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光傳感器在絕緣子鹽密測量中的應(yīng)用
2015-10-01
目前部門廣泛采用的等值鹽密法是基于每年清掃的基礎(chǔ)上標(biāo)定污穢等級的方法。該方法雖然操作簡單, 但仍要堅持人員的專業(yè)化、儀表的可靠性、測試工作的制度化，還需要停電或上桿（塔）工作，所需投入人力、物力巨大，具有很大的局限性；這種方法對于積污速度的影響考慮也不夠全面，不能準(zhǔn)確地指導(dǎo)外絕緣爬距比的合理配置，且測量結(jié)果分散性較大, 很難合理確定測量周期。此外，全國高電壓工作網(wǎng)防污閃工作組目前已明確提出以飽和鹽密為基礎(chǔ)修訂污區(qū)分布圖，而使用傳統(tǒng)方法無法獲得設(shè)備的飽和鹽密。
利用光傳感器對輸變電設(shè)備絕緣子進(jìn)行鹽密在線實(shí)時檢測，解決了一個長期困擾電力系統(tǒng)的問題，是思想上的大變革！
光傳感器輸變電設(shè)備鹽密在線監(jiān)測系統(tǒng)是一種實(shí)時、在線、科學(xué)、準(zhǔn)確的鹽密監(jiān)測方法。由數(shù)據(jù)監(jiān)測終端和數(shù)據(jù)監(jiān)測中心兩部分組成，是一種智能化大范圍遠(yuǎn)程分布式鹽密實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)組網(wǎng)十分方便，可提供監(jiān)測中心多級管理功能，實(shí)現(xiàn)在不同位置同時對監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測，并繪制出污區(qū)分布圖，模擬現(xiàn)實(shí)中的輸電網(wǎng)，并為省局、市局到縣局三級輸電業(yè)務(wù)管理提供服務(wù)。
輸變電設(shè)備的外絕緣性能對電網(wǎng)運(yùn)行安全具有重大影響。電力系統(tǒng)中大量使用的絕緣子，其表面污染并受潮將嚴(yán)重影響絕緣子的電氣特性，危及電網(wǎng)的運(yùn)行安全。隨著全國范圍區(qū)域性電網(wǎng)大面積污閃事故的發(fā)生，給電力部門造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響，各大電網(wǎng)針對輸變電設(shè)備外絕緣性能進(jìn)行了大規(guī)模的防污閃改造，使運(yùn)行線路的絕緣水平得到提高。但是，隨著電網(wǎng)容量、輸電電壓等級的提高，特別是空氣環(huán)境的進(jìn)一步惡化，電網(wǎng)防污閃工作形勢依然十分嚴(yán)峻。
通常情況下,為了及時消除事故隱患，運(yùn)行部門需要定期對絕緣子進(jìn)行監(jiān)測。國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定，輸、變電設(shè)備外絕緣污穢等級的劃分應(yīng)綜合考慮污濕特征、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合其表面污穢物的鹽密來確定。在上述三個因素中，鹽密是其中唯一可以定量的參數(shù)。目前，輸、變電設(shè)備外絕緣配置的原則是按部頒GB/T16434為依據(jù)執(zhí)行，并按經(jīng)審定的污區(qū)分布圖及時調(diào)整。審定污區(qū)分布圖時，繪制和修訂的重要依據(jù)是整理、分析歷年的鹽密測量數(shù)據(jù)。同時，根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)中所測量到的鹽密，指導(dǎo)輸電線路的清掃周期。由此可見，鹽密的測量對電力部門的生產(chǎn)及安全，具有極其重要的意義。
系統(tǒng)簡介
