一种零值绝缘子带电检测及评估系统及方法与流程

1.本技术涉及零值绝缘子检测领域，尤其涉及一种零值绝缘子带电检测及评估系统及方法。


背景技术：

2.在电网中，存在大量串联绝缘设备，如输电线路绝缘子串、变电站支柱绝缘子、大型绝缘支架等，其共同特点是高阻绝缘件通过串联实现高电压等级绝缘。当某一个或多个绝缘件发生机械损伤或分布电压不均引起击穿后，就会失去绝缘作用，并进一步加剧整体分布电压不均匀的问题，甚至引起整体击穿放电。因此，研究提出高效的零阻绝缘诊断方法，并实现带电情况下诊断作业，对于保障电网运行安全和提升运维智能化水平具有极为重要的意义。


技术实现要素：

3.本技术提供一种零值绝缘子带电检测及评估系统及方法，能够对悬垂瓷绝缘子串进行零值绝缘子检测。
4.本技术的实施例提供了一种零值绝缘子带电检测及评估系统，包括电场测量传感装置和控制中心。电场测量传感装置用于控制电场感应触头水平移动至与绝缘子串相距预设距离，以及控制电场感应触头竖直移动并检测绝缘子串竖直方向上预设区域内的电场强度，以及获取电场感应触头的高度信息。控制中心用于接收电场测量传感装置传输的电场强度检测结果和电场感应触头的高度信息，获取电场强度检测结果与预设空间电场曲线上的电场强度的偏差，以及在偏差大于阈值时，给出与检测的电场强度检测结果对应的电场感应触头的高度信息，其中电场感应触头的高度信息为零值绝缘子的位置信息。
5.在其中一些实施例中，零值绝缘子带电检测及评估系统还包括电场测量控制装置，电场测量控制装置用于设置电场感应触头在水平方向上的检测位置信息，以及设置电场感应触头在竖直方向上的检测范围信息和在竖直方向上的两个检测点间的间隔距离信息，使得电场测量传感装置根据检测位置信息控制电场感应触头水平移动，以及根据检测范围信息和间隔距离信息控制电场感应触头竖直移动。
6.在其中一些实施例中，电场感应触头上具有红外测距装置，红外测距装置用于测量电场感应触头在水平方向上与绝缘子串靠近电场感应触头的一端的距离，以及电场感应触头在竖直方向上与地面的距离，使得电场测量传感装置根据红外测距装置的测量信息控制电场感应触头水平移动，以及控制电场感应触头竖直移动，并通过红外测距装置获取电场感应触头的高度信息。
7.本技术的实施例还提供了一种零值绝缘子带电检测及评估方法，包括以下步骤：通过电场感应触头，检测绝缘子串竖直方向上预设区域内的电场强度检测结果，获取电场感应触头的高度信息，其中电场感应触头水平移动至与绝缘子串相距预设距离。获取电场感应触头检测的电场强度检测结果与预设空间电场曲线上的电场强度的偏差，以及在偏差
大于阈值时，给出与检测的电场强度检测结果对应的电场感应触头的高度信息，电场感应触头的高度信息为零值绝缘子的位置信息。
8.在其中一些实施例中，通过屏幕显示与检测的电场强度检测结果对应的电场感应触头的高度信息。
9.在其中一些实施例中，偏差大于阈值时，通过屏幕显示第一文字提示信息。
10.在其中一些实施例中，偏差大于阈值时，发出警报声。
11.在其中一些实施例中，偏差在阈值范围内时，通过屏幕显示第二文字提示信息。
12.在其中一些实施例中，通过电场感应触头，检测绝缘子串竖直方向上预设区域内的全部电场强度检测结果，以及获取电场感应触头的全部高度信息后，获取电场感应触头检测的各电场强度检测结果与预设空间电场曲线上的各电场强度的偏差。
13.在其中一些实施例中，通过电场感应触头，检测绝缘子串竖直方向上预设区域内的全部电场强度检测结果后，将电场感应触头检测的全部电场强度检测结果进行保存。
