝缘污闪事件是危及电网正常运行的主要事故之一。
超高压线路绝缘子污秽状态在线监测的研究庄燕飞,王巨丰,袁海燕(广西大学,广西南宁530004)摘要:该文阐述了绝缘子污闪机理及运行状态与泄漏电流的关系。
利用泄漏电流脉冲幅值及各个幅值段的脉冲个数,结合温度对绝缘子运行状态进行判断,并在此基础上介绍了通过短消息实现数据传输的绝缘子泄漏电流在线监测系统。
试验表明,这种设计方案具有结构简单、操作方便、测量准确可靠的特点。
关键词:绝缘子;泄漏电流;无线通信网中图分类号:TM 723文献标识码:A 文章编号:1005-7641(2005)11-0014-02收稿日期:2005-04-25;修回日期:2005-06-010 引言近年来,我国电力工业得到了迅速的发展,系统装机容量和输电线路电压等级都在不断提高。
目前,仅广西省级区域网装机容量就已超过10000MW ,输电线路运行电压已达到500k V 。
电力系统装机容量越大,运行电压等级越高,系统运行故障所波及的范围以及对工、农业生产和人们生活的影响就越大。
因此,如何提高电力系统运行安全和可靠性一直备受关注。
众所周知,外绝缘污闪是影响电力系统安全运行的原因之一。
近年来,输电线路污染逐年加重,每年污闪事故不断,为了提高防污闪措施的有效性和可靠性,必须及时准确的了解和掌握外绝缘设备的染污状态。
文章主要研究了符合广西气候特征的绝缘子在线监测系统。
1 系统工作原理表面泄漏电流I t 是电压、气候、污秽三要素的综合反映和最终结果,称为动态参数,其最大幅值表征了绝缘子接近损坏的程度。
因此,可作为监测系统表征污秽绝缘子运行状态的特征量,工作原理如图1所示。
图1 系统原理如光滑圆柱绝缘子在电压U 作用下泄漏电流为I t =U /R n =U πγn D /l =E t πγn D(1)式中 R n 为绝缘子电阻;l 为沿绝缘子表面的爬电距离;γn 为湿润污秽层表面电导率;D 为绝缘子直径;E t 为沿爬电路径的平均电场强度。
对于任意复杂形状的绝缘子,整个表面的电阻为R n =∫l0d R n =1π∫l0d l γn (l )D (l )(2)监测预报系统测量的I t 值达到预警线后,及时给出预警信号。
绝缘子污秽状态在线监测的探讨与分析作者:池荣辉来源:《企业技术开发·中旬刊》2012年第11期摘要:文章介绍绝缘子污秽闪络形成、发展过程,提出了一种基于绝缘子泄漏电流监测的绝缘子污秽状态在线监测系统,分析了绝缘子污秽状态与泄露电流有效值与波形间的关系,为及时发现污秽绝缘子提供可靠的预警。
关键词:绝缘子;泄漏电流;污秽;在线监测;闪络中图书分类号:TM855 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2012)32-0041-02绝缘子作为电力系统极为常见的设备,在日常电力生产中发挥着极为重要的作用,这些年来,环境污染越来越严重,绝缘子污秽闪络事故污闪时有发生,严重时成为局部电网的安全隐患,因此,及时发现污秽绝缘子消除缺陷对电网安全起着极大的作用。
在众多绝缘子故障类型中,污秽闪络事故是发生最为频繁且造成后果也较为严重的。
而绝缘子的泄漏电流能够较为准确反应绝缘子污秽严重程度,本文主要探讨基于泄露电流监测的绝缘子污秽状态在线监测系统。
1 绝缘子污闪原理由于空气中的粉尘较多,绝缘子表面上的污秽物不断沉积。
当遇到较为湿润天气时,污秽物吸收空气中的水分,污秽物中的电解质溶解并电离,使绝缘子表层污秽物电阻降低,绝缘子表面的泄漏电流随之变大,泄漏电流流经产污秽物将产生的热量,使得绝缘子表层污秽物温度升高,在泄漏电流密度较大的地方形成干燥带。
绝缘子表面干燥带相对于湿润地方承担着更多的电压。
这也使得干燥带的电场长度增大,当电场强度足够大时并会产生辉光放电,可能逐步转变为局部电弧。
