專利名稱：零值絕緣子串監測裝置及其監測方法
技術領域：
本發明屬于一種高壓輸電線路絕緣子串帶電監測方法，特別涉及一種零值絕緣子串監測裝置及其檢測方法。
背景技術：
高壓輸電線路絕緣子串帶電監測，一直是業內人士高度重視且潛心研究的課題。 由于線路絕緣子安裝位置的特殊性及監測環境的苛刻性，至今為止一直沒有準確可靠的帶電定量監測方法。目前，帶電狀態下檢測輸電線路的絕緣子串零值的常用方法為火花間隙法，火花間隙法的檢測裝置簡便易用，將火花叉的兩頭金屬觸頭分別與絕緣子的上下兩端的鐵帽和鐵腳碰觸，進行火花放電，根據火花放電的聲音可判斷出其放電強度及電壓的大小，從而得到單片絕緣子是否良好的結論。利用此方法可將絕緣子串中的絕緣子逐片進行測量，便可分析出此絕緣子串中是否存在零值絕緣子。因火花間隙法需人為帶電操作，將觸點電極靠近時電極的放電火花容易損傷電極，放電的電壓也會受溫度及其他環境因素的影響，檢測的結果具有一定的分散性。而且測量時的勞動強度較大，時間較長，人為的帶電操作也具有一定的危險性。
發明內容
本發明旨在解決現有技術中零值絕緣子串監測結果分散，勞動強度大，存在安全隱患的技術問題，提供一種零值絕緣子串在線監測裝置，監測手段簡單、精度高，而且不需要人為帶電操作，有效降低了監測過程中的危險性。本發明提供一種零值絕緣子串監測裝置，包括電流采集模塊、電壓采集模塊、微處理器、信號輸出模塊；
所述電流采集模塊的采集端與絕緣子串中任一絕緣子片的遠離導線的一端相連接，用于采集該端的電流值；
所述電壓采集模塊的采集端并接在所述絕緣子片的兩端，用于采集該絕緣子片兩端的電壓值；
所述微處理器，與所述電流采集模塊、電壓采集模塊分別電連接，用于接收所述電流采集模塊采集的電流值和電壓采集模塊采集的電壓值，并根據所述電流值和電壓值判斷所述絕緣子串是否出現零值；
所述信號輸出模塊，與所述微處理器電連接，用于將微處理器分析判斷所述絕緣子串是否出現零值的信息輸出給一遠程監控終端。優選地，所述絕緣子片為相對于所述導線的最遠端的絕緣子片。優選地，所述電流采集模塊包括設置在所述絕緣子片一端的電流互感器，與電流互感器相連接的第一 AD轉換器，所述第一 AD轉換器與所述微處理器電連接。優選地，所述電流互感器與所述第一 AD轉換器之間還串接有第一開關。
優選地，所述電壓采集模塊包括并接在所述絕緣子片兩端的分壓電路，與分壓電路連接的第二 AD轉換器，所述第二 AD轉換器與所述微處理器電連接。優選地，所述分壓電路與所述第二 AD轉換器之間還串接有第二開關。優選地，所述信號輸出模塊包括輸出驅動模塊及分別與輸出驅動模塊相連接的光纖輸出模塊、無線輸出模塊；
所述光纖輸出模塊，用于在驅動模塊的驅動下通過光纖通訊方式輸出信號； 所述無線輸出模塊，用于在驅動模塊的驅動下通過無線通訊方式輸出信號。優選地，所述監測裝置還包括與微處理器電連接的報警模塊，用于當絕緣子串出現零值時進行報警。優選地，所述監測裝置還包括電源模塊，用于給所述監測裝置供電； 存儲模塊，用于存儲微處理器所處理的信息；
時鐘及復位模塊，用于給所述絕緣子串監測裝置提供統一的時鐘，并及時對所述絕緣子串監測裝置進行復位操作。本發明還提供一種零值絕緣子串監測方法，包括以下步驟
步驟S100，時刻采集某一絕緣子片遠離導線一端的電流值及該絕緣子片兩端的電壓
值；
步驟S200，判斷分析所述電流值及電壓值的變化情況，
當所述電壓值的減小速率大于等于設定電壓變化速率且電流值的增大速率大于等于設定電流變化速率時，可判斷該絕緣子片出現零值；
當所述電壓值的增大速率大于等于設定電壓變化速率且電流值的增大速率大于等于設定電流變化速率時，可判斷其他絕緣子片出現零值； 否則，絕緣子串正常；
