基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀，其包括絕緣子帶電檢測儀便攜裝置和數據接收終端機，所述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置與所述數據接收終端機通過無線自組網通信方式連接；所述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置包括單片機、電場傳感器、光電傳感器和數據采集單元。該基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀通過提取絕緣子串縱向電場分布，根據絕緣子縱向電場分布判斷絕緣子的內缺陷，利用無線網絡將數據傳輸到地面工作人員的計算機，數據將以曲線等方式顯示，可帶電檢測高壓輸電線路中復合絕緣子的內缺陷情況，識別零值絕緣子，可直觀顯示絕緣子是否具有內缺陷故障，為尋找輸電線路故障絕緣子提供了方便，提高了供電的可靠性。
【專利說明】
基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀
技術領域
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[0001]本發明屬于電力系統絕緣子缺陷檢測技術領域，特別涉及一種基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀。
【背景技術】
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[0002]絕緣子承擔著支撐輸電線路，隔離輸電線路和其他導電物體，維護電力系統安全運行的重要責任，其性能的優異與否與電力系統能否安全運行息息相關。當絕緣子由于制造工藝等原因導致護套與芯棒脫粘、護套內部氣孔或者斷層等問題時，這些隱蔽性缺陷會對電網的安全運行構成極大威脅。這些缺陷絕緣子的電場分布不均，在缺陷位置產生電場畸變，高場強的長期作用會促使絕緣子護套、芯棒和金具等部位發生局部放電，使絕緣子性能劣化，嚴重時會引起絕緣子斷裂、擊穿，影響輸電線路安全。因此，亟需研究如何更快、更準確地檢測出復合絕緣子內部缺陷的方法。
[0003]目前，對于絕緣子內部缺陷的檢測方法較為成熟的方法為超聲波檢測，該方法是利用材料本身或內部缺陷對超聲波傳播的影響來判斷結構內部及表面缺陷的大小、形狀和分布情況。超聲波檢測方法檢測適應性較強，檢驗靈敏度較高，對人體無害、使用靈活、設備比較方便操作、設備較便宜，但是不能開展帶電檢測，檢測條件要求高。

【發明內容】

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[0004]本發明的目的在于提供一種基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀，帶電檢測高壓輸電線路中復合絕緣子的內缺陷情況，識別零值絕緣子。
[0005 ]為解決上述技術問題，本發明采取以下技術方案:
[0006]—種基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀，包括絕緣子帶電檢測儀便攜裝置和數據接收終端機，所述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置與所述數據接收終端機通過無線自組網通信方式連接;所述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置包括單片機、電場傳感器、光電傳感器和數據采集單元，其中:
[0007]所述單片機用于將接收的各周期的縱向電場數據有效值進行平滑濾波處理，并通過無線自組網通信的方式將處理后的數據發送至數據接收終端機；
[0008]所述電場傳感器采用兩電極板，用于采集絕緣子的縱向電場數據，對所采集的縱向電場數據進行無源濾波和差分放大處理，并發送至數據采集單元中；
[0009]所述光電傳感器采用反射式光電傳感器，用于發送信號觸發單片機接收當前采集的絕緣子縱向電場數據；
[0010]所述數據采集單元用于根據各周期內的采樣數據，求取各周期的縱向電場數據有效值，并發送至單片機中。
[0011]上述數據接收終端機用于采用最小二乘法對接收的縱向電場數據進行曲線擬合，將擬合后的曲線與原始采集的縱向電場數據曲線進行對比，獲得兩曲線之間的最大差值，并判斷所獲最大差值是否超過設定的閾值，若是，則被測絕緣子內部存在缺陷，需更換或維修，否則，絕緣子正常。
[0012]上述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置上設有探頭，所述探頭通過數據線連接于數據采集單元上。
[0013]上述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置上還設有電源開關、運行指示裝置、無線自組網數據收發端口、時鐘電路和LED指示燈。
[0014]上述數據接收終端機包括絕緣子帶電檢測儀分析軟件和計算機，計算機及分析軟件用于處理絕緣子帶電檢測儀向數據接收終端機發送的數據，將計算分析結果通過計算機顯示出來。
[0015]進一步地，上述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置可固定安裝在托架上，所述托架為可伸縮式托架，用于遠距離帶電檢測高壓輸電線路中復合絕緣子的內缺陷情況。
[0016]上述托架上還設有一連接柄，用于固定探頭的位置，便于變換角度進行檢測。
[0017]本發明還提供上述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置的外形構造，其包括殼體，殼體前端設有通信天線、運行指示燈、電源指示燈、電源開關，殼體后端設有計算機連線接口。