局部电弧大部分时候会熄灭,但也可能进一步发展。
随着绝缘子表面污秽程度不断增加,泄漏电流也将随之增大,局部电弧就会不断向另一极发展直到贯穿绝缘子两极,造成绝缘子的闪络。
2 表征绝缘子污秽程度的特征参数绝缘子串表面状态主要是由其特性参数来表征的,以下介绍几种表征绝缘子的特性参数。
2.1 等值盐密度2.2 表面污层的电导率污秽绝缘子表面单位面积的电导称之为表面污层电导率。
电气化铁路绝缘子污秽状态在线监测系统设计中期报告一、选题背景及研究意义随着我国铁路建设的不断发展,铁路线路越来越长,铁路运输的重要性也越来越突出。
而铁路信号、电力设备是铁路运输的基础设施之一。
铁路绝缘子的状况直接影响着电力设备的安全性和可靠性。
在铁路线路的运行过程中,绝缘子表面容易被污染,导致电气性能下降,增加了事故的发生概率。
因此,电气化铁路绝缘子污秽状态在线监测系统设计成为了电力设施运行管理的重要环节之一。
二、研究内容本项目主要研究电气化铁路绝缘子污秽状态在线监测系统的设计和实现。
具体内容包括以下几个方面:1. 绝缘子污秽状态监测技术的研究分析本项目将对绝缘子污秽状态监测技术进行深入研究,并对各种常用的监测技术进行分析比较。
并根据实际情况,选择适合电气化铁路绝缘子污秽状态在线监测系统的技术。
2. 硬件电路设计本项目将对电气化铁路绝缘子污秽状态在线监测系统的硬件电路进行设计。
选用高精度模数转换器和传感器,采集绝缘子的电气参数和温度等信息,并进行处理和分析。
3. 软件系统设计本项目将对电气化铁路绝缘子污秽状态在线监测系统的软件系统进行设计。
软件系统主要负责绝缘子的数据处理和状态判断,并能够实时监测、分析、报警及查询绝缘子的状态和历史数据。
4. 系统实现和测试本项目将对电气化铁路绝缘子污秽状态在线监测系统进行实现和测试。
将硬件电路和软件系统相结合,搭建一个完整的系统放入实际运行,测试其准确性、可靠性以及稳定性。
三、研究方法1. 采用先进的监测技术,确定监测参数,并对其进行相关性分析。
2. 采用KiCAD、Altium Designer等EDA工具,完成电路原理图和PCB设计。
3. 使用STM32等单片机,搭建硬件系统,模拟采集数据,验证各项电气参数是否满足实际要求。
4. 采用C++语言进行软件编程设计,完成数据的处理和状态判断,并配合QT等图形化界面开发工具,完成可视化的系统界面。
5. 通过实验室和现场测试,检测系统性能并优化系统设计。
输电线路绝缘子污秽(泄漏电流)在线监测系统方案(TLKS-PMG-XL)一、系统应用背景输电线路绝缘子污秽在线监测系统能够对高压运行环境中绝缘子泄漏电流和监测点微气象状况进行实时监测。
当现场环境湿度变化、绝缘子表面污秽物过多、绝缘子覆冰、零值绝缘子等因素引起绝缘子泄漏电流增大时,系统能够及时向线路运行维护部门发出预/报警信息。
输电线路绝缘子污秽在线监测系统的挂网运行,不仅能够在一定程度上降低绝缘子闪络、跳闸等事故发生的概率;而且能够为总结绝缘子电气性能下降规律、绝缘子闪络与其微气象、微环境变化之间的关系提供理论依据,为线路运行维护部门逐步实现从“定期检修”到“状态检修”的转变提供宝贵的现场运行资料。
二、系统实现原理输电线路绝缘子污秽在线监测系统利用3G/GPRS/EDGE/CDMA1X网络构建远程数据传输通道,实现输电线路在线监测系统监控中心可以实时监测远端现场的数据。
系统接地抗干扰设计,数据采集信号双端差分输入,模拟信号及数字信号全部采用严格的工业过程优化控制技术,可确保数据采集的准确和可靠。
系统采用了多层屏蔽技术建造,机壳及传感器外壳采用防磁金属材料,有效屏蔽电磁干扰。
数据传输线缆采用3层屏蔽室外线缆,各种接头采用金属航空头,屏蔽、防水、防尘、连接可靠。
极强的抗干扰、抗雷击、确保系统运行稳定可靠,适用于各种恶劣的气候环境。