步驟S300，輸出判斷分析后的絕緣子串是否出現零值的信息，并返回步驟S100。以上所述技術方案，通過時刻監測絕緣子串的某一絕緣子片遠離導線一端的電流值及該絕緣子片兩端的電壓值，并時刻分析該電流值及電壓值的變化情況可以得出絕緣子串是否出現零值，并將該得到的分析信息發送給遠程監控終端，整個監測手段簡單，實用， 準確性高，而且整個監測過程都是通過在線監測進行的，不需要人工帶電檢測，有效降低了監測過程中的危險性。
圖1是本發明一種實施例的零值絕緣子串監測裝置的結構框圖。圖2是本發明一種實施例中絕緣子串上測點的位置圖。圖3是本發明另一種實施例的零值絕緣子串監測裝置的結構框圖。圖4是本發明一種實施例的零值絕緣子串監測裝置中分壓電路的結構圖。圖5是本發明一種實施例的零值絕緣子串監測裝置的監測方法。
具體實施例方式為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。結合圖1和圖2所示，本發明提供的零值絕緣子串監測裝置，包括電流采集模塊 100，電壓采集模塊200，微處理器300及信號輸出模塊400 ；
所述電流采集模塊100的采集端與絕緣子串1中任一絕緣子片的遠離導線2的一端相連接，用于采集該端的電流值；
所述電壓采集模塊200的采集端并接在所述絕緣子片的兩端，用于采集該絕緣子片兩端的電壓值；
所述微處理器300，與所述電流采集模塊100、電壓采集模塊200分別電連接，用于接收所述電流采集模塊100采集的電流值和電壓采集模塊200采集的電壓值，并根據所述電流值和電壓值判斷所述絕緣子串1是否出現零值；
所述信號輸出模塊400，與所述微處理器300電連接，用于將微處理器300分析判斷絕緣子串1是否出現零值的信息輸出給一遠程監控終端。結合圖3所示，所述電流采集模塊100包括電流互感器101及第一 AD轉換器103， 電流互感器100設置在所要監測的絕緣子片遠離導線1的一端，例如設置在圖2中A點，可將電流互感器100直接套設在該端。所述電流互感器監測該絕緣子片上的電流，并將該電流值通過AD轉換后輸入到所述微處理器300進行處理分析。為了保護絕緣子串監測裝置的工作安全性，在電流過大時可以對電路進行保護， 優選地，所述電流互感器101與所述第一 AD轉換器103之間串接有第一開關102，以備監測電流過大時可直接切斷電路的工作。所述電壓采集模塊200包括一分壓電路201和第二 AD轉換器203，所述分壓電路 201并接在所要監測的絕緣子片的兩端，該絕緣子片為電流監測中的那個絕緣子片。結合圖4所示，所述分壓電路201由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、二極管D、電容 Cl和電容C2構成，該分壓電路可將AB兩端輸入的高壓降低為低壓并在C端輸出。因此，結合圖2所示，所述分壓電路AB端并接在絕緣子片的AB兩端，用于監測該片絕緣子兩端的電壓，將被測絕緣子片兩端的高壓轉換為低壓值并在分壓電路201的C端輸出。所述分壓電路201也可以采用現有的其他分壓電路，其工作原理相似，在此不再贅述。為了保護絕緣子串監測裝置的工作安全性，在電壓過大時可以對電路進行保護， 優選地，所述分壓電路102與所述第二 AD轉換器203之間串接有第二開關202，以備監測電流過大時可直接切斷電路的工作。所述信號輸出模塊400，優選地，包括輸出驅動模塊401，及分別與輸出驅動模塊 401電連接的光纖傳輸模塊402及無線傳輸模塊403，所述輸出驅動模塊401還與所述微處理器300電連接。所述微處理器300將其分析處理后的信息會通過信號輸出模塊400發送給一遠程監控終端，具體地，在輸出驅動模塊401的驅動下，所述光纖傳輸模塊402可以通過光纖將微處理器300的處理信息發送給遠程監控終端；或者，在輸出驅動模塊401的驅動下，所述無線傳輸模塊403可以通過無線通訊方式將微處理器300的處理信息發送給遠程監控終端。該信號輸出模塊400提供了兩種可供選擇的通訊方式，具體通訊方式的選擇可根據系統的工作環境及硬件情況進行相應的選擇，或者兩種通訊方式同時采用。以上實施例中，所述絕緣子串如果出現零值，則其上的任何一個絕緣子片都會受其影響，因此在監測過程中，為了進一步增加監測裝置工作的安全性和可靠性，優選地，選
