利用相角差测量绝缘子表面污秽受潮程度的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种利用相角差测量绝缘子表面污秽受潮程度的方法及装置，涉及输电线路绝缘子在线监测领域，可以定量判断绝缘子表面污秽层的受潮程度，并且测量过程简单，结果准确可靠。本发明专利技术的方法将绝缘子清洗干净，晾干备用；在绝缘子表面布置测量电极；在所述绝缘子的表面均匀涂覆给定盐灰密度的污秽层，并阴干；对涂覆有污秽层并干燥后的绝缘子进行受潮试验，试验电路包括：所述绝缘子、电容、采样电阻和电源，通过测量电极绝缘子与电容形成并联结构，并联结构再与采样电阻、电源相互串接，试验时测量电源电压与采样电阻对应电压之间的初始相角之差，即得到电源电压与采样电阻对应电压之间的相角差，通过相角差表征绝缘子污秽层的受潮状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输电线路绝缘子在线监测领域，尤其涉及一种利用相角差测量绝缘子表面污秽受潮程度的方法及装置。
技术介绍
运行于输电线路或者变电站中的绝缘子长时间处于复杂的大气环境条件下，受到空气中尘埃颗粒、雨、雾、露、融冰、融雪、风等气候的影响，绝缘子表面绝缘性能下降，从来带来污闪事故。由污闪事故导致的经济损失巨大，给人民日常生活造成了严重影响，因此需要采取有效手段检测绝缘子表面污秽状态。通过检测绝缘子表面污秽状态，不仅可以有效减少输电线路绝缘子污秽清扫的盲目性，又能够降低污闪事故的发生概率。绝缘子外绝缘表面的污秽度和受潮程度与污闪事故的发生息息相关，目前已有的关于污秽绝缘子受潮研究常用的是泄漏电流法，对整串绝缘子施加1kV以上的高电压，通过测量金具两端的泄漏电流来表征受潮程度。实际运用中由于电流热效应烘干污秽层和局部受潮不均匀的影响，导致这种测量手段的测量精度、稳定性和准确性都不够高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用相角差测量绝缘子表面污秽受潮程度的方法及装置，可以定量判断污秽层的受潮程度，并且测量过程简单，结果准确可靠。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种利用相角差测量绝缘子表面污秽受潮程度的方法，包括：将待测量绝缘子清洗干净，晾干备用；在所述绝缘子表面布置测量电极；在布置有测量电极的所述绝缘子的表面均匀涂覆给定盐灰密度的污秽层，并阴干；对涂覆有污秽层并干燥后的绝缘子进行受潮试验，试验电路包括：所述绝缘子、电容、采样电阻和电源，通过测量电极所述绝缘子与所述电容形成并联结构， 所述并联结构与所述采样电阻、所述电源相互串接，试验时测量电源电压与采样电阻对应电压之间的初始相角之差，即得到所述电源电压与所述采样电阻对应电压之间的相角差，所述相角差表征了所述绝缘子污秽层的受潮状态。所述试验时测量电源电压与采样电阻对应电压之间的初始相角之差，包括：将所述电源电压与所述采样电阻对应电压之间的初始相角之差转换为矩形脉冲信号；通过示波器读取所述矩形脉冲信号的负脉冲宽度，并通过下式计算出所述初始相角之差：其中，Δt为所述示波器读取的矩形脉冲信号的负脉冲宽度，θ为所述初始相角之差，T0为所述矩形脉冲信号的周期。优选地，所述电源是正弦波电源，频率为400Hz。可选地，所述绝缘子置于人工气候箱内进行受潮试验。一种利用相角差测量绝缘子表面污秽受潮程度的装置，包括：人工气候箱，内设绝缘子；所述绝缘子表面布置由测量电极，且所述绝缘子的表面均匀涂覆给定盐灰密度并经过阴干的污秽层；所述绝缘子通过测量电极与所述电容形成并联结构，所述并联结构与采样电阻、电源相互串接；相角差测量装置，用于在所述人工气候箱的给定湿度下，测量电源电压与采样电阻对应电压之间的初始相角之差，即所述电源电压与所述采样电阻对应电压之间的相角差，所述相角差表征了所述绝缘子污秽层的受潮状态。所述相角差测量装置，包括：转换装置，用于将所述电源电压与所述采样电阻对应电压之间的初始相角之差转换为矩形脉冲信号；示波器，用于读取所述矩形脉冲信号的负脉冲宽度；计算单元，用于通过下式计算出所述初始相角之差：其中，Δt为所述示波器读取的矩形脉冲信号的负脉冲宽度，θ为所述初始相角之差，T0为所述矩形脉冲信号的周期。所述测量电极包括两个间隔设置的矩形电极。所述测量电极采用铜导电胶形成。在所述测量电极的长度方向上间隔布置多个铜丝，每根铜丝与所述测量 电极充分接触，所述多个铜丝汇集形成所述测量电极的引出导线。所述矩形电极距所述绝缘子的轴心2～8cm。本专利技术提供的提供一种利用相角差测量绝缘子表面污秽受潮程度的方法及装置，通过测量试验电路的电源电压与采样电阻对应电压之间的初始相角之差(简称相角差)，并通过该相角差表征所述绝缘子污秽层的受潮状态，测量过程简单，结果准确可靠。根据污秽受潮程度的不同，绝缘子表面污秽其等效电阻也跟随不断变化，导电能力随着受潮程度的加深不断增强，而污秽表面导电能力与上述相角差存在关系，因此可以通过设置测量电极，将绝缘子表面污秽层接入测试电路，将相角差作为一个检测参量，从而通过相角差的变化，判断污秽的受潮程度。而且，相角差相对污秽层受潮程度敏感，因而容易测量，结果准确可靠。