三、系统原理示意图四、输电线路绝缘子污秽在线监测系统技术参数五、输电线路绝缘子污秽在线监测工程案例图(一)安装区域1、按照“Q/GDW 245-2008 架空输电线路在线监测系统通用技术条件”的规定进行。
2、安装位置一般选取在绝缘子顶部。
3、选择的安装位置及装置的外观结构应不影响正常的输电线路检修维护工作。
4、塔上安装点方便监测单元的固定和整体角度调整。
名称 技术指标 工作电压 DC12V 功率 6W (瞬间最大:30W ) 通信方式 3G/GPRS/EDGE/CDMA1X 泄漏电流测量范围100μA ~700mA ,测量精度为100μA ; 温度测量范围 -40℃~+120℃,准确度:≤±0.5℃;相对湿度测量范围0~100%RH ,准确度:≤±3%RH ; 工作温度范围 -40℃~+85℃;防护等级 IP665、安装时,采用标准角度测量工具对装置安装角度进行预调整。
绝缘子污秽度的在线监测电力设备外绝缘污闪,是阻碍电力系统安全运行的难题之一。
合成绝缘子和玻璃绝缘子的应用,并未从根本上改变防止污闪课题在电力系统中的重要性。
涂、擦、爬、仍然是运行设备防污闪的基本措施。
及时掌握外绝缘污秽度,是适时采取防止污闪措施的科学基础。
(一)绝缘子表面污秽度参数量的选择与测量绝缘子的污秽度,指的是绝缘子所处一定的地理区域的污秽程度。
国际大电网会议第33学术委员会042工作组,推荐了五种常用的绝缘子污秽的测量方法,即1)等值盐密法2)表面电导法3)污闪梯度法4)最大泄漏电流法5)电流脉冲计数法盐密、电导、梯度和泄漏电流是4个表征污秽度的参量。
(1)等值盐密法等值盐密法主要是测量外绝缘的单位表面积上等值附盐量。
以每平方厘米多少克Nacl来等值于绝缘子表面上的实际污密。
此等值Nacl量与实际污层分别溶于相同容积和相同温度的蒸馏水中具有相同的电导率。
此盐量称为等值盐密。
等值盐密是国内人工污秽试验中常用的污秽度参量,被作为利用人工污秽试验来确定某处绝缘子行为的基础。
等值盐密的测量,应在实际运行的绝缘子上进行。
可以测得绝缘子表面的污物分布。
但这种方法只测量了污物有效分量的等值量,而没有考虑湿润、电弧发展过程等影响。
同时,测量污秽等值盐量时,使用水量的多少,影响测定值的准确度,有时可以相差几倍。
此方法简单易行,对测量的技术要求不高,在我国电力系统已应用多年。
现执行的污区划分标准就是根据等值盐密确定的,但此参量难于实现实时自动化监测。
盐密是一个平均的概念,时效性差。
又因污物成分的不同。
测量的结果可能会导致很大的差异。
(2)表面电导法表面电导实际上是流经污秽绝缘子的工频电流与施加电压之比。
绝缘子电导是决定绝缘子性能的表面综合状态(污层的污秽量和湿润度等),所以被认为是确定污秽度的合适方法。
此法反映污闪过程中积污和潮湿两个阶段。
为了测量污层表面电导,应在污层饱和受潮的条件下,在绝缘子上加适当高的工频交流电压U ,测其泄漏电流I ,表面电导G =I / U绝缘子的污层表面电导率))(/,/(⎰===X D dx f f k G fG πσ (1)这样求得的是整体绝缘子的平均表面表面电导率。
表面电导法测量比较麻烦,测量的分散性也较大,同时还受污秽分布不均匀的影响。
又由于绝缘子的结构形式,金属附件部位污层间断等因素对表面电导率测量值的影响(如脚、帽的存在),对测量电压和作用时间都有要求。
即需要容量较大、内阻足够小的电源来完成。
因此,此方法的应用受到一定的限制。
局部表面电导率的测量方法,可以克服整体平均与积分表面电导率存在的问题。
但是由于测量方法不同,测量结果也不同。
这两个参数有一定的联系,但并不等价。
(3)绝缘子闪络梯度法绝缘子闪络梯度是单位泄漏距离污闪电压。
即工频污闪电压除以绝缘子泄漏距离的总长度。
此法反映污闪全部过程。
污闪电压梯度和污闪电压的本质是一样的。
它们是表征绝缘子性能的最直接的污秽参量。
测量现场闪络的方法如下。
