福建和盛高科技產(chǎn)業(yè)有限公司 林立鋒

輸電線路絕緣子在線監(jiān)測方案

福建和盛高科技產(chǎn)業(yè)有限公司 林立鋒

近年來,伴隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,加大了對(duì)社會(huì)電力資源的消耗.由于在輸電線路的使用過程中,非常容易出現(xiàn)絕緣子污閃現(xiàn)象,并且對(duì)輸電線路電力的正常傳輸帶來了一定的阻礙.所以,為保證輸電線路的穩(wěn)定性,需要加強(qiáng)絕緣子在線監(jiān)測的力度.本文通過論述絕緣子在線監(jiān)測方案,對(duì)絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)的主要組成部分進(jìn)行了列舉,旨在為廣大電力工程人員的研究提供一定的參考依據(jù).

輸電線路;絕緣子;在線監(jiān)測方案

1 引言

絕緣子在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛,其主要作用是為了幫助輸電線路進(jìn)行機(jī)械固定以及線路外層絕緣.相應(yīng)的,為保證電力系統(tǒng)在運(yùn)行階段的高效性、安全性,需要確保絕緣子運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定性.由于我國的國土,面積較為廣闊,同時(shí)地勢地貌比較復(fù)雜,因此對(duì)于部分建設(shè)在自然環(huán)境中的輸電線路來說,易于受到惡劣環(huán)境的侵蝕.而建設(shè)在工業(yè)區(qū)域的輸電線路,則易于受到工業(yè)污染物的影響.根據(jù)輸電線路相關(guān)研究人員的不斷實(shí)踐以及研究,確定絕緣子積累污垢之后,會(huì)根據(jù)外部環(huán)境的變化產(chǎn)生不同的作用.假設(shè)絕緣子外部環(huán)境干燥,則不會(huì)產(chǎn)生外部的局部電流,能夠保證輸電線路電力正常的輸送.而在天氣較為惡劣的環(huán)境中,絕緣子表面的污垢易于受到雨水的影響變得濕潤.受到輸電線路外部電壓的影響,絕緣子會(huì)出現(xiàn)泄漏電流的問題,嚴(yán)重者則會(huì)出現(xiàn)全面閃絡(luò).

為了改變這一局面,電力企業(yè)可以實(shí)施在線監(jiān)測方案,第一時(shí)間獲取輸電線路等電氣設(shè)備的各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息,確保電氣設(shè)備再投入使用后能夠保證電力資源的正常使用.

2 絕緣子在線監(jiān)測方案概述

通常情況下,電力工作人員在輸電線路維護(hù)階段,判斷絕緣子污穢程度的相關(guān)衡量標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾個(gè)方面,即絕緣子的等值附鹽密度、污穢絕緣子表面的電導(dǎo)率、絕緣子是否泄漏電流以及出現(xiàn)的閃絡(luò)場強(qiáng)等.在以上這些判斷標(biāo)準(zhǔn)中,輸電線路維護(hù)人員需要著重注意泄漏電流.實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),泄漏電流產(chǎn)生的條件是天氣影響、外界污染以及爬電比距等多方面原因共同造成的,因此,需要相關(guān)研究人員在試驗(yàn)階段全面考慮絕緣子的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù).作為監(jiān)測輸電線路絕緣子的常用手段,因?yàn)樾孤╇娏鞯臋z測方式的簡易化,以及監(jiān)測信息收集充分化而得以在電力研究領(lǐng)域備受關(guān)注.

一般來說,絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)可分為系統(tǒng)監(jiān)測終端以及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心.其中系統(tǒng)監(jiān)測終端主要進(jìn)行電氣設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)采集工作以及將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸至數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心,而數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心則是對(duì)接收到的現(xiàn)場電氣設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以及研究.系統(tǒng)監(jiān)測終端是由羅氏線圈傳感器以及GPRS模塊組成,對(duì)于同一座桿塔則需要一套監(jiān)測終端.將羅氏線圈傳感器設(shè)置在絕緣子附近區(qū)域,而后利用GPRS模塊將傳感器收集的數(shù)據(jù)信息傳送至數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心.另外,為了避免傳感器產(chǎn)生的電位差在惡劣天氣中對(duì)處理裝置造成不良影響,需要在傳感器以及處理裝置之間利用同軸電纜的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸.

3 輸電線路絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)主要組成部分

3.1 羅氏線圈電流傳感器

羅氏線圈(磁位計(jì))主要是用來測量強(qiáng)脈沖電流.由于其在測量階段,能夠保證測量的精度,動(dòng)態(tài)范圍比較寬,并且穩(wěn)定性能較強(qiáng),不易受到外界干擾因素的影響,再加上羅氏線圈自身的體積較小,質(zhì)量比較輕,生產(chǎn)成本也比較低,而受到了廣大電力研究人員的喜愛.羅氏線圈的結(jié)構(gòu)是在一個(gè)環(huán)形的無刺骨架上邊均勻的纏繞漆包線,然后將骨架放置在被測電流產(chǎn)生的磁場區(qū)域,利用線圈內(nèi)部產(chǎn)生的干預(yù)電壓實(shí)現(xiàn)電流的測量.通常來說,需要將漆包線從線圈的一端穿入,經(jīng)過線圈內(nèi)部之后從另一端穿出,最大程度的降低兩端引線的分叉,從而降低周邊磁場對(duì)于測量數(shù)據(jù)的影響.

