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絕緣子污穢度在線監測系統

1.1 概述

輸電線路絕緣子污穢在線監測系統，能夠對高壓運行環境中絕緣子污穢情況和監測點微氣象狀況進行實時監測。系統將數據信息通過 GSM/SMS 或GPRS 方式對數據傳輸到分析處理中心，通過專家分析系統綜合各種參數，根據泄漏電流值、放電脈沖數及氣象參數等得出等值附鹽密度和污穢發展趨勢，并及時了解運行絕緣子的安全、可靠狀況。對超標絕緣子及時進行多種方式預警、報警，指導檢修和清掃。

系統不僅能夠在一定程度上降低絕緣子閃絡、跳閘等事故發生的概率，提供某段時間內的線路、塔桿、絕緣子等泄漏電流值查詢，同時統計出最大泄漏電流、平均泄漏電流及各相的最大泄漏電流、平均泄漏電流；最大鹽密值、平均鹽密值及各相的最大鹽密值、平均鹽密值。而且能夠為總結絕緣子電氣性能下降規律、絕緣子閃絡與其微氣象、微環境變化之間的關系提供理論依據，為線路運行維護部門逐步實現從“定期檢修"到“狀態檢修"的轉變提供寶貴的現場運行資料。

1.2 意義

由于我國煤炭、水力資源分布的極其不平衡，決定了能源主要靠電網傳輸，作為電網的重要組成部分的輸電線路，其運行安全性和可靠性越來越受到電力系統運行和管理人員的重視。提高輸電線路運行和維護管理的自動化和信息化水平具有非常重要的社會意義和經濟效益。

2.1 監測方式：通過在絕緣子串上安裝絕緣子污穢監測儀，實現對絕緣子污穢情況的實時在線監測、預警與分析決策。

2.2 監測內容：絕緣子泄漏電流（使用絕緣子污穢監測儀）。

2.3 通信方式：絕緣子污穢監測儀采用 GSM/SMS/4G/CDMA 通信方式傳輸數據。

2.4 供電方式：絕緣子污穢監測儀采用太陽能方式供電，電源部分包括太陽能電池組件、蓄電池和充放電控制器。蓄電池無陽光使用的供電時間在 30 天以上，蓄電池使用壽命為 5 年以上。

2.5 運行方式：系統可采用自動采集方式或者受控采集方式。

2.6 監測裝置安裝原則：選擇的安裝位置及裝置的外觀結構應不影響正常的輸電線路檢修維護工作，裝置的安裝應整齊、牢固，原則上電纜至少每間隔 0.5 米要有一個固定點。

2.7 安裝位置：只需將開口式的引流裝置卡在絕緣子表面既可。

3.1 系統結構：整個系統由絕緣子污穢監測儀和后臺綜合分析軟件系統組成，系統結構框圖見下圖：

絕緣子污穢度在線監測系統

絕緣子污穢監測儀

絕緣子污穢監測儀安裝在絕緣子上，監測儀具有遠距離無線通信接口，用來與綜合分析軟件系統進行數據通信。監測儀能自檢、采集、測量，并將測量結果傳輸到綜合分析軟件系統。

后臺分析軟件系統

綜合分析軟件系統由數據通信模塊，數據處理服務器，客戶端，不間斷電源，以及綜合分析軟件組成。

綜合分析軟件可以統一接收來自絕緣子污穢監測儀的數據，統一顯示、統一分析和管理，可以查詢、統計歷史數據，生成報表，作出決策輔助分析。

系統能與其它 MIS 系統進行接口，共享數據。

3.2 監測系統組成及運行環境

監測裝置硬件配置

(1) 泄露電流采集傳感器：叁套；

(2) 數據轉換模塊：叁套；

(3) 電源系統：太陽能板、充電控制器、鋰電池；

(4) 子站通信系統：4G 無線數據傳輸模塊和物聯網卡；

(5) 304 不銹鋼主機箱；

(6)前端設備數據通訊連接電纜、接頭及屏蔽

(7) 前端設備配套安裝固定夾具；

運行環境

環境溫度：-25℃ ~ +45℃；

工作溫度：-40℃ ~ +85℃；

相對濕度：5%RH ~ 100%RH；

大氣壓力：550hPa ~ 1060hPa；

3.3 系統軟件

硬件配置：服務器（主機能存儲 10 年以上監測數據），數據通信模塊，客戶機，不間斷電源；

軟件配置：服務器操作系統 Windows Server 2008；數據庫管理系統 SQL Server 2008；客戶端操作系統 Windows XP / Windows2008 等，IE 瀏覽器；綜合分析軟件；

