專利名稱：一種基于異頻信號的絕緣子裂紋檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力行業(yè)中對輸電線路進行故障檢測的技術領域，更具體地說，涉及一種基于異頻信號的線路絕緣子裂紋檢測系統(tǒng)。
背景技術：
高壓輸電線路是整個電力工業(yè)的主動脈，由于輸電線路大多架設在野外，運行環(huán)境惡劣，易受雷電，大風，暴雨等外力的破壞，常常導致電瓷原件發(fā)生污閃，變壓器過電壓，避雷器擊穿，各類附件變形損壞等故障。單相接地故障是供配電系統(tǒng)中最常見的故障，在中性點非接地高壓系統(tǒng)中(35kv及以下)，故障相電壓變?yōu)榱悖枪收舷嚯妷簳叩骄€電壓，電壓幅值大大增加，容易造成線路過電壓，若不及時處理會導致電壓幅值長期超過設備耐壓水平而發(fā)生設備燒毀事故。單相接地故障發(fā)生后，由于線路面積廣，采用以往憑經驗，分段逐段推拉，逐級桿塔排查耗時費力，停電范圍大，時間長且很難快速準確查到故障點。絕緣子是一種特殊的絕緣控件，在架空輸電線路中起著兩個基本作用，即支撐導線和防止電流回地。絕緣子暴露于大氣中并長期工作在強電場、強機械應力、驟冷驟熱、風雨雪霧、化學物質腐蝕等惡劣化境中，出現故障的機率很大，加上本身用料，制作工藝水平等因素，絕緣子難以避免地會產生裂紋，瓷體產生裂紋會降低絕緣子的絕緣強度，嚴重時會導致瓷瓶斷裂甚至引發(fā)其他故障。絕緣子斷裂所引起的事故目前已成為電力系統(tǒng)故障率的第一位。由于線路絕緣子安裝在線路頂部，若絕緣子存在裂紋，在惡劣天氣下由于絕緣降低易發(fā)生單相接地故障。這種故障即使在停電后采取常規(guī)方式也很難發(fā)現。因此絕緣子的故障檢測尤其是裂紋檢測十分重要，如果能及早把握絕緣子的運行狀態(tài)會減少很多電力系統(tǒng)故障。絕緣子種類的多樣性、分布的廣泛性和安裝點的特殊性增加了絕緣子檢測的難度，目前國內外采用的絕緣子裂紋檢測方法主要有:1)觀察法:使用高倍望遠鏡就近直接觀察絕緣子，它可發(fā)現較明顯的絕緣子表面缺陷，實現方便，但方法原始，費時費力，檢測結果也不可靠，難以發(fā)現絕緣子內部缺陷，而且需人工登塔桿檢測，工作量大，危險性高；2)常用工具檢測法，主要使用短路叉、絕緣子串電壓分析儀等工具進行檢測。在線路運行狀態(tài)下使用工具短路其中一片絕緣子，可以看到電容放電的火花及聽到放電的聲響，根據聲響的大小可以判斷絕緣子的狀況，這種方法可直觀檢測絕緣子的特性，但也需要人工登塔桿檢測，工作量大，危險性仍然很高；3)超聲波檢測法，使用超聲波發(fā)射及接收裝置檢測。它的原理是超聲波進入或穿過絕緣子時會在裂紋處產生反射、折射和模式變換，并產生該裂縫的反射波。由反射波的大小和產生反射波的時間位置即可判斷絕緣子的缺陷情況。由于超聲波本身存在耦合、衰減及超聲換能器性能問題，只能到現場逐個檢測，故該法目前主要用于企業(yè)生產中的檢測以及實驗室鑒定；4)紅外測溫法，使用紅外熱像儀，利用絕緣子表面電流引起的熱效應進行測量。它的優(yōu)點是儀器攜帶方便，操作簡單，對半導體釉絕緣子的檢測效果明顯，缺點是對玻璃絕緣子和普通釉的瓷絕緣子檢測效果不明顯，而且設備造價高，易受陽光、大風、潮氣、環(huán)境溫度及一些能引起絕緣子表面溫度急劇變化因素的影響，測量結果不是很準確，而且需要到現場逐個檢測；5)激光多普勒震動法，這用方法使用的是激光多普勒儀。由于開裂絕緣子的震動中心頻率與正常絕緣子不同，故可根據反射回來的信號頻譜分析被測絕緣子的好壞。該方法操作復雜、體積龐大，使用維修復雜，造價高，不適于野外作業(yè)；6)運用模型飛機排查線路故障法，該方法運用模型飛機上的數碼攝錄機拍攝故障點，同時啟動錄像功能，對絕緣子串、導地線金具進行動態(tài)攝像，監(jiān)控顯示器跟蹤飛機飛行路線。運用模型飛機排查輸電線路故障可提高檢修工作效率，但模型飛機攝像畫質和圖片的清晰度以及飛機的結構和性能尚有待提聞。上述絕緣子裂紋檢測方法取得了一定的效果，但不少方法存在著設備昂貴、危險性高、測量工作量大、測量不準確、抗干擾能力差等問題。尋找一種經濟有效的絕緣子裂紋檢測方法一直是國內外電力部門關注的問題。