為了更加準(zhǔn)確的測量泄漏電流,需要在羅氏線圈傳感器設(shè)計(jì)階段注意以下幾個(gè)方面.首先,為了保證羅氏線圈的靈敏度,需要選擇線圈半徑時(shí),確保線圈的平均半徑大于其截面半徑.其次,為了能夠?qū)⒘_氏線圈傳輸?shù)男盘?hào)信息視為電流的均勻傳輸,需要將線圈的匝數(shù)以及密度設(shè)置為常數(shù).再者,可選擇無感電阻作為傳感器的信號(hào)電阻,最大程度的降低線圈自感應(yīng),提高了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性.最后,可將線圈裝置在屏蔽盒當(dāng)中,降低外部電磁的干擾.

3.2 GPRS傳輸設(shè)備

一般來說,GPRS傳輸模塊具有非常穩(wěn)定的性能,并且通信方式能夠包含較多的信息,同時(shí)也能夠根據(jù)業(yè)務(wù)的不同選擇合適的傳輸方式,從而盡最大程度的滿足客戶的需求.GPRS傳輸模塊能夠支持TCP/IP協(xié)議,建立網(wǎng)絡(luò)連接,是監(jiān)測絕緣子數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)氖走x通信方式.GPRS屬于一次性建設(shè),所以投資成本相對(duì)較低.能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域內(nèi)GPRS模塊之間的分組交換,并且能夠?qū)崟r(shí)的傳遞信息,覆蓋的區(qū)域面積較為廣闊.與其他信息傳輸方式相比較,例如手機(jī)短信等,GPRS模塊能夠利用更小的通信成本完成相同的傳輸任務(wù),降低了電力系統(tǒng)日常運(yùn)作的成本.

3.3 系統(tǒng)電源供電

對(duì)于監(jiān)測系統(tǒng)的電源供電方式,主要是利用安裝的太陽能與蓄電池一體化的結(jié)構(gòu),通過太陽能向鋰電池內(nèi)部充電,以支持系統(tǒng)的正常運(yùn)行.由于絕緣子在線監(jiān)測信息采樣以及數(shù)據(jù)的傳遞需要消耗的單元功率較少,但是需要長時(shí)間的執(zhí)行數(shù)據(jù)的采集以及傳輸操作,因此需要保證電源能夠提供足夠的能源.通常來說,影響太陽能發(fā)電板產(chǎn)生電量多少的相關(guān)因素有以下幾個(gè)方面,日照強(qiáng)度、光譜以及溫度等.

系統(tǒng)電源設(shè)備安裝階段,工作人員應(yīng)根據(jù)設(shè)備需要安裝的環(huán)境以及天氣情況確定太陽能發(fā)電板能夠提供的發(fā)電量,最大程度的延長太陽能發(fā)電板接受日照的時(shí)間,進(jìn)而能夠長時(shí)間的為監(jiān)測系統(tǒng)提供電力資源.

對(duì)于設(shè)置在惡劣環(huán)境中的輸電線路桿塔,因其易于受到惡劣環(huán)境的影響,需要蓄電池頻繁的進(jìn)行充電以及放電操作,因此,在設(shè)備最初安裝階段,需要選擇性能良好的蓄電池,延長電源供電裝置的使用周期.一般來說,蓄電池能夠存儲(chǔ)電量的多少是由電負(fù)載以及光照時(shí)間長度決定.當(dāng)出現(xiàn)惡劣天氣時(shí),系統(tǒng)的供電是由蓄電池獨(dú)自提供.所以,在設(shè)計(jì)階段,應(yīng)根據(jù)設(shè)備的安裝地點(diǎn),結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境計(jì)算好蓄電池的容量,從而保證供電設(shè)備能夠在陰天或者雨天進(jìn)行長時(shí)間供電.

3.4 遠(yuǎn)程監(jiān)控中心

為了確保遠(yuǎn)程監(jiān)控中心能夠接收到絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)通過GPRS傳輸模塊傳遞的數(shù)據(jù)信號(hào),需要在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心安裝GPRS終端,將監(jiān)測數(shù)據(jù)信息進(jìn)行接受并且轉(zhuǎn)發(fā)到主控計(jì)算機(jī)當(dāng)中.主控計(jì)算機(jī)利用圖形的記錄方式將輸電線路絕緣子的泄漏電流相關(guān)信息直觀的表達(dá)出來,例如泄漏電流出現(xiàn)的時(shí)間、出現(xiàn)的線路區(qū)域以及電流產(chǎn)生的大小等.而后將主控計(jì)算機(jī)收集到的泄漏電流的數(shù)值與預(yù)先準(zhǔn)備的閥值進(jìn)行比較.如果泄漏電流的數(shù)值小于閥值,則將此次比較的泄漏電流的數(shù)值進(jìn)行存儲(chǔ).而如果傳遞的泄漏電流的數(shù)值大于閥值,則主控計(jì)算機(jī)應(yīng)當(dāng)在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)出預(yù)警,同時(shí)保存相關(guān)數(shù)據(jù)信息,以便在后續(xù)的問題處理階段提供相應(yīng)的處理依據(jù).

4 結(jié)束語

綜上所述,輸電線路絕緣子的在線監(jiān)測方案的實(shí)施與管理,對(duì)于保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有重要意義.能夠促使工作人員能夠在第一時(shí)間掌握絕緣子的運(yùn)行狀態(tài),并且根據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)傳回的現(xiàn)場數(shù)據(jù),對(duì)絕緣子的污閃問題及時(shí)的分析以及處理,根據(jù)對(duì)絕緣子問題產(chǎn)生的規(guī)律,定期調(diào)整輸電線路絕緣維護(hù)規(guī)劃內(nèi)容,進(jìn)而降低日常電力系統(tǒng)維護(hù)階段人力的工作強(qiáng)度,提高電力工作人員對(duì)電力系統(tǒng)輸電線路的維護(hù)效率.

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