絕緣子污穢度在線監(jiān)測系統(tǒng)
1.1 概述
輸電線路絕緣子污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)Ω邏哼\(yùn)行環(huán)境中絕緣子污穢情況和監(jiān)測點(diǎn)微氣象狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。系統(tǒng)將數(shù)據(jù)信息通過 GSM/SMS 或GPRS 方式對數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒治鎏幚碇行?，通過專家分析系統(tǒng)綜合各種參數(shù)，根據(jù)泄漏電流值、放電脈沖數(shù)及氣象參數(shù)等得出等值附鹽密度和污穢發(fā)展趨勢，并及時(shí)了解運(yùn)行絕緣子的安全、可靠狀況。對超標(biāo)絕緣子及時(shí)進(jìn)行多種方式預(yù)警、報(bào)警，指導(dǎo)檢修和清掃。
系統(tǒng)不僅能夠在一定程度上降低絕緣子閃絡(luò)、跳閘等事故發(fā)生的概率，提供某段時(shí)間內(nèi)的線路、塔桿、絕緣子等泄漏電流值查詢，同時(shí)統(tǒng)計(jì)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?yàn)榭偨Y(jié)絕緣子電氣性能下降規(guī)律、絕緣子閃絡(luò)與其微氣象、微環(huán)境變化之間的關(guān)系提供理論依據(jù)，為線路運(yùn)行維護(hù)部門逐步實(shí)現(xiàn)從“定期檢修”到“狀態(tài)檢修”的轉(zhuǎn)變提供寶貴的現(xiàn)場運(yùn)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(wǎng)傳輸，作為電網(wǎng)的重要組成部分的輸電線路，其運(yùn)行安全性和可靠性越來越受到電力系統(tǒng)運(yùn)行和管理人員的重視。提高輸電線路運(yùn)行和維護(hù)管理的自動(dòng)化和信息化水平具有非常重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)效益。
2.1 監(jiān)測方式：通過在絕緣子串上安裝絕緣子污穢監(jiān)測儀，實(shí)現(xiàn)對絕緣子污穢情況的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、預(yù)警與分析決策。
2.2 監(jiān)測內(nèi)容：絕緣子泄漏電流（使用絕緣子污穢監(jiān)測儀）。
2.3 通信方式：絕緣子污穢監(jiān)測儀采用 GSM/SMS/4G/CDMA 通信方式傳輸數(shù)據(jù)。
2.4 供電方式：絕緣子污穢監(jiān)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?zé)o陽光使用的供電時(shí)間在 30 天以上，蓄電池使用壽命為 5 年以上。
2.5 運(yùn)行方式：系統(tǒng)可采用自動(dòng)采集方式或者受控采集方式。
2.6 監(jiān)測裝置安裝原則：選擇的安裝位置及裝置的外觀結(jié)構(gòu)應(yīng)不影響正常的輸電線路檢修維護(hù)工作，裝置的安裝應(yīng)整齊、牢固，原則上電纜至少每間隔 0.5 米要有一個(gè)固定點(diǎn)。
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(tǒng)結(jié)構(gòu)：整個(gè)系統(tǒng)由絕緣子污穢監(jiān)測儀和后臺(tái)綜合分析軟件系統(tǒng)組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖見下圖：
絕緣子污穢度在線監(jiān)測系統(tǒng)
絕緣子污穢監(jiān)測儀
絕緣子污穢監(jiān)測儀安裝在絕緣子上，監(jiān)測儀具有遠(yuǎn)距離無線通信接口，用來與綜合分析軟件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。監(jiān)測儀能自檢、采集、測量，并將測量結(jié)果傳輸?shù)骄C合分析軟件系統(tǒng)。
后臺(tái)分析軟件系統(tǒng)
綜合分析軟件系統(tǒng)由數(shù)據(jù)通信模塊，數(shù)據(jù)處理服務(wù)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(tǒng)一接收來自絕緣子污穢監(jiān)測儀的數(shù)據(jù)，統(tǒng)一顯示、統(tǒng)一分析和管理，可以查詢、統(tǒng)計(jì)歷史數(shù)據(jù)，生成報(bào)表，作出決策輔助分析。
系統(tǒng)能與其它 MIS 系統(tǒng)進(jìn)行接口，共享數(shù)據(jù)。
3.2 監(jiān)測系統(tǒng)組成及運(yùn)行環(huán)境
監(jiān)測裝置硬件配置
(1) 泄露電流采集傳感器：叁套；
(2) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊：叁套；
(3) 電源系統(tǒng)：太陽能板、充電控制器、鋰電池；
(4) 子站通信系統(tǒng)：4G 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和物聯(lián)網(wǎng)卡；
(5) 304 不銹鋼主機(jī)箱；
(6)前端設(shè)備數(shù)據(jù)通訊連接電纜、接頭及屏蔽
(7) 前端設(shè)備配套安裝固定夾具；
運(yùn)行環(huán)境
環(huán)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(tǒng)軟件
硬件配置：服務(wù)器（主機(jī)能存儲(chǔ) 10 年以上監(jiān)測數(shù)據(jù)），數(shù)據(jù)通信模塊，客戶機(jī)，不間斷電源；