14.根据本技术实施例提供的一种零值绝缘子带电检测及评估系统，包括电场测量传感装置和控制中心。电场测量传感装置用于控制电场感应触头水平移动至与绝缘子串相距预设距离，以及控制电场感应触头竖直移动并检测绝缘子串竖直方向上预设区域内的电场强度，以及获取电场感应触头的高度信息。控制中心用于接收电场测量传感装置传输的电场强度检测结果和电场感应触头的高度信息，获取电场强度检测结果与预设空间电场曲线上的电场强度的偏差，以及在偏差大于阈值时，给出与检测的电场强度检测结果对应的电场感应触头的高度信息，其中电场感应触头的高度信息为零值绝缘子的位置信息。本技术的系统可对悬垂瓷绝缘子串进行零值绝缘子检测。其中，通过电场测量传感装置对绝缘子串周围的空间电场进行检测，控制中心自动对电场测量传感装置的检测结果进行评估，判断所测绝缘子串是否存在零值绝缘子，实现对悬垂瓷绝缘子串进行零值绝缘子检测。本技术的系统为瓷绝缘子串零值检测提供了有效的软硬件条件。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本技术实施例中电场测量传感装置的结构示意图。
具体实施方式
17.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
18.本技术的实施例提供了一种基于空间电场传感技术的零值绝缘子带电检测及评估系统，系统包括电场测量传感装置1、电场测量控制装置和控制中心。
19.参阅图1，电场测量传感装置1，具体为前端电场测量传感装置，其用于控制电场感应触头10水平移动至与绝缘子串相距预设距离，以及控制电场感应触头10竖直移动并检测
绝缘子串竖直方向上预设区域内的电场强度，以及获取电场感应触头10的高度信息。
20.其中，电场感应触头10用于检测绝缘子串周围的电场强度。控制电场感应触头10水平移动是为了控制电场感应触头10和绝缘子串的距离，控制电场感应触头10竖直移动是为了检测绝缘子串竖直方向上一定区域内的电场强度，从而使得电场感应触头10对绝缘子串周围的空间电场进行检测。
21.电场感应触头10上具有红外测距装置，红外测距装置用于测量电场感应触头10在水平方向上与绝缘子串靠近电场感应触头10的一端(也就是绝缘子串的伞裙最外沿)的距离，以及电场感应触头10在竖直方向上与地面的距离。上述设置使得电场测量传感装置1根据红外测距装置的测量信息控制电场感应触头10水平移动，以及控制电场感应触头10竖直移动，并通过红外测距装置获取电场感应触头10的高度信息，也就是电场感应触头10距离地面的高度信息。
22.电场测量传感装置1具有用于供电场感应触头10安装的杆塔11。杆塔11包括竖杆110、杆座111、横杆112、上下左右可调节接头113和控制电机114。杆座111安装在竖杆110的底部。横杆112经上下左右可调节接头113安装在竖杆110上。控制电机114控制上下左右可调节接头113在竖杆110上作上下运动，以及控制横杆112在上下左右可调节接头113上作左右运动。
23.为了使得上下左右可调节接头113在竖杆110上作上下运动，可采用如下方案：竖杆110上安装有竖直设置的第一齿条，上下左右可调节接头113上安装有与第一齿条啮合的第一齿轮，第一齿轮还经第一传动带与安装在杆座111上的第一控制电机的输出端传动连接，当然，也可以采用其他方案，本技术对此不作限定。为了使得横杆112在上下左右可调节接头113上作左右运动，可采用如下方案：横杆112上安装有水平设置的第二齿条，上下左右可调节接头113上安装有与第二齿条啮合的第二齿轮，第二齿轮还经第二传动带与安装在杆座111上的第二控制电机的输出端传动连接，当然，也可以采用其他方案，本技术对此不作限定。
24.通过上述电场测量传感装置1，电场感应触头10每检测得到一个电场强度检测结果，电场测量传感装置1便将该电场强度检测结果和对应的电场感应触头10的高度信息传输至控制中心。