6擇先對于所述導線2最遠端的一片絕緣子進行監測，即所述電流采集模塊100的采集端與距離導線2最遠端的絕緣子片的遠離導線2的一端相連接，所述電壓采集模塊200的采集端并接在距離導線2最遠端的絕緣子片的兩端。優選地，所述零值絕緣子串監測裝置還包括與未處理相連接的電源模塊500，、存儲模塊600、時鐘及復位模塊700，所述電源模塊500為各種類型的儲能裝置，如電池等，電源模塊500為整個零值絕緣子串監測裝置提供工作電源，當然，所述零值絕緣子串監測裝置也可以直接從導線2上進行取電。所述存儲模塊600，用于存儲所述微處理器300分析處理后的信息，相關人員可通過查詢存儲模塊600中存儲的數據獲得該零值絕緣子串監測裝置的工作歷史數據。時鐘及復位模塊700，一方面可以為所述絕緣子串監測裝置提供統一的工作時鐘，進行校時；另一方面可以對所述絕緣子串監測裝置進行復位操作。作為本發明的另一種實施例，所述零值絕緣子監測裝置還包括與所述微處理器 300電連接的報警模塊800。在所述微處理器分析得出所述絕緣子串出現零值時，通過所述信號輸出模塊400將零值信息輸出的同時，啟動所述報警模塊800進行報警，以提示現場人員或者警示現場相關人員所述絕緣子串出現零值，有效避免了事故隱患的出現。所述報警模塊可以是聲音報警器或者光報警器等。結合圖5所示，本發明還提供了一種上述的零值絕緣子串監測裝置的監測方法， 包括以下步驟
步驟S100，時刻采集某一絕緣子片遠離導線一端的電流值及該絕緣子片兩端的電壓值；優選地，此絕緣子片為相對于所述導線2的最遠端的一片絕緣子。步驟S200，判斷分析所述電流值及電壓值的變化情況；因為當所述絕緣子串出現零值時，整個絕緣子串上的絕緣子片都會受到零值的影響，導致每個絕緣子片上瞬間電流和瞬間電壓發生變化，通過分析該變化可以得知整個絕緣子串是否出現零值，以及是否是被測絕緣子片出現零值。具體判斷過程如下，
當所述電壓值的減小速率大于等于設定電壓變化速率且電流值的增大速率大于等于設定電流變化速率時，可判斷該絕緣子片出現零值；
當所述電壓值的增大速率大于等于設定電壓變化速率且電流值的增大速率大于等于設定電流變化速率時，可判斷其他絕緣子片出現零值； 否則，絕緣子串沒有出現零值，表明絕緣子串正常。步驟S300，輸出判斷分析后的絕緣子串是否出現零值的信息，并返回步驟S100。在所述步驟S300中，所述絕緣子串是否出現零值信息可以通過光纖通訊方式輸出給遠程監控終端，也可以通過無線通訊方式輸出給遠程監控終端。以上實施方式中，所述設定電壓變化速率的取值范圍為3-5KV/S，優選地，所述設定電壓變化速率為4KV/S ；所述設定電流變化速率的取值范圍為40-600mA/S，優選地，所述設定電流變化速率為4KV/S。作為一種優選實施方式，在判斷出所述絕緣子串出現零值時，還可以控制啟動現場報警裝置進行報警，以警示現場人員，防止危險的發生。以上實施例中，所述步驟S200中，所述電壓的變化速率在不同高壓線路的絕緣子串零值檢測中可進行不同判斷數值的設定，所述電流的變化速率在不同高壓線路的絕緣子串零值檢測中也可進行不同判斷數值的設定。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.零值絕緣子串監測裝置，其特征在于，包括電流采集模塊、電壓采集模塊、微處理器、 信號輸出模塊；所述電流采集模塊的采集端與絕緣子串中任一絕緣子片的遠離導線的一端相連接，用于采集該端的電流值；所述電壓采集模塊的采集端并接在所述絕緣子片的兩端，用于采集該絕緣子片兩端的電壓值；所述微處理器，與所述電流采集模塊、電壓采集模塊分別電連接，用于接收所述電流采集模塊采集的電流值和電壓采集模塊采集的電壓值，并根據所述電流值和電壓值判斷所述絕緣子串是否出現零值；所述信號輸出模塊，與所述微處理器電連接，用于將微處理器分析判斷所述絕緣子串是否出現零值的信息輸出給一遠程監控終端。