軟件配置：服務(wù)器操作系統(tǒng) Windows Server 2008；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) SQL Server 2008；客戶端操作系統(tǒng) Windows XP / Windows2008 等，IE 瀏覽器；綜合分析軟件；
3.4 后臺(tái)數(shù)據(jù)中心
后臺(tái)系統(tǒng)由服務(wù)器和系統(tǒng)診斷軟件組成，服務(wù)器可根據(jù)客戶要求搭建在我公司或客戶電纜運(yùn)檢管理中心。系統(tǒng)接收前端監(jiān)測終端采集到的故障信號(hào)，通過污穢度軟件分析，得到污穢度的診斷結(jié)果。通過登錄發(fā)布的 WEB 地址，即可實(shí)現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程訪問。系統(tǒng)診斷完畢后，會(huì)給預(yù)設(shè)的運(yùn)維人員手機(jī)發(fā)送故障報(bào)警信息，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)故障在線監(jiān)測定位的功能。
3.5 用戶訪問
用戶訪問界面采用 B/S 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過后臺(tái)系統(tǒng)分配的權(quán)限賬號(hào)、密碼即可遠(yuǎn)程登錄訪問系統(tǒng)。可查看絕緣子污穢泄露電流，監(jiān)測設(shè)備實(shí)時(shí)工況信息。查詢實(shí)時(shí)和歷史故障信息，做到隨時(shí)隨地訪問系統(tǒng)。
4. 主要技術(shù)參數(shù)
◆適用范圍：66KV～500KV 輸電線路中運(yùn)行的瓷質(zhì)、玻璃質(zhì)及合成絕緣子在線狀態(tài)監(jiān)測。
◆66KV～500KV 變電站中運(yùn)行的瓷質(zhì)、玻璃質(zhì)及合成絕緣子的在線狀態(tài)監(jiān)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(fēng)速測量范圍：0～75m/s,準(zhǔn)確度：±(0.5+0.03 V)m/s；
◆風(fēng)向測量范圍：0～360°，準(zhǔn)確度：±5°；
◆監(jiān)測單元運(yùn)行環(huán)境溫度：-40℃～+85℃；
◆監(jiān)測單元運(yùn)行環(huán)境濕度：不大于 98％RH；
◆低功耗：整機(jī)功耗 3mA；
◆通訊方式：GSM/GPRS/CDMA 無線通信；；
◆監(jiān)測主機(jī)電源：太陽能+蓄電池；
◆監(jiān)測主機(jī)無陽光情況下可連續(xù)運(yùn)行時(shí)間：>30 天；
◆防護(hù)等級(jí)：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(tǒng)：免費(fèi)升級(jí)；
5.1監(jiān)測裝置特點(diǎn)
(1) 該裝置從絕緣子表面直接引流，信號(hào)經(jīng)屏蔽線引入提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，防電磁、防水、防雷擊，確保保證信號(hào)傳送、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠；
(2) 測量精度高。本系統(tǒng)裝置可以采集超低弱信號(hào)，測量精度達(dá) 0.01 毫安，可采集 50~20000Hz 之間的弱電流信號(hào)，成功地解決了強(qiáng)電場環(huán)境下超弱信號(hào)采集難題。
(3) 具有數(shù)據(jù)采集、測量和通信功能，通過通信網(wǎng)絡(luò)將測量結(jié)果傳輸?shù)胶蠖司C合分析軟件系統(tǒng)；
(4) 加電自啟動(dòng)功能；
(5) 具有在線自診斷功能；
(6) 時(shí)間同步功能，能接收綜合分析軟件系統(tǒng)的對時(shí)命令，每天對時(shí)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(yùn)行。
(8) 具有適當(dāng)?shù)慕涌?，供本地調(diào)試；
(9) 數(shù)據(jù)暫存功能，可以在通訊異常時(shí)能存儲(chǔ) 3 天以上的數(shù)據(jù)；
(10) 裝置主機(jī)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(xù)陰雨條件下，裝置主機(jī)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(tǒng)特點(diǎn)
(1) 能定時(shí)自動(dòng)接收數(shù)據(jù)采集單元的數(shù)據(jù)；
(2) 具有遠(yuǎn)程設(shè)置采集方式(自控方式或受控方式)、自動(dòng)采集時(shí)間的功能；
(3) 后臺(tái)軟件根據(jù)用戶需求，數(shù)據(jù)采集密度可設(shè)置；
(4) 能向數(shù)據(jù)采集單元發(fā)送對時(shí)命令；
(5) 能遠(yuǎn)程修改數(shù)據(jù)采集單元的 IP 地址和端口號(hào)；
(6) 能對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、分析，自動(dòng)生成報(bào)表；
(7) 具備報(bào)警提示功能；
(8) 可以從其它 MIS 系統(tǒng)進(jìn)行接口；
(9) 可免費(fèi)升級(jí)；
(10)可根據(jù)其歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢分析，作出趨勢圖，來推斷污穢積沉發(fā)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(guī)律，為早期預(yù)測閃絡(luò)的發(fā)生提供一個(gè)有效的手段；
(11)在趨勢圖上最多可以同時(shí)顯示 6 個(gè)通道的參數(shù)，即可同時(shí)顯示一個(gè)桿塔上的六路絕緣子串的參數(shù)，分別以不同的顏色給出。