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在于針對現有技術的上述缺陷，提供一套基于異頻原理的線路絕緣子檢測系統(tǒng)，在線路出現故障時注入異頻信號，特別適合檢測絕緣子裂紋導致的各種故障，對于線路其他原因引起的接地或短路故障也可及時發(fā)現。本實用新型上述技術問題這樣解決，構造一種基于異頻信號的絕緣子裂紋檢測系統(tǒng)，包括用于向待測線路注入異頻信號的異頻信號注入源，對待測線路信號進行檢測的異頻信號檢測裝置，對所述異頻信號檢測裝置輸出數據接收并處理的數據接收器所述異頻信號注入源包括中央處理器，分別與所述中央處理器連接的液晶顯示器、異頻信號發(fā)生模塊、測量模塊和時鐘模塊，所述異頻信號注入源還包括由異頻信號發(fā)生模塊提供輸入而輸出端連接到測量模塊的功放模塊。在本實用新型上述基于異頻信號的絕緣子裂紋檢測系統(tǒng)中，所述異頻信號檢測裝置包括中央處理器、與中央處理器連接的無線通訊模塊和測量模塊，所述測量模塊接收來自CT單元的經濾波信號，所述CT單元通過高壓電容連接到高壓線路。在本實用新型上述基于異頻信號的絕緣子裂紋檢測系統(tǒng)中，所述數據接收器包括中央處理器，與中央處理器連接的液晶顯示屏、專用電池電壓測量芯片、無線通訊模塊，所述數據接收器還包括內部電源和對內部電源充電的5V外部電源。在本實用新型上述基于異頻信號的絕緣子裂紋檢測系統(tǒng)中，所述異頻信號發(fā)生模塊采用文氏電橋振蕩器。實施本實用新型的有益效果是:1)本系統(tǒng)投入少，購置一整套基于異頻信號的線路絕緣子裂紋檢測系統(tǒng)，不需要停電即可了解運行設備的損壞情況，減少停電對國民經濟的影響；2)利用本系統(tǒng)檢測所得數據可為設備的狀態(tài)檢修提供依據，可以減少不必要的檢修次數，節(jié)約人力和物力；3)檢測系統(tǒng)操作簡單易行，不需要配備專業(yè)的檢測人員，可大大降低專業(yè)人員的培訓費用。

圖1為本實用新型的中使用的異頻信號注入源的工作原理框圖；圖2為本實用新型的中使用的異頻信號檢測裝置工作原理框圖；圖3為本實用新型的中使用的數據接收器的工作原理框圖；[0015]圖4為本實用新型基于異頻信號的線路絕緣子裂紋檢測系統(tǒng)實施例的示意圖；具體實施方式
下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明:如圖4，本實用新型于異頻信號的線路絕緣子裂紋檢測系統(tǒng)包括異頻信號注入源7，異頻信號檢測裝置8和數據接收器9，其檢測原理為:異頻信號注入源7向線路注入異頻信號，異頻信號沿輸電線路向線路兩側傳輸，信號電流通過絕緣子裂紋與大地形成回路，異頻信號檢測裝置8感應出異頻信號，檢測裝置內的無線通訊模塊3轉發(fā)數據給數據接收器9，工作人員通過數據接收器9顯示屏的相關信息準確定位線路絕緣子的裂紋點。因此，若線路某側的絕緣子出現裂紋，則可由上述檢測系統(tǒng)準確定位絕緣子裂紋點，若線路某側的絕緣子完好無裂紋，異頻信號便無法通過絕緣子與大地構成回路，異頻信號檢測裝置8無法感應異頻信號，數據接收裝置9顯示屏亦無任何顯示。依上述原理，若6號桿絕緣子出現裂紋，導致單相接地故障，異頻信號注入源I在4號桿右側注入異頻信號電流，注入點左側無接地點，信號電流只會向右側傳輸，在6號桿右側與大地構成回路。實際檢測時，異頻信號注入源7在4號桿右側注入異頻信號電流，利用異頻信號檢測裝置8在注入點左側檢測，數據接收器9顯示屏無任何信息，表明注入點左側無單相接地故障。利用異頻信號檢測裝置在注入點右側開始檢測，數據接收器9有收到信息，到接地點21和7號桿左側之間時信號結束,表明接地點21在7號桿左側。為了確定絕緣子裂紋的準確地點，在6號桿左側注入異頻信號電流，利用異頻信號檢測裝置在注入點左側檢測，數據接收裝置顯示屏無任何信息，表明注入點左側無單相接地故障，這樣可以確定接地點21在6號桿和7號桿之間。如圖1所示，本實用新型采用的異頻信號注入源7是一種異頻信號發(fā)生裝置，包括液晶顯示器3、異頻信號發(fā)生模塊5、測量模塊2、中央處理器1、12V30W功放模塊6。