输变电线路绝缘子盐密及灰密度在线监测系统
技术领域
本实用新型涉及输变电线路，尤其涉及输变电线路绝缘子盐密度及灰密度在线监测系统。
背景技术
名称解释：
1、污闪：是指电气设备绝缘表面附着的污秽物在潮湿条件下，其可溶物质逐渐溶于水，在绝缘表面形成一层导电膜，使绝缘子的绝缘水平大大降低，在电场力作用下出现的强烈放电现象。
2、等值附盐密度：空气中的尘埃沉积到绝缘子表面形成污秽层。
2、盐密：污秽量一般用表面平均污秽密度来表示，具体测量和评价时采用等值附盐密度（ESDD）。
4、灰密度：绝缘子表面污秽物中非可溶性物质的总质量除以表面积。单位mg/cm2。
输电线路防污闪工作的一个主要项目就是每年要对绝缘子的盐密值、灰密值进行检测。绝缘子的污闪事故是危害我国电网安全运行的的首要原因。开展绝缘子盐密和灰密度测试工作，通过绝缘子盐密和灰密度测试进行绝缘子饱和污秽度特性研究,用饱和污秽度划分电网污秽区域图；通过实验室研究,明确各型绝缘子在各种污秽和布置情况下的积污特性和爬电距离有效系数。
传统的检测方式是提前在杆塔上悬挂绝缘子串，一年后再取下绝缘子进行刷洗，再用专用盐密、灰密测量仪进行测量，工作强度大，检测周期长，检测流程繁琐，不能针对线路附近的环境变化而进行适时监测。
综上所述，为防污闪工作提供科学依据，研究开发一种能实时监测空气中的盐密、灰密含量的输电线路绝缘子盐密及灰密度在线监测分析系统，加强线路防污闪工作，密切关注线路周围污染源的变化，及时掌握污秽状况，以便及时采取有效的线路防污闪措施。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了提供一种输变电线路绝缘子盐密及灰密度在线监测系统，该系统可以根据天气情况实时调节绝缘子污秽物的测量周期，从而对污秽物过多的绝缘子进行及时处理，还可以减小变电污闪的概率 ,提高供电系统的可靠性。
为了解决现有技术存在的问题，本实用新型采用的技术方案是：
输变电线路绝缘子盐密及灰密度在线监测系统，包括防水帽、采样管、GPRS通信天线、温湿度传感器、加水口、自动进水泵、壳体、TSP传感器、测试模块、水箱、机箱风扇、加热带、流量计、GPRS模块、电导率测试模块的变送器、水位检测模块、支架、显示触摸屏、系统控制主板和采样泵，所述防水帽处于采样管的顶端，防水帽与采样管之间使用卡套及O型圈连接，采样管的出气口通过快速接头与TSP传感器的进气管路相连，TSP传感器的出气管路使用快速接头与测试模块的进气管路进行连接，测试模块的出气管路端与流量计的进气端相连接，流量计的出气端与采样泵的进气端相连接，加水口的下端通过管路与水箱的进水口相连接，所述自动进水泵的出水端与测试模块连接，进水端与水箱连接；所述机箱风扇11与壳体两侧相连，所述GPRS模块通过螺丝与壳体连接， 所述GPRS通信天线自带磁力固定底座，GPRS模块内置SIM卡信，GPRS模块通过TCP/IP协议与服务器连接；所述系统控制主板负责系统的采集控制通信能功能，显示触摸屏和系统控制主板分别通过螺丝、铜柱与壳体相连，壳体下端面通过螺丝与仪器的支架相连。
所述防水帽与采样管之间设置防蚊网。
所述加水口的上端盖有螺纹盖。
所述采样管底部出口处安装有起泡器。
所述测试模块包括采样管底座、模组上支撑板、模组立柱、弹簧搭扣、导向滑杆、单向阻尼器、模组下支撑板、吸气管接头、进水管接头、密封圈、浮子水位计、电磁水位计、电导率传感器、进气管和微动开关，所述采样管底座上端与采样管相连接，下端固定在模组上支撑板上，模组立柱上端与模组上支撑板连接，下端与模组下支撑板连接，导向滑杆上下两端分别与上下支撑板连接，吸气管接头外部与流量计连接，进水管接头外部与进水泵相连接，电磁水位计紧贴样品杯外壁，进气管外部与TSP传感器相连接，样品杯安装在样品杯底座上。
所述壳体采用铝合金材质。
所述壳体内壁设置隔热层。
本实用新型所具有的优点及有益效果是：