3.4 后臺數據中心

后臺系統由服務器和系統診斷軟件組成，服務器可根據客戶要求搭建在我公司或客戶電纜運檢管理中心。系統接收前端監測終端采集到的故障信號，通過污穢度軟件分析，得到污穢度的診斷結果。通過登錄發布的 WEB 地址，即可實現本地和遠程訪問。系統診斷完畢后，會給預設的運維人員手機發送故障報警信息，從而實現實時故障在線監測定位的功能。

3.5 用戶訪問

用戶訪問界面采用 B/S 結構設計。通過后臺系統分配的權限賬號、密碼即可遠程登錄訪問系統。可查看絕緣子污穢泄露電流，監測設備實時工況信息。查詢實時和歷史故障信息，做到隨時隨地訪問系統。

4. 主要技術參數

◆適用范圍：66KV～500KV 輸電線路中運行的瓷質、玻璃質及合成絕緣子在線狀態監測。

◆66KV～500KV 變電站中運行的瓷質、玻璃質及合成絕緣子的在線狀態監測。

◆鹽密度測量范圍：0mg/cm2～1.0 mg/cm2

◆灰密度測量范圍：0mg/cm2～2.0 mg/cm2

◆溫度測量范圍：－40℃～＋120℃，測量精度：0.5℃；

◆濕度測量范圍：0～100%RH，測量精度：2%RH；

◆風速測量范圍：0～75m/s,準確度：±(0.5+0.03 V)m/s；

◆風向測量范圍：0～360°，準確度：±5°；

◆監測單元運行環境溫度：-40℃～+85℃；

◆監測單元運行環境濕度：不大于 98％RH；

◆低功耗：整機功耗 3mA；

◆通訊方式：GSM/GPRS/CDMA 無線通信；；

◆監測主機電源：太陽能+蓄電池；

◆監測主機無陽光情況下可連續運行時間：>30 天；

◆防護等級：IP65；

◆蓄電池使用壽命：5 年以上；

◆太陽能電池板使用壽命：10 年以上；

◆軟件系統：免費升級；

5.1監測裝置特點

(1) 該裝置從絕緣子表面直接引流，信號經屏蔽線引入提高了系統的抗干擾能力，防電磁、防水、防雷擊，確保保證信號傳送、系統運行穩定可靠；

(2) 測量精度高。本系統裝置可以采集超低弱信號，測量精度達 0.01 毫安，可采集 50~20000Hz 之間的弱電流信號，成功地解決了強電場環境下超弱信號采集難題。

(3) 具有數據采集、測量和通信功能，通過通信網絡將測量結果傳輸到后端綜合分析軟件系統；

(4) 加電自啟動功能；

(5) 具有在線自診斷功能；

(6) 時間同步功能，能接收綜合分析軟件系統的對時命令，每天對時一次，誤差不大于 5s；

(7) 安裝十分方便，只需將開口式的引流裝置卡在絕緣子表面既可。無須停電即可安裝，不影響線路正常運行。

(8) 具有適當的接口，供本地調試；

(9) 數據暫存功能，可以在通訊異常時能存儲 3 天以上的數據；

(10) 裝置主機采用太陽能＋蓄電池供電模式，桿塔傾斜角度采集單元采用太陽能+鋰電池供電模式，在持續陰雨條件下，裝置主機能夠正常工作至少 30天，桿塔傾斜角度采集單元能夠正常工作至少 1 年以上；

5.2 綜合分析軟件系統特點

(1) 能定時自動接收數據采集單元的數據；

(2) 具有遠程設置采集方式(自控方式或受控方式)、自動采集時間的功能；

(3) 后臺軟件根據用戶需求，數據采集密度可設置；

(4) 能向數據采集單元發送對時命令；

(5) 能遠程修改數據采集單元的 IP 地址和端口號；

(6) 能對歷史數據進行查詢、分析，自動生成報表；

(7) 具備報警提示功能；

(8) 可以從其它 MIS 系統進行接口；

(9) 可免費升級；

(10)可根據其歷史數據和當前數據進行趨勢分析，作出趨勢圖，來推斷污穢積沉發展速度與趨勢，并確定沿污穢絕緣表面交流電弧周期變化的規律，為早期預測閃絡的發生提供一個有效的手段；

(11)在趨勢圖上最多可以同時顯示 6 個通道的參數，即可同時顯示一個桿塔上的六路絕緣子串的參數，分別以不同的顏色給出。