2.根據權利要求1所述的零值絕緣子串監測裝置，其特征在于，所述絕緣子片為相對于所述導線的最遠端的絕緣子片。
3.根據權利要求1所述的零值絕緣子串監測裝置，其特征在于，所述電流采集模塊包括設置在所述絕緣子片一端的電流互感器，與電流互感器相連接的第一 AD轉換器，所述第一 AD轉換器與所述微處理器電連接。
4.根據權利要求3所述的零值絕緣子串監測裝置，其特征在于，所述電流互感器與所述第一 AD轉換器之間還串接有第一開關。
5.根據權利要求1所述的零值絕緣子串監測裝置，其特征在于，所述電壓采集模塊包括并接在所述絕緣子片兩端的分壓電路，與分壓電路連接的第二 AD轉換器，所述第二 AD轉換器與所述微處理器電連接。
6.根據權利要求5所述的零值絕緣子串監測裝置，其特征在于，所述分壓電路與所述第二 AD轉換器之間還串接有第二開關。
7.根據權利要求1所述的零值絕緣子串監測裝置，其特征在于，所述信號輸出模塊包括輸出驅動模塊及分別與輸出驅動模塊相連接的光纖輸出模塊和無線輸出模塊；所述光纖輸出模塊，用于在驅動模塊的驅動下通過光纖通訊方式輸出信號；所述無線輸出模塊，用于在驅動模塊的驅動下通過無線通訊方式輸出信號。
8.根據權利要求1-7任意一項所述的絕緣子串監測裝置，其特征在于，所述監測裝置還包括與微處理器電連接的報警模塊，用于當絕緣子串出現零值時進行報警。
9.根據權利要求1-7任意一項所述的絕緣子串監測裝置，其特征在于，所述監測裝置還包括電源模塊，用于給所述監測裝置供電；存儲模塊，用于存儲微處理器所處理的信息；時鐘及復位模塊，用于給所述絕緣子串監測裝置提供統一的時鐘，并及時對所述絕緣子串監測裝置進行復位操作。
10.一種零值絕緣子串監測方法，包括以下步驟步驟S100，時刻采集某一絕緣子片遠離導線一端的電流值及該絕緣子片兩端的電壓值；步驟S200，判斷分析所述電流值及電壓值的變化情況，當所述電壓值的減小速率大于等于設定電壓變化速率且電流值的增大速率大于等于設定電流變化速率時，可判斷該絕緣子片出現零值；當所述電壓值的增大速率大于等于設定電壓變化速率且電流值的增大速率大于等于設定電流變化速率時，可判斷其他絕緣子片出現零值； 否則，絕緣子串正常；步驟S300，輸出判斷分析后的絕緣子串是否出現零值的信息，并返回步驟S100。
全文摘要
本發明提供了一種零值絕緣子串監測裝置，包括電流采集模塊、電壓采集模塊、微處理器、信號輸出模塊；所述電流采集模塊的采集端與絕緣子串中任一絕緣子片的遠離導線的一端相連接；所述電壓采集模塊的采集端并接在所述絕緣子片的兩端；所述微處理器，與所述電流采集模塊、電壓采集模塊分別電連接，用于接收所述電流采集模塊采集的電流值和電壓采集模塊采集的電壓值，并根據所述電流值和電壓值判斷所述絕緣子串是否出現零值；所述信號輸出模塊，與所述微處理器電連接。整個監測手段簡單，實用，準確性高，而且整個監測過程都是通過在線監測進行的，不需要人工帶電檢測，有效降低了監測過程中的危險性。
文檔編號G01R19/25GK102539901SQ20121000529
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者周道平, 胡忠偉 申請人:航天科工深圳(集團)有限公司