光傳感器輸變電設(shè)備鹽密在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)監(jiān)測終端和數(shù)據(jù)監(jiān)測中心兩部分組成，是一種智能化大范圍遠(yuǎn)程分布式鹽密實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)組網(wǎng)十分方便，并可提供監(jiān)測中心多級管理功能，實(shí)現(xiàn)在不同位置同時對監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測。數(shù)據(jù)采集終端安裝在送電線路桿（塔）或變電站絕緣子附近，完成對現(xiàn)場污穢物（鹽密）、溫度、濕度的實(shí)時監(jiān)測。監(jiān)測數(shù)據(jù)通過短信方式，向監(jiān)測中心發(fā)送。數(shù)據(jù)監(jiān)測中心完成對監(jiān)測數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和處理。
鹽密監(jiān)測原理
光傳感器測量鹽密是基于介質(zhì)光波導(dǎo)中的光場分布理論和光能損耗機(jī)理。置于大氣中的低損耗石英棒是一個以棒為芯、大氣為包層的多模介質(zhì)光波導(dǎo)。在石英棒上無污染時，由光波導(dǎo)中的基模和高次模共同傳輸光的能量，其中絕大部分光能在光波導(dǎo)的芯中傳輸，但有少部分光能將沿芯包界面的包層傳輸，光波傳輸過程中光的損耗很小。當(dāng)石英玻璃棒上有污染時，由于污染物改變了高次模及基模的傳輸條件；同時，污染粒子對光能的吸收和散射等產(chǎn)生光能損耗；通過檢測光能參數(shù)可計算出傳感器表面鹽份多少。由于傳感器與絕緣子串處于相同環(huán)境，因此，通過計算可得出絕緣子表面的鹽密值。
系統(tǒng)功能及特點(diǎn)
系統(tǒng)可以提供實(shí)時鹽密電子地圖，最大（飽和）鹽密電子地圖，溫度、濕度、及鹽密數(shù)據(jù)與時間的參考曲線等。
實(shí)時鹽密電子地圖
監(jiān)測中心提供實(shí)時鹽密電子地圖. 電子地圖的繪制遵循國家電力公司國電安運(yùn)[1998]223號文關(guān)于修訂《電力系統(tǒng)污區(qū)分布圖》的通知中《電力系統(tǒng)污區(qū)分布圖規(guī)定》，同時污區(qū)的分級參考了<<高壓架空線路和發(fā)電廠、變電所環(huán)境污區(qū)分級及外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)>>.標(biāo)準(zhǔn)號:GB/T 16434-1996.在鹽密電子污區(qū)分布圖中不同電壓等級的高壓線和不同級別污區(qū)的劃分及著色均遵循該標(biāo)準(zhǔn).實(shí)時鹽密電子地圖用來在監(jiān)測中心工作站上實(shí)時反映監(jiān)測終端采集到的鹽密和其它相關(guān)數(shù)據(jù)，信息可以實(shí)時動態(tài)刷新。運(yùn)行部門可用來監(jiān)測輸變電設(shè)備動態(tài)變化的實(shí)時鹽密情況，為輸變電設(shè)備的清掃、*價外絕緣耐污能力、適時調(diào)爬提供依據(jù)。
最大（飽和）鹽密電子地圖
監(jiān)測中心提供最大（飽和）鹽密電子地圖。繪制原則同上。最大（飽和）鹽密電子地圖用來在監(jiān)測中心工作站上反映在數(shù)據(jù)監(jiān)測終端所安裝的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的最大鹽密值,為電力公司提供在污區(qū)分布圖繪制及絕緣配置方面的參考。
繪制參考曲線
監(jiān)測中心提供采用曲線圖方式顯示數(shù)據(jù)監(jiān)測終端監(jiān)測點(diǎn)溫度，濕度，及鹽密數(shù)據(jù)與時間的曲線。可以使電力部門隨時、方便、直觀的了解監(jiān)測點(diǎn)輸變電設(shè)備的歷史鹽密變化情況，并可結(jié)合溫度、濕度與時間關(guān)系的信息分析監(jiān)測點(diǎn)輸變電設(shè)備的積污規(guī)律及自清洗率，作出相應(yīng)對策。
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