绝缘子污秽度在线监测系统

1.1 概述

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污秽情况和监测点微气象状况进行实时监测。系统将数据信息通过 GSM/SMS 或GPRS 方式对数据传输到分析处理中心，通过专家分析系统综合各种参数，根据泄漏电流值、放电脉冲数及气象参数等得出等值附盐密度和污秽发展趋势，并及时了解运行绝缘子的安全、可靠状况。对超标绝缘子及时进行多种方式预警、报警，指导检修和清扫。

系统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，提供某段时间内的线路、塔杆、绝缘子等泄漏电流值查询，同时统计出最大泄漏电流、平均泄漏电流及各相的最大泄漏电流、平均泄漏电流；最大盐密值、平均盐密值及各相的最大盐密值、平均盐密值。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。

1.2 意义

由于我国煤炭、水力资源分布的极其不平衡，决定了能源主要靠电网传输，作为电网的重要组成部分的输电线路，其运行安全性和可靠性越来越受到电力系统运行和管理人员的重视。提高输电线路运行和维护管理的自动化和信息化水平具有非常重要的社会意义和经济效益。

2.1 监测方式：通过在绝缘子串上安装绝缘子污秽监测仪，实现对绝缘子污秽情况的实时在线监测、预警与分析决策。

2.2 监测内容：绝缘子泄漏电流（使用绝缘子污秽监测仪）。

2.3 通信方式：绝缘子污秽监测仪采用 GSM/SMS/4G/CDMA 通信方式传输数据。

2.4 供电方式：绝缘子污秽监测仪采用太阳能方式供电，电源部分包括太阳能电池组件、蓄电池和充放电控制器。蓄电池无阳光使用的供电时间在 30 天以上，蓄电池使用寿命为 5 年以上。

2.5 运行方式：系统可采用自动采集方式或者受控采集方式。

2.6 监测装置安装原则：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，装置的安装应整齐、牢固，原则上电缆至少每间隔 0.5 米要有一个固定点。

2.7 安装位置：只需将开口式的引流装置卡在绝缘子表面既可。

3.1 系统结构：整个系统由绝缘子污秽监测仪和后台综合分析软件系统组成，系统结构框图见下图：

绝缘子污秽度在线监测系统

绝缘子污秽监测仪

绝缘子污秽监测仪安装在绝缘子上，监测仪具有远距离无线通信接口，用来与综合分析软件系统进行数据通信。监测仪能自检、采集、测量，并将测量结果传输到综合分析软件系统。

后台分析软件系统

综合分析软件系统由数据通信模块，数据处理服务器，客户端，不间断电源，以及综合分析软件组成。

综合分析软件可以统一接收来自绝缘子污秽监测仪的数据，统一显示、统一分析和管理，可以查询、统计历史数据，生成报表，作出决策辅助分析。

系统能与其它 MIS 系统进行接口，共享数据。

3.2 监测系统组成及运行环境

监测装置硬件配置

(1) 泄露电流采集传感器：叁套；

(2) 数据转换模块：叁套；

(3) 电源系统：太阳能板、充电控制器、锂电池；

(4) 子站通信系统：4G 无线数据传输模块和物联网卡；

(5) 304 不锈钢主机箱；

(6)前端设备数据通讯连接电缆、接头及屏蔽

(7) 前端设备配套安装固定夹具；

运行环境

环境温度：-25℃ ~ +45℃；

工作温度：-40℃ ~ +85℃；

相对湿度：5%RH ~ 100%RH；

大气压力：550hPa ~ 1060hPa；

3.3 系统软件

硬件配置：服务器（主机能存储 10 年以上监测数据），数据通信模块，客户机，不间断电源；

软件配置：服务器操作系统 Windows Server 2008；数据库管理系统 SQL Server 2008；客户端操作系统 Windows XP / Windows2008 等，IE 浏览器；综合分析软件；