異頻信號發(fā)生模塊5選用文氏電橋振蕩器產生220HZ頻率信號，經功率放大模塊6對輸出信號進行放大濾波處理，測量模塊2采用電能計量專用芯片，雙通道測量輸出的異頻信號電流值及裝置內部蓄電池電壓，中央處理器I采用高性能單片機(MCU)進行接口的無縫連接、A /D轉換、控制和頻率測量功能。如圖2，異頻信號檢測裝置8包括高壓電容11、CT單元12、測量模塊20、中央處理器14和無線通訊模塊4。測量模塊20通過CT單元12采集線路負荷電流和異頻電流，并采用電能測量專用芯片對其進行雙通道測量，異頻信號測量前，先進行濾波處理；再由中央處理器14對數據進行A / D轉換后送入控制器檢測控制，最后無線通訊模塊4將處理后的數據傳輸給數據接收器9。如圖3，數據接收器9包括液晶顯示屏16、5V外部電源19、內部電源18、中央處理器15、無線通訊模塊17、專用電池電壓測量芯片13。數據接收器9采用無線通訊模塊16接收和采集由異頻信號檢測裝置8所發(fā)送的數據，通過A / D轉換傳送給中央處理器15進行實時處理，在寬頻LCD液晶顯示屏16進行信息顯示，數據接收器9采用內部電源18和外部電源19共同供電方案，其內置專用電池電壓測量芯片13用于測量內部電源電壓，利用程序判斷電池電壓以決定是否對內部電源18進行充電，若內部電源18電壓低于2.8V，則提示用戶充電。數據接收器利用外部電源19對內部電源18充電，具有過充保護功能，方便快捷，穩(wěn)定可靠的優(yōu)點。上面結合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內。
權利要求1.種基于異頻信號的絕緣子裂紋檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括用于向待測線路注入異頻信號的異頻信號注入源(7)，對待測線路信號進行檢測的異頻信號檢測裝置(8)，對所述異頻信號檢測裝置(8)輸出數據接收并處理的數據接收器(9);所述異頻信號注入源(7)包括中央處理器(1)，分別與所述中央處理器(I)連接的液晶顯示器(3)、異頻信號發(fā)生模塊(5)、測量模塊(2)和時鐘模塊(10)，所述異頻信號注入源(7)還包括由異頻信號發(fā)生模塊(5)提供輸入而輸出端連接到測量模塊(2)的功放模塊(6)。
2.據權利要求1所述基于異頻信號的絕緣子裂紋檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述異頻信號檢測裝置(8)包括中央處理器(14)、與中央處理器(14)連接的無線通訊模塊(4)和測量模塊(20)，所述測量模塊(20)接收來自CT單元(12)的經濾波信號，所述CT單元(12)通過高壓電容(11)連接到高壓線路。
3.據權利要求2所述基于異頻信號的絕緣子裂紋檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數據接收器(9)包括中央處理器(15)，與中央處理器(15)連接的液晶顯示屏(16)、專用電池電壓測量芯片(13)、無線通訊模塊(17)，所述數據接收器(9)還包括內部電源(18)和對內部電源(18)充電的5V外部電源(19)。
4.據權利要求3所述的基于異頻信號的絕緣子裂紋檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述異頻信號發(fā)生模塊(5)采用文氏電橋振蕩器。
專利摘要本實用新型公開了一種基于異頻信號的絕緣子裂紋檢測系統(tǒng)，屬于電力行業(yè)中對輸電線路進行故障檢測的技術領域，所述基于異頻信號的絕緣子裂紋檢測系統(tǒng)包括異頻信號注入源(7)、異頻信號檢測裝置(8)和數據接收器(9)。本實用新型的基于異頻信號的絕緣子裂紋檢測系統(tǒng)，在線路出現故障時注入異頻信號，能快速準確找到故障點，特別適合檢測絕緣子裂紋所導致的各種故障，對于線路其他原因引起的接地或短路故障也可及時被發(fā)現。
文檔編號G01R31/02GK202929146SQ20122049604
公開日2013年5月8日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權日2012年9月26日
發(fā)明者耿飛, 鮑小鋒, 王冰, 艾華國, 張?zhí)烀? 許志松, 鄭妍, 楊晶, 劉麗琴 申請人:云南電網公司玉溪供電局, 昆明銘昂科技有限公司