一種輸電線路絕緣子表面灰密標(biāo)定方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輸電線路絕緣子表面灰密標(biāo)定方法及裝置，利用激光透射原理，擬合得到激光透射率與絕緣子表面灰密值之間的關(guān)系，其特征在于：包括單片機(jī)系統(tǒng)、嵌有光強(qiáng)傳感器的積污玻璃、嵌有光強(qiáng)傳感器的無污玻璃、溫濕度傳感器、氣壓傳感器、激光發(fā)射端組成；通過測量積污玻璃與無污玻璃透過的光強(qiáng)，獲得玻璃積污與光強(qiáng)的關(guān)系，得到激光透射率與灰密的數(shù)學(xué)模型，從而實(shí)現(xiàn)輸電線路絕緣子的表面灰密標(biāo)定；本發(fā)明能夠提高輸電線路絕緣子表面積污標(biāo)定的準(zhǔn)確性，可應(yīng)用于絕緣子在線污穢監(jiān)測。
【專利說明】一種輸電線路絕緣子表面灰密標(biāo)定方法及裝置
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種輸電線路絕緣子表面灰密標(biāo)定技術(shù)，屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種懸式絕緣子表面積污標(biāo)定方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]輸變電設(shè)備的外絕緣特性決定了輸變電設(shè)備的安全、可靠運(yùn)行;輸變電設(shè)備的外絕緣配置確定了在污穢狀態(tài)下其外絕緣水平是否能滿足運(yùn)行的要求;污穢物的化學(xué)成份是影響輸變電設(shè)備的外絕緣耐受自然污穢能力的關(guān)鍵因素之一;現(xiàn)場污穢度SPS也是導(dǎo)致輸變電設(shè)備發(fā)生污閃事故的最主要原因之一。因此，現(xiàn)場污穢度SPS的測量對輸變電設(shè)備的安全、可靠運(yùn)行具有極其重要的意義?；颐?non soluble deposit density,NSDD)是用于度量絕緣子積污水平的參數(shù)之一，灰密表示絕緣子表面不可溶污穢物的積累量。目前，普遍采用人工擦洗絕緣子表面污穢的方法進(jìn)行灰密的測算，該方法費(fèi)力、費(fèi)時(shí)、工作強(qiáng)度大，也不經(jīng)濟(jì);此外，但該方法存在較大的隨機(jī)誤差，直接導(dǎo)致同一地區(qū)同種絕緣子的灰密測算值變化范圍較大，而在不同地區(qū)測得的絕緣子灰密測算值數(shù)值則相差更大。
[0004]公布號為CN104266634 A的發(fā)明專利《輸電線路絕緣子等值灰密在線監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法》，通過圖像處理方式，結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行輸電線路絕緣子等值灰密在線監(jiān)測。該方法的局限性在于:未考慮絕緣子使用環(huán)境，不同的光線下，測試結(jié)果差異較大。此夕卜，其模型采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，存在過度擬合現(xiàn)象，泛化能力較差。
[0005]公布號為CN 203275298 U的實(shí)用新型專利《雙傘型電力絕緣子表面灰密檢測裝置》，利用激光透射原理，開發(fā)測量系統(tǒng)，記錄光強(qiáng)信號的變化，實(shí)現(xiàn)絕緣子表面灰密的自動檢測。該方法并未揭示如何在絕緣子表面安裝激光發(fā)射器/接收器，以及如何標(biāo)定等問題。
[0006]為此，本發(fā)明專利基于激光透射原理，在分析激光透射率與灰密擬合算法的基礎(chǔ)上，開發(fā)一種絕緣子現(xiàn)場灰密標(biāo)定裝置，提高絕緣子灰密的測試精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種輸電線路絕緣子表面灰密標(biāo)定方法及裝置，以克服人工測試絕緣子表面灰密困難，提高標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時(shí)避免對該型號絕緣子進(jìn)行重復(fù)積污試驗(yàn)，節(jié)省企業(yè)的人力、財(cái)力和物力。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明利用在絕緣子的外絕緣表面受污染狀態(tài)下，聚集的污染物將吸收和反射相應(yīng)頻譜的光線，使得光穿過污層會有不同的減弱。根據(jù)光電效應(yīng)原理，光信號的減弱會導(dǎo)致測光裝置的電信號的變化，通過比較經(jīng)過污穢層的光強(qiáng)度的變化計(jì)算出污穢層的灰密，采用的具體技術(shù)方案如下:
一種輸電線路絕緣子表面灰密標(biāo)定方法，其特征在于包括以下步驟:
步驟一，采用嵌有光強(qiáng)傳感器的積污玻璃、與嵌有光強(qiáng)傳感器的無污玻璃； 步驟二，將積污玻璃置于標(biāo)定現(xiàn)場，與輸電線路絕緣子同地點(diǎn)、同高度、同時(shí)間安裝； 步驟三，獲取檢測點(diǎn)的微氣象數(shù)據(jù)，包括空氣濕度、溫度、氣壓；
步驟四，判斷所述微氣象數(shù)據(jù)是否適合絕緣子表面灰密檢測;若不適合即陰天或雨雪天氣光線不足時(shí)，則直接退出標(biāo)定;若適合即為晴天光線充足時(shí)，則進(jìn)行步驟五；
步驟五，讀取無污玻璃的初始光通量XO ；
步驟六，打開激光并延時(shí)3S，讀取積污玻璃的光通量Xl ；
步驟七，將激光光通量減去初始光通量，得Y=Xl-XO;
步驟八，根據(jù)所測得的光透射率值對相應(yīng)的灰密值進(jìn)行擬合，得出光透射率與灰密值關(guān)系曲線，建立數(shù)學(xué)模型，并嵌入到測量裝置的數(shù)據(jù)處理單元中，存儲并結(jié)束對輸電線路絕緣子表面灰密的標(biāo)定。
[0009]一種輸電線路絕緣子表面灰密標(biāo)定裝置，其特征在于:包括單片機(jī)系統(tǒng)、嵌有光強(qiáng)傳感器的積污玻璃、嵌有光強(qiáng)傳感器的無污玻璃、溫濕度傳感器、氣壓傳感器、激光發(fā)射端；所述的光強(qiáng)傳感器通過光強(qiáng)采集電路與單片機(jī)系統(tǒng)相連;所述的溫濕度傳感器通過AD轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)系統(tǒng)相連;所述的氣壓傳感器通過AD轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)系統(tǒng)相連;所述的激光發(fā)射端通過發(fā)射驅(qū)動電路與單片機(jī)系統(tǒng)相連；
所述單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)嵌發(fā)射驅(qū)動電路、光強(qiáng)采樣電路、AD轉(zhuǎn)換電路、RS23通訊接口，并受單片機(jī)系統(tǒng)控制；
所述的激光發(fā)射端采用的是波長650nm，功率為20mW的激光模組；
所述的光強(qiáng)計(jì)選用的是BH1750FVI光強(qiáng)傳感器。
[0010]本發(fā)明具有有益效果。本發(fā)明中，當(dāng)采樣玻璃片逐漸被污染，透射過它們的激光束的光強(qiáng)度由于散射而減弱，光強(qiáng)傳感器輸出的光強(qiáng)信號也會變小。將光強(qiáng)度信號與預(yù)先在實(shí)驗(yàn)室中通過試驗(yàn)標(biāo)定好的光透射率與灰密值關(guān)系曲線進(jìn)行對比，可得被測絕緣子外絕緣表面的灰密值，從而大大提高檢測的精度，避免對該型號絕緣子進(jìn)行重復(fù)積污試驗(yàn)，節(jié)省企業(yè)的人力、財(cái)力和物力。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明輸電線路絕緣子灰密標(biāo)定裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的流程示意圖；
圖3為本發(fā)明灰密標(biāo)定結(jié)果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0013]本發(fā)明輸電線路絕緣子灰密標(biāo)定裝置，結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括單片機(jī)系統(tǒng)4、嵌有光強(qiáng)計(jì)的積污玻璃2、嵌有光強(qiáng)計(jì)的無污玻璃10、溫濕度傳感器5、氣壓傳感器6、第一激光發(fā)射端1、第二激光發(fā)射端11。
[0014]所述的單片機(jī)系統(tǒng)4，內(nèi)嵌發(fā)射驅(qū)動電路3、光強(qiáng)采樣電路9、AD轉(zhuǎn)換電路7、RS232通訊接口8;