本实用新型一种输变电线路绝缘子盐密及灰密度在线监测系统，该系统配有GPRS模块，支持多点联网、远程查询控制功能，可以根据天气情况实时调节绝缘子污秽物的测量周期，从而对污秽物过多的绝缘子进行及时处理，此外还可以设定污秽物污染预警值，当测量值超过设定值后能够及时远程报警，提示专业人员及时处理，从而减小了变电污闪的概率 ,提高供电系统的可靠性；本系统可配备蓄电池或者太阳能板，在高山、郊区、野外等地点也可以进行在线监测。同时系统进行防风、防雷、防雨雪设计，确保系统能够应对各种恶劣天气，并能够长期稳定的运行。实现输电线路绝缘子盐密及灰密度综合信息采集、融合、显示与监测、输电线路绝缘子防污闪故障诊断、采集信息的安全传输。
附图说明
图1为本实用新型输变电线路绝缘子盐密及灰密度在线监测系统结构图；
图2为本实用新型的数据传输示意图；
图3为实用新型专利的导流原理示意图；
图4为测试模块结构示意图；
图5为测试模块安装样品杯的状态示意图。
图中：防水帽1，采样管2，GPRS通信天线3，温湿度传感器4，加水口5，进水泵6，壳体7，TSP传感器8，测试模块9，水箱10，机箱风扇11，加热带12，流量计13，GPRS模块14， 电导率测试模块的变送器15，水位检测模块16，支架17，显示触摸屏18，系统控制主板19，采样泵20。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型输变电线路绝缘子盐密及灰密度在线监测系统包括防水帽1、采样管2、GPRS通信天线3、温湿度传感器4、加水口5、自动进水泵6、壳体7、TSP传感器8、测试模块9、水箱10、机箱风扇11、加热带12、流量计13、GPRS模块14、电导率测试模块的变送器15、水位检测模块16、支架17、显示触摸屏18、系统控制主板19和采样泵20，所述防水帽1处于采样管2的顶端，防水帽1与采样管2之间使用卡套及O型圈来连接，用来防水，内置防蚊网，防止蚊虫进入采样模块，采样管2的出气口通过快速接头与TSP传感器8的进气管路相连，TSP传感器8的出气管路使用快速接头与测试模块9的进气管路进行连接，测试模块9的出气管路端与流量计13的进气端相连接，实时统计采样流量，并对流量进行调节，流量计13的出气端与采样泵20的进气端相连接，开启采样泵20后，空气从防水帽1进入仪器管路，经过测试模块，从而完成空气中灰尘颗粒的采集。
当采样泵工作时，由于进气管在密封的盛水容器内吸走容器上部的空气，形成负压区，当压力达到一定数值时，外部空气就经由采样管进入到盛水容器内，因为空气的密度小于水的密度且溶解度极小，所以被吸入容器内的空气就会向上逸出，补充到容器上部的负压区，在这个过程中空气与水充分接触，空气中所携带的杂质颗粒就溶解到水中，完成采样过程。
如图4、5所示，所述测试模块包括采样管底座9-1、模组上支撑板9-2、模组立柱9-3、弹簧搭扣9-4、导向滑杆9-5、单向阻尼器9-6、模组下支撑板9-7、吸气管接头9-8、进水管接头9-9、密封圈9-10、浮子水位计9-11、电磁水位计9-12、电导率传感器9-13、进气管9-14和微动开关9-15，所述采样管底座9-1上端与采样管相连接，下端固定在模组上支撑板9-2上，模组立柱9-3上端与模组上支撑板连接，下端与模组下支撑板9-7连接，导向滑杆9-5上下两端分别与上下支撑板连接，所述电单向阻尼9-6固定在模组下支撑板9-7上，与9-18样品杯支架相连，单向阻尼9-6防止拿取样品杯时直接滑落而导致样品溅出。吸气管接头9-8外部与流量计连接，进水管接头9-9外部与进水泵相连接，电磁水位计9-12紧贴样品杯外壁，用来检测水位，所述9-11浮子水位计和9-12电磁水位计固定在模组上支撑板9-2上，与水位计检测模块16相连,防止电磁水位计失效导致水溢出，所述电导率传感器9-13固定在模组上支撑板9-2上，与电导率测试模块的变送器15相连。电导率传感器9-13测试样品杯中的电导率值，进气管9-14外部与TSP传感器相连接。