25.电场测量控制装置，具体为手持电场测量控制装置，其用于设置电场感应触头10在水平方向上的检测位置信息，以及设置电场感应触头10在竖直方向上的检测范围信息，和电场感应触头10在竖直方向上的两个检测点间的间隔距离信息，也就是电场感应触头10在竖直方向上的检测步长信息。
26.上述设置使得电场测量传感装置1根据检测位置信息控制电场感应触头10水平移动，以及根据检测范围信息和间隔距离信息控制电场感应触头10竖直移动。
27.控制中心，具体为后台人机交互控制中心，其用于接收电场测量传感装置1传输的电场强度检测结果和电场感应触头10的高度信息，获取电场强度检测结果与预设空间电场曲线上的电场强度的偏差，以及在偏差大于阈值时，给出与检测的电场强度检测结果对应的电场感应触头10的高度信息，其中电场感应触头10的高度信息为零值绝缘子的位置信息。
28.其中，控制中心具有屏幕，屏幕用于在偏差大于阈值时，显示与检测的电场强度检
测结果对应的电场感应触头10的高度信息，以及在偏差大于阈值时，显示第一文字提示信息，如显示“存在零值”，从而提示后台人员关注，以及在偏差在阈值范围时，显示第二文字提示信息，如显示“良好”。
29.预设空间电场曲线也就是良好绝缘子串的空间电场曲线。零值绝缘子也就是劣化绝缘子。
30.综上可知，本技术的系统达到了以下效果：
31.电场测量传感装置1使得电场感应触头10可在设定的位置坐标内，也就是在与绝缘子串相距预设距离处，沿着既定的路径检测绝缘子串附近固定距离处的电场强度，也就是竖直移动并检测绝缘子串竖直方向上预设区域内的电场强度。然后电场测量传感装置1将电场感应触头10检测的电场强度检测结果，以及红外测距装置获取的与电场强度检测结果对应的电场感应触头10的高度信息，传输至控制中心。接着控制中心自动根据电场强度检测结果和高度信息，以及通过获取电场强度检测结果与良好绝缘子串的空间电场曲线上的电场强度的偏差，判断偏差是否大于阈值，对所测绝缘子串中是否存在零值绝缘子进行判断，当偏差大于阈值、所测绝缘子串中存在零值绝缘子时，控制中心的屏幕显示“存在零值”，从而提示后台人员关注，并在屏幕中显示与电场强度检测结果对应的高度信息，也就是零值绝缘子的位置信息。由此可知，本技术为零值绝缘子检测提供了一种自动检测方法和评估系统。
32.本技术的实施例还提供了一种零值绝缘子带电检测及评估方法，其采用上述的一种零值绝缘子带电检测及评估系统。方法包括以下步骤：
33.步骤一、通过电场感应触头10，检测绝缘子串竖直方向上预设区域内的电场强度检测结果，获取电场感应触头10的高度信息，其中电场感应触头10水平移动至与绝缘子串相距预设距离。
34.上述步骤中，先利用电场测量控制装置设置电场感应触头10在水平方向上的检测位置信息，以及设置电场感应触头10在竖直方向上的检测范围信息，和电场感应触头10在竖直方向上的两个检测点间的间隔距离信息，再令电场测量传感装置1根据红外测距装置的测量信息并根据检测位置信息控制电场感应触头10水平移动至与绝缘子串相距预设距离，以及根据红外测距装置的测量信息并根据检测范围信息和间隔距离信息控制电场感应触头10竖直移动，此时，通过电场感应触头10，检测绝缘子串竖直方向上预设区域内的电场强度检测结果，并通过电场感应触头10上的红外测距装置获取电场感应触头10的高度信息。
35.步骤二、获取电场感应触头10检测的电场强度检测结果与预设空间电场曲线上的电场强度的偏差，以及在偏差大于阈值时，给出与检测的电场强度检测结果对应的电场感应触头10的高度信息，电场感应触头10的高度信息为零值绝缘子的位置信息。