安装各种型式及不同长度的绝缘子串。
采用自动重合型式断路器,操作接通或断开恒压电源:1)采用不同长度的绝缘子串分别和熔丝串联与电源接连。
最短绝缘子串闪络后,利用熔丝动作,使闪络串被辨别出来,并防止进一步的闪络,或者使绝缘子串完全隔离开来。
2)在不同长度的绝缘子串上增加它的长度,经过指定时间后,可找到最小的耐受长度。
为了得到比较可靠的统计数据,试验可以重复多次。
一种较快的和更满意的方法,是设置多个各种长度的绝缘子串试品,从每种长度的闪络百分率来估计闪络概率。
3)另一种方法是:在每串绝缘子链上装熔丝,每次闪络熔断一根熔丝,增加一片绝缘子,最终每串绝缘子将增长到耐受水平的有效长度。
绝缘子闪络梯度法的优点是试验真实绝缘子,并测量它们的污闪性能。
但此方法费用较大,对电源设备及测量仪器的要求很高。
同时,现场测量不容易捕捉到时机,由于自然污秽的积污水平达到临界状态,与引起污闪的气象条件不可能同时发生,往往是污秽度已经达到临界水平,但没有出现充分的潮湿的条件而测量不到临界的污闪电压。
此法现场运用受设备和条件的限制,普遍使用有难度。
(4)最大泄漏电流法最大泄漏电流(I h)是指在指定的时间内,在运行电压作用下的绝缘子上,记录到的最大峰值脉冲电流。
一般被认为是可用于测量地区污秽程度的合适参数。
假如,同一绝缘子在现场暴露于自然污秽中,并且在运行电压下受潮,可以记录到最大泄漏电流I h,对此绝缘子的地区污秽,可以用此最大泄漏电流I h来代表。
在线监测最大泄漏电流I h的方法与实验室测量方法基本一致。
示意图如图1。
图1 泄漏电流测量示意图专用环型电流传感器,安装于绝缘子的接地端,即套在最后一片绝缘子的挂环处。
利用人工污秽试验方法,在指定的施加电压U下,可以测量作为污秽度S函数的最大泄漏电流I h。
泄漏电流I h的大小随着试品的湿润程度的增加而增加。
在饱和受潮的条件下,I h达到最大值。
随着污液的流失,I h也会减小。
试验可得到I h-S关系曲线,也可以对指定污秽度,得到I h与施加电压的函数。
因此,采用此法便于把现场和实验室测量进行比较,可以连续记录气象条件和施加电压对污秽绝缘子的联合影响。
它可用作统计基础,确定地区污秽度。
也可根据泄漏电流的测量,采用统计的方法决定污闪危险性。
当I h增加到或超过临界电流I c时,就可能会发生闪络。
相应施加的电压值是临界电压U c,临闪前半周期泄漏电流脉冲峰值的下限I max,被认为非常接近于I c的理论值。
所以泄漏电流的临界值也能被试验决定。
目前,国内普遍采用此法作为绝缘子污秽在线监测与报警设备的基本工作原理。
(5)泄漏电流脉冲记数法运行电压下,记录一定周期内流经绝缘子表面超过某一幅值的泄漏电流脉冲数,称为泄漏电流脉冲记数法。
电流脉冲频率和幅值增加到一定程度时,绝缘子发生污秽闪络。
因此可将泄漏电流脉冲幅值和重复率的某一定值作为污秽绝缘子临界闪络的条件。
采用电子计算机技术,测量泄漏电流脉冲容易、准确和可靠。
还可根据要求,通过测量全电流波形来完成。
如图1,采用专用的污秽泄漏电流监测仪,来完成对泄漏电流脉冲的记录处理工作,分别对预先标定的多个不同幅值的泄漏电流脉冲进行计数。
此法同样综合反映了污闪的全部过程。
根据经验,脉冲计数可被用于监测污秽绝缘子的状况和给出污闪报警信号。
这对于监督绝缘子是否需要带电冲洗和喷涂RTV涂料较适宜。
此方法经济、可靠,并能在正常运行条件下,对大量绝缘子提供连续监督、分析比较以及评价的依据。
因此在我国和一些其他国家地区都有应用。
(6)几个参量的综合评价污闪全过程包括:积污、潮湿、干带和局部电弧发展四个阶段。
等值盐密法只反映了积污的一个阶段。
表面电导法反映了污闪过程中的积污和潮湿二个阶段。
泄漏电流脉冲记数法、最大电流法和绝缘子闪污梯度法都反映了闪污全过程。