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为为本专利技术实施例提供的用相角差测量绝缘子表面污秽受潮程度的方法流程图；图2为本专利技术实施例中绝缘子上布置测量电极的示意图；图3为本专利技术实施例提供的利用相角差测量人工污秽试验中绝缘子污秽层受潮程度的测量回路示意图；图4为本专利技术实施例提供的利用相角差测量绝缘子污秽层受潮程度的原理示意图。附图标记： 10-绝缘子，11-测量电极，20-相角差测量装置，30-人工气候箱。 具体实施方式为了进一步说明本专利技术实施例提供的利用相角差测量绝缘子表面污秽受潮程度的方法及装置，下面结合说明书附图进行详细描述。本专利技术实施例提供一种利用相角差测量绝缘子表面污秽受潮程度的方法，如图1所示，该方法包括：S101、将待测量绝缘子清洗干净，晾干备用；为保证测精度，本步骤在测量前预先将每片待测量的绝缘子试品用清洗液清洗干净，晾干备用，清洗液不做限定，例如可以是自来水。S102、在绝缘子表面布置测量电极；本步骤在经过晾干的干燥绝缘子表面布置两个测量电极，测量电极的形状不做限定。具体实施时可参照测量绝缘子的表面污秽层电导率实验中的方式布置测量电极。一种可选地布置方式参照图2所示：取干燥后的绝缘子11，在绝缘子11表面中部距轴心5cm处布置两个铜导电胶测量电极11；所述测量电极长度L为10mm，宽度d为2mm。并在每个测量电极的长度方向上每隔2mm并排布置一根细铜丝，每根铜丝与铜导电胶测量电极充分接触，然后将每个电极上的铜丝汇集成导线，作为测量电极的引线。S103、在布置有测量电极的绝缘子的表面均匀涂覆给定盐灰密度的污秽层，并阴干；本步骤在布置有测量电极的绝缘子上下表面均匀涂覆给定盐灰密度的污秽层，并阴干24h。给定盐灰密度即污秽层的盐灰密度为一已知的预设值。S104、对涂覆有污秽层并干燥后的绝缘子进行受潮试验，试验电路包括：所述绝缘子、电容、采样电阻和电源，通过测量电极所述绝缘子与所述电容形成并联结构，所述并联结构与所述采样电阻、所述电源相互串接，试验时测量电源电压与采样电阻对应电压之间的初始相角之差，即得到所述电源电压与所述采样电阻对应电压之间的相角差，通过所述相角差表征所述绝缘子污秽层的受潮状态。本步骤对涂覆有污秽层并干燥后的绝缘子进行受潮试验，如图3所示，将两个测量电极的引线L1、L2接至相角差测量装置20，相角差测量装置20通过从测量单元中得到电源电压信号和采样电阻电压信号，将两个信号分别 通过数据处理单元得到两信号的相角差，本申请中直接利用两信号的相角差表征绝缘子污秽层的受潮状态变化。相角差测量装置20采用的具体试验电路如图4所示所示，包括：绝缘子(污秽层等效电阻Rx)、电容Cs、采样电阻Rs和电源，污秽层等效电阻Rx与电容Cs形成并联结构，并联结构与采样电阻Rs、电源相互串接，由电源Us驱动电路。试验时相角差测量装置20测量电源电压与采样电阻对应电压之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用相角差测量绝缘子表面污秽受潮程度的方法，其特征在于，包括：将待测量绝缘子清洗干净，晾干备用；在所述绝缘子表面布置测量电极；在布置有测量电极的所述绝缘子的表面均匀涂覆给定盐灰密度的污秽层，并阴干；对涂覆有污秽层并干燥后的绝缘子进行受潮试验，试验电路包括：所述绝缘子、电容、采样电阻和电源，通过测量电极所述绝缘子与所述电容形成并联结构，所述并联结构与所述采样电阻、所述电源相互串接，试验时测量电源电压与采样电阻对应电压之间的初始相角之差，即得到所述电源电压与所述采样电阻对应电压之间的相角差，所述相角差表征了所述绝缘子污秽层的受潮状态。

【技术特征摘要】
1.一种利用相角差测量绝缘子表面污秽受潮程度的方法，其特征在于，包括：将待测量绝缘子清洗干净，晾干备用；在所述绝缘子表面布置测量电极；在布置有测量电极的所述绝缘子的表面均匀涂覆给定盐灰密度的污秽层，并阴干；对涂覆有污秽层并干燥后的绝缘子进行受潮试验，试验电路包括：所述绝缘子、电容、采样电阻和电源，通过测量电极所述绝缘子与所述电容形成并联结构，所述并联结构与所述采样电阻、所述电源相互串接，试验时测量电源电压与采样电阻对应电压之间的初始相角之差，即得到所述电源电压与所述采样电阻对应电压之间的相角差，所述相角差表征了所述绝缘子污秽层的受潮状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述试验时测量电源电压与采样电阻对应电压之间的初始相角之差，包括：将所述电源电压与所述采样电阻对应电压之间的初始相角之差转换为矩形脉冲信号；通过示波器读取所述矩形脉冲信号的负脉冲宽度，并通过下式计算出所述初始相角之差：其中，Δt为所述示波器读取的矩形脉冲信号的负脉冲宽度，θ为所述初始相角之差，T0为所述矩形脉冲信号的周期。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电源是正弦波电源，频率为400Hz。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绝缘子置于人工气候箱内进行受潮试验。5.一种利用相角差测量绝缘子表面污秽受潮程度的装置，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖一帆，郝艳捧，张福增，阳林，王振华，张飞，曾向君，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44