光传感器输变电设备盐密在线监测系统

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[导读]     目前电力部门广泛采用的等值盐密法是基于每年清扫的基础上标定污秽等级的方法。该方法虽然操作简单,但仍要坚持人员的专业化、仪表的可*性、测试工作的制度化
   目前电力部门广泛采用的等值盐密法是基于每年清扫的基础上标定污秽等级的方法。该方法虽然操作简单,但仍要坚持人员的专业化、仪表的可*性、测试工作的制度化，还需要停电或上杆（塔）工作，所需投入人力、物力巨大，具有很大的局限性；这种方法对于积污速度的影响考虑也不够全面，不能准确地指导外绝缘爬距比的合理配置，且测量结果分散性较大,很难合理确定测量周期。此外，全国高电压工作网防污闪工作组目前已明确提出以饱和盐密为基础修订污区分布图，而使用传统方法无法获得设备的饱和盐密。

    利用光传感器对输变电设备绝缘子进行盐密在线实时监测，解决了一个长期困扰电力系统的问题，为电力系统在该领域打开了一扇大门，是思想上的大变革！

    光传感器输变电设备盐密在线监测系统是一种实时、在线、科学、准确的盐密监测方法。由数据监测终端和数据监测中心两部分组成，是一种智能化大范围远程分布式盐密实时监测系统，系统组网十分方便，可提供监测中心多级管理功能，实现在不同位置同时对监测点的监测，并绘制出污区分布图，模拟现实中的输电网，并为省局、市局到县局三级输电业务管理提供服务。

    有鉴于此，从1992年开始，武汉高压研究所与武汉康普常青软件技术有限公司开展了使用光传感器测量盐密的研究，以期获得实时、准确的盐密测量新方法。经过河南新乡及广州供电公司的实地监测效果表明，光传感器输变电设备盐密在线监测系统适宜绝缘子污秽监测，实现了运行绝缘子等值盐密的在线连续测取，是一种方法科学简单、准确、实时监测的测量手段。所监测的饱和盐密可以为电力系统运行设备污区分布图的绘制及修订提供可*的依据；所监测的实时盐密值，可以使电力部门随时、方便地了解监测点运行设备的积污情况，从而指导电力部门对输变电设备进行清扫，实现了对输变电设备防污工作的状态检修，对防止污闪事故发生具有重大意义。项目经中国电机工程学会组织鉴定，达到国际领先水平。

    输变电设备的外绝缘性能对电网运行安全具有重大影响。电力系统中大量使用的绝缘子，其表面污染并受潮将严重影响绝缘子的电气特性，危及电网的运行安全。随着全国范围区域性电网大面积污闪事故的发生，给电力部门造成了巨大的经济损失和社会影响，各大电网针对输变电设备外绝缘性能进行了大规模的防污闪改造，使运行线路的绝缘水平得到提高。但是，随着电网容量、输电电压等级的提高，特别是空气环境的进一步恶化，电网防污闪工作形势依然十分严峻。

    通常情况下,为了及时消除事故隐患，运行部门需要定期对绝缘子进行监测。国家有关标准中明确规定，输、变电设备外绝缘污秽等级的划分应综合考虑污湿特征、运行经验并结合其表面污秽物的盐密来确定。在上述三个因素中，盐密是其中唯一可以定量的参数。目前，输、变电设备外绝缘配置的原则是按部颁GB/T16434为依据执行，并按经审定的污区分布图及时调整。审定污区分布图时，绘制和修订的重要依据是整理、分析历年的盐密测量数据。同时，根据监测点中所测量到的盐密，指导输电线路的清扫周期。由此可见，盐密的测量对电力部门的生产及安全，具有极其重要的意义。

    //系统简介//

    光传感器输变电设备盐密在线监测系统主要由数据监测终端和数据监测中心两部分组成，是一种智能化大范围远程分布式盐密实时监测系统，系统组网十分方便，并可提供监测中心多级管理功能，实现在不同位置同时对监测点的监测。

数据采集终端安装在送电线路杆（塔）或变电站绝缘子附近，完成对现场污秽物（盐密）、温度、湿度的实时监测。监测数据通过短信方式，向监测中心发送。数据监测中心完成对监测数据的转换和处理。

    //盐密监测原理//

光传感器测量盐密是基于介质光波导中的光场分布理论和光能损耗机理。置于大气中的低损耗石英棒是一个以棒为芯、大气为包层的多模介质光波导。在石英棒上无污染时，由光波导中的基模和高次模共同传输光的能量，其中绝大部分光能在光波导的芯中传输，但有少部分光能将沿芯包界面的包层传输，光波传输过程中光的损耗很小。当石英玻璃棒上有污染时，由于污染物改变了高次模及基模的传输条件；同时，污染粒子对光能的吸收和散射等产生光能损耗；通过检测光能参数可计算出传感器表面盐份多少。由于传感器与绝缘子串处于相同环境，因此，通过计算可得出绝缘子表面的盐密值。

    //系统功能及特点//

系统可以提供实时盐密电子地图，最大（饱和）盐密电子地图，温度、湿度、及盐密数据与时间的参考曲线等。

    ◎实时盐密电子地图

监测中心提供实时盐密电子地图.电子地图的绘制遵循国家电力公司国电安运[1998]223号文关于修订《电力系统污区分布图》的通知中《电力系统污区分布图规定》，同时污区的分级参考了<<高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准>>.标准号:GB/T16434-1996.在盐密电子污区分布图中不同电压等级的高压线和不同级别污区的划分及着色均遵循该标准.实时盐密电子地图用来在监测中心工作站上实时反映监测终端采集到的盐密和其它相关数据，信息可以实时动态刷新。运行部门可用来监测输变电设备动态变化的实时盐密情况，为输变电设备的清扫、评价外绝缘耐污能力、适时调爬提供依据。

    ◎最大（饱和）盐密电子地图

监测中心提供最大（饱和）盐密电子地图。绘制原则同上。最大（饱和）盐密电子地图用来在监测中心工作站上反映在数据监测终端所安装的区域内出现的最大盐密值,为电力公司提供在污区分布图绘制及绝缘配置方面的参考。

    ◎绘制参考曲线

监测中心提供采用曲线图方式显示数据监测终端监测点温度，湿度，及盐密数据与时间的曲线。可以使电力部门随时、方便、直观的了解监测点输变电设备的历史盐密变化情况，并可结合温度、湿度与时间关系的信息分析监测点输变电设备的积污规律及自清洗率，作出相应对策。