3.4 后台数据中心

后台系统由服务器和系统诊断软件组成，服务器可根据客户要求搭建在我公司或客户电缆运检管理中心。系统接收前端监测终端采集到的故障信号，通过污秽度软件分析，得到污秽度的诊断结果。通过登录发布的 WEB 地址，即可实现本地和远程访问。系统诊断完毕后，会给预设的运维人员手机发送故障报警信息，从而实现实时故障在线监测定位的功能。

3.5 用户访问

用户访问界面采用 B/S 结构设计。通过后台系统分配的权限账号、密码即可远程登录访问系统。可查看绝缘子污秽泄露电流，监测设备实时工况信息。查询实时和历史故障信息，做到随时随地访问系统。

4. 主要技术参数

◆适用范围：66KV～500KV 输电线路中运行的瓷质、玻璃质及合成绝缘子在线状态监测。

◆66KV～500KV 变电站中运行的瓷质、玻璃质及合成绝缘子的在线状态监测。

◆盐密度测量范围：0mg/cm2～1.0 mg/cm2

◆灰密度测量范围：0mg/cm2～2.0 mg/cm2

◆温度测量范围：－40℃～＋120℃，测量精度：0.5℃；

◆湿度测量范围：0～100%RH，测量精度：2%RH；

◆风速测量范围：0～75m/s,准确度：±(0.5+0.03 V)m/s；

◆风向测量范围：0～360°，准确度：±5°；

◆监测单元运行环境温度：-40℃～+85℃；

◆监测单元运行环境湿度：不大于 98％RH；

◆低功耗：整机功耗 3mA；

◆通讯方式：GSM/GPRS/CDMA 无线通信；；

◆监测主机电源：太阳能+蓄电池；

◆监测主机无阳光情况下可连续运行时间：>30 天；

◆防护等级：IP65；

◆蓄电池使用寿命：5 年以上；

◆太阳能电池板使用寿命：10 年以上；

◆软件系统：免费升级；

5.1监测装置特点

(1) 该装置从绝缘子表面直接引流，信号经屏蔽线引入提高了系统的抗干扰能力，防电磁、防水、防雷击，确保保证信号传送、系统运行稳定可靠；

(2) 测量精度高。本系统装置可以采集超低弱信号，测量精度达 0.01 毫安，可采集 50~20000Hz 之间的弱电流信号，成功地解决了强电场环境下超弱信号采集难题。

(3) 具有数据采集、测量和通信功能，通过通信网络将测量结果传输到后端综合分析软件系统；

(4) 加电自启动功能；

(5) 具有在线自诊断功能；

(6) 时间同步功能，能接收综合分析软件系统的对时命令，每天对时一次，误差不大于 5s；

(7) 安装十分方便，只需将开口式的引流装置卡在绝缘子表面既可。无须停电即可安装，不影响线路正常运行。

(8) 具有适当的接口，供本地调试；

(9) 数据暂存功能，可以在通讯异常时能存储 3 天以上的数据；

(10) 装置主机采用太阳能＋蓄电池供电模式，杆塔倾斜角度采集单元采用太阳能+锂电池供电模式，在持续阴雨条件下，装置主机能够正常工作至少 30天，杆塔倾斜角度采集单元能够正常工作至少 1 年以上；

5.2 综合分析软件系统特点

(1) 能定时自动接收数据采集单元的数据；

(2) 具有远程设置采集方式(自控方式或受控方式)、自动采集时间的功能；

(3) 后台软件根据用户需求，数据采集密度可设置；

(4) 能向数据采集单元发送对时命令；

(5) 能远程修改数据采集单元的 IP 地址和端口号；

(6) 能对历史数据进行查询、分析，自动生成报表；

(7) 具备报警提示功能；

(8) 可以从其它 MIS 系统进行接口；

(9) 可免费升级；

(10)可根据其历史数据和当前数据进行趋势分析，作出趋势图，来推断污秽积沉发展速度与趋势，并确定沿污秽绝缘表面交流电弧周期变化的规律，为早期预测闪络的发生提供一个有效的手段；

(11)在趋势图上最多可以同时显示 6 个通道的参数，即可同时显示一个杆塔上的六路绝缘子串的参数，分别以不同的颜色给出。