[发明专利]一种基于电容效应的复合绝缘子覆冰生长监测系统

说明书

本发明公开了一种基于电容效应的复合绝缘子覆冰生长监测系统，包括微处理器，微处理器上分别连接有继电器组、Σ‑Δ电容数字转换器、A/D转换器、光电隔离电路、RS485电路、存储模块、看门狗、通讯模块及电源管理模块，继电器组连接有绝缘子覆冰传感器，A/D转换器连接有拉力传感器，拉力传感器与绝缘子覆冰传感器连接，电源管理模块还与通讯模块连接。本发明的一种基于电容效应的复合绝缘子覆冰生长监测系统，能实现输电线路覆冰积聚等情况在线监测，为输电线路智能化管理提供参考。

技术领域

本发明属于输电线路状态监测与诊断技术领域，具体涉及一种基于电容效应的复合绝缘子覆冰生长监测系统。

背景技术

在电力系统中，输电线路作为电力传输的重要环节，其安全运行是保证电能输送能力的重要因素。近年来随着超高压线路、特高压线路的不断推广，更多的线路需要穿越重覆冰区域。而由覆冰引起的输电线路倒塔、断线、闪络等事故时有发生，也越来越不容忽视。复合绝缘子是指由玻璃纤维环氧树脂引拔棒、硅橡胶伞裙金具等部件组成，具有体积小，重量轻，防震、抗冲击能力强、不需人工清扫，在输电线路中大量被使用。绝缘子覆冰会导致绝缘子的电气性能剧烈下降，使得绝缘子泄漏电流增加，导致绝缘子表面的电位发生变化，进而引发覆冰绝缘子闪络，是覆冰故障的主要因素之一。

覆冰作为一种自然气象现象，严重威胁着覆冰区域内的电力系统安全稳定运行，覆冰生长模型及测试测量方法研究具有重要的理论意义和应用价值。覆冰监测技术作为输电线路自然覆冰测量的有效方法，有助于电力运行部门及时掌握输电线路现场覆冰状况，制定针对性的输电线路防冰、除冰解决方案。随着我国500kV以上超高压输电线路扩展延伸，尤其是2008年南方冰灾之后，输电线路覆冰在线监测技术得到了普遍重视和广泛应用，有效指导了输电线路防冰除冰工作的开展。就覆冰监测技术而言，目前较为成熟的有图像法、称重法等，然而上述方法大都针对导线覆冰生长质量或覆冰厚度进行测量，难以对绝缘子覆冰生长情况进行分析。开展基于电容效应的复合绝缘子覆冰生长监测技术及系统，有助于电力运行部门及时全面掌握输电线路现场覆冰状况，为快速准确的实施除冰工作提供准确的现场信息指导。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于电容效应的复合绝缘子覆冰生长监测系统，实现输电线路覆冰积聚等情况在线监测，为输电线路智能化管理提供参考。

本发明所采用的技术方案是：一种基于电容效应的复合绝缘子覆冰生长监测系统，包括微处理器，微处理器上分别连接有继电器组、Σ-Δ电容数字转换器、A/D转换器、光电隔离电路、RS485电路、存储模块、看门狗、通讯模块及电源管理模块，继电器组连接有绝缘子覆冰传感器，A/D转换器连接有拉力传感器，拉力传感器与绝缘子覆冰传感器连接，电源管理模块还与通讯模块连接。

本发明的特点还在于，

绝缘子覆冰传感器包括有复合绝缘子，复合绝缘子上相邻两个绝缘子伞裙的相对面上均设置有叉指式电容极板，叉指式电容极板接有叉指电容引线a，绝缘子伞裙上接有叉指电容引线b，叉指电容引线a及叉指电容引线b均与继电器组连接。

光电隔离电路连接有雨量传感器。

RS485电路连接分别连接有风速风向传感器及温湿度传感器。

微处理器的型号为STM32F103。

微处理器还连接有LCD。

本发明的有益效果是：

(1)本发明设计的绝缘子覆冰监测装置基于电容效应，其中包含了叉指式平面板电容传感器和平行板式电容传感器两种测量方式，分别可以用于覆冰生长初期的测量和严重覆冰的测量，覆冰监测效果良好；