[0018]本發明的有益效果在于:該基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀通過提取絕緣子串縱向電場分布，根據絕緣子縱向電場分布判斷絕緣子的內缺陷，利用無線網絡將數據傳輸到地面工作人員的計算機，數據將以曲線等方式顯示，可帶電檢測高壓輸電線路中復合絕緣子的內缺陷情況，識別零值絕緣子，可直觀顯示絕緣子是否具有內缺陷故障，為尋找輸電線路故障絕緣子提供了方便，提高了供電的可靠性。
【附圖說明】
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[0019]圖1是本發明基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀的結構示意圖；
[0020]圖2是本發明絕緣子帶電檢測儀便攜裝置的結構示意圖；
[0021 ]圖3是本發明絕緣子帶電檢測儀便攜裝置的系統構架圖；
[0022]圖4是本發明絕緣子帶電檢測儀便攜裝置的外形構造前端示意圖；
[0023]圖5是本發明絕緣子帶電檢測儀便攜裝置的外形構造后端示意圖；
[0024]圖6是本發明絕緣子帶電檢測儀便攜裝置上托架的結構示意圖；
[0025]圖7是本發明基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀的流程圖；
[0026]圖中:1-絕緣子帶電檢測儀便攜裝置，2-數據接收終端機，3-單片機，4-電場傳感器，5-光電傳感器，6-數據采集單元，7-電源，8-運行指示裝置，9-無線自組網數據收發端口，10-時鐘電路，I1-LED指不器，12_托架，13_殼體，14-通彳目天線，15-運彳丁指不燈，16_電源指示燈，17-電源開關，18-計算機連線接口。
【具體實施方式】
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[0027]下面結合附圖及【具體實施方式】對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0028]如圖1?圖3所示，一種基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀，包括絕緣子帶電檢測儀便攜裝置I和數據接收終端機2，所述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置I與所述數據接收終端機2通過無線自組網通信方式連接;所述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置I包括單片機3、電場傳感器4、光電傳感器5和數據采集單元6，其中:所述單片機3用于將接收的各周期的縱向電場數據有效值進行平滑濾波處理，并通過無線自組網通信的方式將處理后的數據發送至數據接收終端機2;所述電場傳感器4采用兩電極板，用于采集絕緣子的縱向電場數據，對所采集的縱向電場數據進行無源濾波和差分放大處理，并發送至數據采集單元6中；所述光電傳感器5采用反射式光電傳感器，用于發送信號觸發單片機3接收當前采集的絕緣子縱向電場數據;所述數據采集單元6用于根據各周期內的采樣數據，求取各周期的縱向電場數據有效值，并發送至單片機3中。
[0029]上述數據接收終端機2用于采用最小二乘法對接收的縱向電場數據進行曲線擬合，將擬合后的曲線與原始采集的縱向電場數據曲線進行對比，獲得兩曲線之間的最大差值，并判斷所獲最大差值是否超過設定的閾值，若是，則被測絕緣子內部存在缺陷，需更換或維修，否則，絕緣子正常。
[0030]上述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置I上設有探頭，所述探頭通過數據線連接于數據采集單元6上。
[0031]上述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置I上還設有電源7、運行指示裝置8、無線自組網數據收發端口 9、時鐘電路1和LED指示燈11。
[0032]上述數據接收終端機2包括絕緣子帶電檢測儀分析軟件和計算機，計算機及分析軟件用于處理絕緣子帶電檢測儀向數據接收終端機發送的數據，將計算分析結果通過計算機顯示出來。
[0033]如圖6所示，上述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置I可固定安裝在托架12上，所述托架12為可伸縮式托架，用于遠距離帶電檢測高壓輸電線路中復合絕緣子的內缺陷情況;托架12上還設有一連接柄，用于固定探頭的位置，便于變換角度進行檢測。
[0034]如圖4、圖5所示，上述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置的外形構造，其包括殼體13，殼體13前端設有通信天線14、運行指示燈15、電源指示燈16、電源開關17，殼體13后端設有計算機連線接口 18。
[0035]如圖7所示，該基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀的工作流程步驟如下:
[0036](I)采用電場傳感器4采集絕緣子的縱向電場數據，并對所采集的縱向電場數據進行無源濾波和差分放大處理；
[0037](2)當電場傳感器4接近絕緣子邊沿時觸發光電傳感器5，將當前電場傳感器4所采集的絕緣子縱向電場數據發送至數據采集單元6;
[0038](3)數據采集單元6根據各周期內的采樣數據，求取各周期的縱向電場數據有效值，并發送至單片機3中；
[0039](4)單片機3將接收的各周期的縱向電場數據有效值進行平滑濾波處理，并通過無線自組網通信的方式將處理后的數據發送至數據接收終端機2;
[0040](5)反復執行步驟I至步驟5，直至絕緣子串所有絕緣子均完成測量；
[0041](6)數據接收終端機2采用最小二乘法對接收的縱向電場數據進行曲線擬合；
[0042](7)將擬合后的曲線與原始采集的縱向數據曲線進行對比，獲得兩曲線之間的最大差值；
