污秽绝缘子在线监测技术的研究

输电线路中的绝缘子长期处于自然环境中，因受到环境污染在其表面聚集了一层污秽物。当污秽度和空气湿度达到一定程度时，就极易诱发污秽闪络。为了预防污闪，电力部门制定了定期检修绝缘子的计划，但定期检修需耗费大量的人力物力。实现绝缘子的实时监测，提高绝缘子污秽闪络的预警能力，使输电线路由计划检修向状态检修转变，是目前输电线路安全运行需迫切解决的问题。 绝缘子表面泄漏电流的变化与其运行状态有非常密切的关系，综合反应了污闪的发生过程。本文首先研究了绝缘子污秽闪络的机理，并分析了绝缘子污闪过程与泄漏电流的关系。文中利用频谱分析的方法分析了泄漏电流的频率特性，分析表明低频谐波，尤其是三次谐波的幅值变化能较好的预测污闪的发生；本文还对泄漏电流信号包络的随机性进行了极值分析，并引入了极值风险函数来预测污闪的发生：确定了以泄漏电流三次谐波与基波幅值的比值、以及泄漏电流信号包络的极值风险函数值作为绝缘子运行状态的判据。另外，本文还分析研究了绝缘子电弧放电的动态模型，并用MATLAB编制了一套绝缘子电弧放电的仿真程序，用以模仿当电压或绝缘子表面电导率改变时泄漏电流的变化情况。 在绝缘子污闪机理分析研究的基础上，本文还设计了一套基于泄漏电流的绝缘子状态监测系统。该系统综合利用泄漏电流的幅值特性，频率特性以及随机性来判别绝缘子的运行状态，以提高系统判别的可靠性。监测系统采用主—从机联络方式。从机是以AT89C51单片机为核心的监控单元，完成数据的采集和前期处理；监控室内的主机通过无线接力方式与各从机进行通信。当从机检测到泄漏电流幅值超过预设值的时候开始上传数据，主机接收到数据后对数据进行频谱分析和极值分析，根据分析结果做出相应的处理，实现了绝缘子运行状态的实时监测。