并能够在污闪发生之前测定出污秽严重程度并给予报警。
比较上述几种方法可知,采用泄漏电流最大幅值和泄漏电流脉冲数这两个泄漏电流特征量,来表示绝缘子污秽度的参数是较为理想的,不仅易接近绝缘子污秽实况,而且可实现在线监测与报警。
(二)污秽度的报警(1)污秽绝缘子的泄漏电流预警参量前面已经指出I h、N及I m在表征污闪过程方面的作用;I h增大表示绝缘子表面污秽加重;N出现表示有干带电弧发生,同时也预示绝子表面污层的电阻降到引起干带和电弧的数值;高幅值电流脉冲增加预示闪络即将到来。
I min为确定高幅值电流脉冲计数门坎提供了一个参考值。
由此,对绝缘子的污秽报警应由绝缘子表面的污秽程度报警,和绝缘子的耐污能力报警这二部部分组成。
(2)污秽度报警利用运行电压下的最大泄漏电流(I h)带宽作为一个对污秽程度的报警区,设定带宽的下限为门坎,根据三种不同的ESDD分为三个门坎,表示三个不同的污秽程度挡。
第一个门坎下的范围为安全区,带宽内为预警区,带宽上限的部分为严重区。
以盐密为0.05时泄漏电流(I h)值的下限为基点(0.05级区),泄漏电流(I h)值达到和超过这一挡的上限值时,即进入了盐密为0.1的污秽程度区(0.1级区)。
当泄漏电流(I h)值达到和超过中挡的上限值时,即进入了盐密为0.2的污秽程度区(0.2级区)。
若泄漏电流(I h)值达到和超过高挡的上限值时,即进入了严重危险区。
一旦被监测的泄漏电流(I h)幅值大于设定的几个门坎值时,即对绝缘子提出不同污秽状况的报警。
(3)绝缘子耐污能力的报警绝缘子耐污能力的测试,主要表现泄漏电流脉冲是否足够大,和污层电阻是否足够低。
也就是说假如污秽一定的情况下,周围及大气环境是否持续恶劣,即是否长时间的湿润。
能否将泄漏电流脉冲放电转变成电弧,电弧维持然绕和逐步发展的条件是否具备。
幅值超过一定值的脉冲数,可以作为指示绝缘子闪络与否的条件。
由此可确定污秽绝缘子,污秽报警条件的判断标准。
影响绝缘子闪络的其他因素的任何改变,都会通过绝缘子泄漏电流特征量的变化清楚地反映出来。
当泄漏电流脉冲数超过一定值,且重复率达到一定水平,即是污秽绝缘子临近闪络的条件。
过去,盐密的测量仅停留在对绝缘子污秽定型的分析上,现在对绝缘子污秽泄漏电流的测量,就可以对绝缘子的污秽进行量化分析。
因此,对于掌握地区污秽度的变化,只需在现场长期地监测运行中绝缘子表面的泄漏电流的特征量,同步跟踪周围环境参量,以及与泄漏电流相关的其他参量的变化。
如所处地的环境温度、大气湿度、运行电压幅值、频率等。
它们将帮助技术人员更好地分析获得I h及N n信息。
建立起天然污秽绝缘子泄漏电流数据库,也就能及时掌握运行中绝缘子的污秽状况。
(三)绝缘子表面泄漏电流测量(1)传感器现场安装利用流经绝缘子表面的泄漏电流作为监测对象,采用全屏蔽式电流传感器取样。
对于直流,用取样电阻获取泄漏电流信号。
被监测的信号经隔离、滤波、放大后,送入A/D模-数转换至计算机同一分析、判断、归档处理。
图4-71为传感器现场安装示意图。
图2 传感器现场安装示意图(2)污秽泄漏电流的取样1)交流污秽泄漏电流的取样。
交流传感器是一个特制的环形线圈,它被安装在运行现场悬式绝缘子最后一片(接地端)的挂环处。
也可以安装于柱式绝缘子的接地引下线上(见图2)。
视被监测设备而定,它仅对沿绝缘串表面流过的泄漏电流敏感。
为了方便现场取样安装,取样传感器也可采用环形开口线圈,像钳形电流表取样端一样。
但是采用这种开口传感器长期用于现场运行,抗干扰与密封问题还有待进一步解决。
2)直流污秽泄漏电流的取样。
直流污秽泄漏电流的取样,也可以采用交流式电流传感器取样。
但存在一定的问题。
直流传感器原理较复杂,要进行补偿,且信号容易失真。
优点是磁隔离、简单、比较安全。
另一种可行的取样方式是采用电阻取样。
即采用一个具有过电压自动保护的取样箱获取信号。