[0043](8)最大差值是否超過設定的閾值？否，絕緣子正常；是，被測絕緣子內部存在缺陷，需更換或維修。
[0044]具體實施過程中，使用該基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀進行檢測復合絕緣子內部缺陷步驟如下:
[0045](I)連接絕緣子帶電檢測儀便攜裝置I與數據接收終端機2后，將該檢測儀安裝于托架12，調節好托架12的長度，并固定探頭于連接柄上，便于檢測時變換角度；
[0046](2)打開絕緣子帶電檢測儀便攜裝置I上的電源開關17，紅色電源指示燈16亮，探頭進入等待狀態，電源開關17接通瞬間，綠色運行指示燈15閃一次，蜂鳴器鳴叫一聲；
[0047](3)按一下按鈕，此時蜂鳴器鳴叫一聲，綠燈慢速閃動，探頭進入測量狀態，可以開始測量；
[0048](4)將探頭放到絕緣子接地側端部，在放置過程中，不要阻擋光電管的光路；
[0049](5)將探頭沿絕緣子軸線緊貼絕緣子表面勻速平穩滑動到導線側端部;在滑動過程中，光電管每劃過一個傘裙，探頭進行一次電場測量、蜂鳴器鳴叫一聲；
[0050](6)將探頭取回，按一下按鈕，結束檢測;探頭自動保存數據，并返回等待狀態;數據保存完成后，蜂鳴器會鳴叫一聲；(在取回探頭的過程中，不能阻擋光路，為節省電源，當數據保存完成后可以關斷電源，數據不會丟失。)
[0051](7)重復上述第3?6步，測量其它絕緣子；
[0052](8)關斷絕緣子帶電檢測儀便攜裝置I的電源7，將傳輸電纜一端接計算機或掌上電腦串口，另一端接絕緣子帶電檢測儀便攜裝置I的計算機連線接口 18，然后打開探頭電源；
[0053](9)運行“絕緣子帶電檢測系統”應用軟件，按軟件使用說明書進行操作；
[0054](10)數據傳輸完畢后，關斷探頭電源，收回傳輸電纜。
【主權項】
1.一種基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀，其特征在于:包括絕緣子帶電檢測儀便攜裝置(I)和數據接收終端機(2)，所述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置(I)與所述數據接收終端機(2)通過無線自組網通信方式連接;所述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置(I)包括單片機(3)、電場傳感器(4)、光電傳感器(5)和數據采集單元(6)，其中: 所述單片機(3)用于將接收的各周期的縱向電場數據有效值進行平滑濾波處理，并通過無線自組網通信的方式將處理后的數據發送至數據接收終端機(2); 所述電場傳感器(4)采用兩電極板，用于采集絕緣子的縱向電場數據，對所采集的縱向電場數據進行無源濾波和差分放大處理，并發送至數據采集單元(6)中； 所述光電傳感器(5)采用反射式光電傳感器，用于發送信號觸發單片機(3)接收當前采集的絕緣子縱向電場數據； 所述數據采集單元(6)用于根據各周期內的采樣數據，求取各周期的縱向電場數據有效值，并發送至單片機(3)中。2.根據權利要求1所述的基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀，其特征在于:所述數據接收終端機(2)用于采用最小二乘法對接收的縱向電場數據進行曲線擬合，將擬合后的曲線與原始采集的縱向電場數據曲線進行對比，獲得兩曲線之間的最大差值，并判斷所獲最大差值是否超過設定的閾值，若是，則被測絕緣子內部存在缺陷，需更換或維修，否則，絕緣子正常。3.根據權利要求1所述的基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀，其特征在于:所述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置(I)上設有探頭，所述探頭通過數據線連接于數據采集單元(6)上。4.根據權利要求3所述的基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀，其特征在于:所述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置(I)上還設有電源(7)、運行指示裝置(8)、無線自組網數據收發端口(9)、時鐘電路(10)和LED指示燈(11)。5.根據權利要求1所述的基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀，其特征在于:所述數據接收終端機(2)包括絕緣子帶電檢測儀分析軟件和計算機，計算機及分析軟件用于處理絕緣子帶電檢測儀向數據接收終端機發送的數據，將計算分析結果通過計算機顯示出來。6.根據權利要求4所述的基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀，其特征在于:所述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置(I)可固定安裝在托架(12)上，所述托架(12)為可伸縮式托架。7.根據權利要求6所述的基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀，其特征在于:所述托架(12)上還設有一連接柄，用于固定探頭的位置。8.根據權利要求1所述的基于電場測量的絕緣子內部缺陷檢測儀，其特征在于:所述絕緣子帶電檢測儀便攜裝置(I)包括殼體(13)，殼體(13)前端設有通信天線(14)、運行指示燈(15)、電源指示燈(16)、電源開關(17)，殼體(13)后端設有計算機連線接口(18)。
【文檔編號】G01R31/12GK105954656SQ201610353619
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月25日
【發明人】楊劍鋒, 牛育忠, 王國功, 楊哲, 劉昌平, 祁海清, 李斌, 簡雷
【申請人】國網寧夏電力公司固原供電公司, 國網寧夏電力公司