36.上述步骤中，在控制中心预先录入绝缘子的信息，如杆塔11号、电压等级、绝缘子型号、绝缘子数量、3绝缘子串长、单i/双i/三i等关键信息。控制中心接收电场强度检测结果和电场感应触头10的高度信息，获取电场感应触头10检测的电场强度检测结果与预设空间电场曲线上的电场强度的偏差，以及在偏差大于阈值时，通过屏幕显示第一文字提示信息，如显示“存在零值”，并发出警报声，从而提示后台人员关注，且通过屏幕显示与检测的电场强度检测结果对应的电场感应触头10的高度信息，以及在偏差在阈值范围内时，通过
屏幕显示第二文字提示信息，如显示“良好”。
37.通过电场感应触头10，检测绝缘子串竖直方向上预设区域内的全部电场强度检测结果，获取电场感应触头10的全部高度信息，且控制中心接收电场感应触头10检测的全部电场强度检测结果和电场感应触头10的全部高度信息后，获取在电场感应触头10检测的各电场强度检测结果与预设空间电场曲线上的各电场强度检测结果的偏差。
38.通过电场感应触头10，检测绝缘子串竖直方向上预设区域内的全部电场强度检测结果，获取电场感应触头10的全部高度信息，且控制中心接收电场感应触头10检测的全部电场强度检测结果和电场感应触头10的全部高度信息后，也就是绝缘子串周围的空间电场检测结束后，控制中心将电场感应触头10检测的全部电场强度检测结果进行保存。
39.下面结合具体实施例对本技术的技术方案进行详细说明：
40.110kv线路瓷绝缘子串上具有7片xp-70型绝缘子，运用本技术的系统对该绝缘子串进行零值绝缘子检测。
41.在控制中心，记录绝缘子串所在输电线路名称、杆塔11号等信息，记录绝缘子片数为7片、高压侧第一片绝缘子底部距离地面高度为10m等。
42.将电场感应触头10固定于杆塔11合适位置。
43.利用电场测量控制装置设置电场感应触头10在竖直方向上的检测范围为10m～11.015m，在水平方向上与绝缘子串伞裙最外沿的距离为5cm，在竖直方向上的检测步长为0.145m。
44.点击电场测量控制装置上的确认按钮后，电场测量传感装置1控制电场感应触头10开始沿着上述设置形成的规定路径移动，电场感应触头10对绝缘子串周围的电场强度进行检测，电场感应触头10上的红外测距装置获取电场感应触头10的高度信息，电场测量传感装置1将电场感应触头10检测的电场强度检测结果，以及与电场强度检测结果对应的电场感应触头10的高度信息，传输给控制中心。
45.控制中心接收电场强度检测结果和高度信息后，获取电场强度检测结果与良好绝缘子串的空间电场曲线上的电场强度的偏差，当电场强度检测结果与良好绝缘子串的空间电场曲线上的电场强度相差10％时，控制中心启动报警程序，在屏幕上显示“存在零值”，并发出警报声，同时在屏幕上显示与电场强度检测结果对应的电场感应触头10的高度信息，电场感应触头10的高度信息为零值绝缘子的位置信息，反之则不启动报警程序，在屏幕上显示“良好”。
46.综上可知，本技术的系统及方法可为零阻绝缘子检测及评估提供有效的软硬件手段，将很好的解决我国电网低阻瓷绝缘子测试方法复杂、准确率低等问题，实现在运线路和变电站随时随地开展绝缘设备检零工作，避免停电检修窗口时间限制，降低检修人员作业风险和强度，提升检修综合能力。
47.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
48.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种零值绝缘子带电检测及评估系统，其特征在于，包括：电场测量传感装置，所述电场测量传感装置用于控制电场感应触头水平移动至与绝缘子串相距预设距离，以及控制所述电场感应触头竖直移动并检测所述绝缘子串竖直方向上预设区域内的电场强度，以及获取所述电场感应触头的高度信息；控制中心，用于接收所述电场测量传感装置传输的所述电场强度检测结果和电场感应触头的高度信息，获取所述电场强度检测结果与预设空间电场曲线上的电场强度的偏差，以及在所述偏差大于阈值时，给出与检测的所述电场强度检测结果对应的所述电场感应触头的高度信息，其中所述电场感应触头的高度信息为零值绝缘子的位置信息。