所述的激光發(fā)射端采用的是波長650nm，功率為20mW的激光模組；
所述的光強(qiáng)計(jì)選用的是BH1750FVI光強(qiáng)傳感器； 本發(fā)明輸電線路絕緣子表面灰密標(biāo)定方法，如圖2所示具體按照以下步驟實(shí)施: 步驟一、獲取檢測點(diǎn)的微氣象數(shù)據(jù)(包括:測量空氣濕度、溫度、氣壓等)。
[0015]步驟二、判斷是否適合絕緣子表面灰密檢測。不適合，則直接退出標(biāo)定；否則進(jìn)行下一步。
[0016]步驟三、讀取無污玻璃10的初始光通量X0;
步驟四、打開激光并延時(shí)3s;
步驟五、讀取積污玻璃2的光通量Xl ；
步驟六、將激光光通量減去初始光通量，得Y=X 1-XO;
步驟七、擬合光透射率與灰密值的關(guān)系曲線步驟八、存儲并結(jié)束。
[0017]本實(shí)施例使用本發(fā)明的標(biāo)定結(jié)果如第3圖所示。激光的透射率與灰密數(shù)據(jù)存在近似的自然對數(shù)函數(shù)關(guān)系，光透射率隨試驗(yàn)樣品灰密的增大而降低，確定成自然對數(shù)函數(shù)關(guān)系。其擬合函數(shù)關(guān)系式:y=-0.1421n(x)+l.4966，式中:x為透光率，y為樣品灰密(mg/cm2)。
[0018]以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明之精神與范疇，而對其進(jìn)行等效修改或變更，均應(yīng)包含于后附的申請專利范圍中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輸電線路絕緣子表面灰密標(biāo)定方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一，采用嵌有光強(qiáng)傳感器的積污玻璃、與嵌有光強(qiáng)傳感器的無污玻璃； 步驟二，將積污玻璃置于標(biāo)定現(xiàn)場，與輸電線路絕緣子同地點(diǎn)、同高度、同時(shí)間安裝； 步驟三，獲取檢測點(diǎn)的微氣象數(shù)據(jù)，包括空氣濕度、溫度、氣壓； 步驟四，判斷所述微氣象數(shù)據(jù)是否適合絕緣子表面灰密檢測;若不適合即陰天或雨雪天氣光線不足時(shí)，則直接退出標(biāo)定;若適合即為晴天光線充足時(shí)，則進(jìn)行步驟五； 步驟五，讀取無污玻璃的初始光通量XO ； 步驟六，打開激光并延時(shí)3S，讀取積污玻璃的光通量Xl ； 步驟七，將激光光通量減去初始光通量，得Y=Xl-XO; 步驟八，根據(jù)所測得的光透射率值對相應(yīng)的灰密值進(jìn)行擬合，得出光透射率與灰密值關(guān)系曲線，建立數(shù)學(xué)模型，并嵌入到測量裝置的數(shù)據(jù)處理單元中，存儲并結(jié)束對輸電線路絕緣子表面灰密的標(biāo)定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電線路絕緣子表面灰密標(biāo)定方法的裝置，其特征在于:包括單片機(jī)系統(tǒng)、嵌有光強(qiáng)傳感器的積污玻璃、嵌有光強(qiáng)傳感器的無污玻璃、溫濕度傳感器、氣壓傳感器、激光發(fā)射端;所述的光強(qiáng)傳感器通過光強(qiáng)采集電路與單片機(jī)系統(tǒng)相連;所述的溫濕度傳感器通過AD轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)系統(tǒng)相連;所述的氣壓傳感器通過AD轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)系統(tǒng)相連;所述的激光發(fā)射端通過發(fā)射驅(qū)動電路與單片機(jī)系統(tǒng)相連； 所述單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)嵌發(fā)射驅(qū)動電路、光強(qiáng)采樣電路、AD轉(zhuǎn)換電路、RS23通訊接口，并受單片機(jī)系統(tǒng)控制； 所述的激光發(fā)射端采用的是波長650nm，功率為20mW的激光模組； 所述的光強(qiáng)計(jì)選用的是BH1750FVI光強(qiáng)傳感器。
【文檔編號】G01N21/59GK105842206SQ201610181388
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】陳山, 潘天紅
【申請人】江蘇大學(xué)