2.如权利要求1所述的一种零值绝缘子带电检测及评估系统，其特征在于，还包括：电场测量控制装置，所述电场测量控制装置用于设置所述电场感应触头在水平方向上的检测位置信息，以及设置所述电场感应触头在竖直方向上的检测范围信息和在竖直方向上的两个检测点间的间隔距离信息，使得所述电场测量传感装置根据所述检测位置信息控制所述电场感应触头水平移动，以及根据所述检测范围信息和所述间隔距离信息控制所述电场感应触头竖直移动。3.如权利要求1所述的一种零值绝缘子带电检测及评估系统，其特征在于，所述电场感应触头上具有红外测距装置，所述红外测距装置用于测量所述电场感应触头在水平方向上与所述绝缘子串靠近所述电场感应触头的一端的距离，以及所述电场感应触头在竖直方向上与地面的距离，使得电场测量传感装置根据红外测距装置的测量信息控制所述电场感应触头水平移动，以及控制所述电场感应触头竖直移动，并通过所述红外测距装置获取所述电场感应触头的高度信息。4.一种零值绝缘子带电检测及评估方法，其特征在于，包括以下步骤：通过电场感应触头，检测绝缘子串竖直方向上预设区域内的电场强度检测结果，获取所述电场感应触头的高度信息，其中所述电场感应触头水平移动至与绝缘子串相距预设距离；获取所述电场感应触头检测的电场强度检测结果与预设空间电场曲线上的电场强度的偏差，以及在所述偏差大于阈值时，给出与检测的所述电场强度检测结果对应的所述电场感应触头的高度信息，所述电场感应触头的高度信息为零值绝缘子的位置信息。5.如权利要求4所述的一种零值绝缘子带电检测及评估方法，其特征在于，通过屏幕显示与检测的所述电场强度检测结果对应的所述电场感应触头的高度信息。6.如权利要求4所述的一种零值绝缘子带电检测及评估方法，其特征在于，所述偏差大于阈值时，通过屏幕显示第一文字提示信息。7.如权利要求4所述的一种零值绝缘子带电检测及评估方法，其特征在于，所述偏差大于阈值时，发出警报声。8.如权利要求4所述的一种零值绝缘子带电检测及评估方法，其特征在于，所述偏差在阈值范围内时，通过屏幕显示第二文字提示信息。9.如权利要求4所述的一种零值绝缘子带电检测及评估方法，其特征在于，通过所述电场感应触头，检测所述绝缘子串竖直方向上预设区域内的全部电场强度检测结果，以及获取所述电场感应触头的全部高度信息后，获取所述电场感应触头检测的各电场强度检测结果与所述预设空间电场曲线上的各电场强度的偏差。
10.如权利要求9所述的一种零值绝缘子带电检测及评估方法，其特征在于，通过所述电场感应触头，检测所述绝缘子串竖直方向上预设区域内的全部电场强度检测结果后，将所述电场感应触头检测的全部电场强度检测结果进行保存。

技术总结
本申请公开了一种零值绝缘子带电检测及评估系统及方法，系统包括电场测量传感装置和控制中心。电场测量传感装置用于控制电场感应触头水平移动至与绝缘子串相距预设距离，以及控制电场感应触头竖直移动并检测绝缘子串竖直方向上预设区域内的电场强度，以及获取电场感应触头的高度信息。控制中心用于接收电场测量传感装置传输的电场强度检测结果和电场感应触头的高度信息，获取电场强度检测结果与预设空间电场曲线上的电场强度的偏差，以及在偏差大于阈值时，给出与检测的电场强度检测结果对应的电场感应触头的高度信息，其中电场感应触头的高度信息为零值绝缘子的位置信息。本申请的系统可对悬垂瓷绝缘子串进行零值绝缘子检测。检测。检测。


技术研发人员：李瑶琴 南敬 霍锋 万小东 胡伟 谢梁 马业明 刘琴 王伟 程胤璋 孟晓凯 芦竹茂 王帅 李劲松
受保护的技术使用者：国网山西省电力公司电力科学研究院
技术研发日：2023.01.04
技术公布日：2023/9/11