当样品杯取下时，微动开关9-15脱离样品杯而输出无样品杯信号，此时不启动加水泵，防止电磁水位计检测不到水位而进水。样品杯9-16安装在样品杯底座9-17上，样品杯底座9-17托住样品杯可以在导向滑杆上9-5上下移动来实现取样及测试操作。当样品杯抬起到上方时，样品杯9-16的杯沿可以与密封圈9-10进行密封，然后通过两端的弹簧搭扣9-4进行锁紧，从而保证样品杯9-16与模组上支撑板9-2的密封性，完成了空气中灰尘颗粒的采集。所述微动开关9-15定在模组立柱9-3上，与进水泵6相连。所述弹簧扣9-4固定在样品杯支架9-18上。密封圈9-10固定在模组上支撑板9-2的下面，尺寸比样品杯口稍大，在样品杯上托时保证样品杯的密封。
所述电导率测试模块的变送器15固定在壳体7的后面板的下部，与测试模块9的电导率传感器9-13相连，所述加热带12固定在壳体7后面板的上部，与系统控制主板19相连，所述水位检测模块16按装在壳体7的后面板的下部，输出端与系统控制主板19相连，输入端分别与9-11浮子水位计和9-12电磁水位计相连。
仪器水箱的加水口5的上端盖有螺纹盖，用来防尘防水。其下端通过管路与水箱的进水口相连接，可对仪器的水箱10进行补水。所述自动进水泵6的出水端与测试模块9连接，进水端与水箱10进行连接，当水位检测模块16检测到测试模块中水位不足需要补水时，自动进水泵6启动将水箱10里的水补充到测试模块9中，完成自动补水功能。
所述机箱风扇11与壳体7两侧相连，当夏天温度过高时，启动风扇，以保证机箱内的温度不会太高，当温湿度传感器4检测到室外温度低于5℃时，加热带12自动启动加热功能，防止室外天气寒冷时，测试模块9及水箱10内的纯净水结冰而无法测试的问题。从而保证了系统在各种气温下都能够长期稳定的工作。
所述GPRS模块14通过螺丝与壳体7进行连接， 所述GPRS通信天线3自带磁力固定底座，GPRS模块14内置SIM卡用来进行远程通信，GPRS模块14通过TCP/IP协议与服务器进行连接，服务器端程序对固定的IP地址进行监听，任何连接至此IP地址的客户端都会进行存储与管理，并与各个客户端进行通信，从而实现数据远程传输与控制的功能。
所述系统控制主板19负责系统的采集控制通信能功能，显示触摸屏18和系统控制主板19分别通过螺丝、铜柱与壳体7相连，壳体7下端面通过螺丝与仪器的支架17相连。
如图3所示，在采样管底部出口处安装有一个起泡器，迫使气体分散成细小的气泡，增加与水的接触面积。同时延长气泡在水中逸出的路径，还可以在适当部位增加导流板，可有效的延长气泡运动路径，从而提高溶解过滤能力，保证空气中的样品能够完全溶解到水中，防止采集的气体在水中以一个大水泡的形式向上逸出。
所述壳体采用铝合金材质。所述壳体内壁设置隔热层，对内部元器件进行隔热保护。所述风扇为带轴承的交流风扇，在降低噪音的情况下又极大提高使用寿命，适合野外使用，在风扇外加装防尘网，保证仪器内部的清洁。
如图2所示，本实用新型数据传输原理如下：仪器内置GPRS模块进行远程通信，GPRS模块通过TCP/IP协议与Web服务器进行连接，服务器端程序对固定的IP地址进行监听，任何连接至此IP地址的客户端都会进行存储与管理，并与各个Web客户端进行通信，Web客户端发送的任意数据都会传输到服务端，服务端区分心跳包与非心跳包，解析出有用的数据信息，存储到数据库中，做持久化存储，方便后期数据管理与数据分析。同一Web客户端断开连接后，再次连接到服务端，服务端需要更新其信息，方便管理连接的客户端。同时所有仪器信息都要先与控制仪器服务器进行通信，控制仪器服务器与Web服务器进行数据交互，然后Web客户端与Web服务器进行通信，Web客户端支持远程查询控制功能，可以远程启动或停止仪器，可以根据天气情况实时的调节绝缘子污秽物的测量周期，从而对污秽物过多的绝缘子进行及时处理，Web客户端可以实时参看监测点的信息，包含检测点的地理信息及污秽物值，提示专业人员及时处理，从而减小了变电污闪的概率,提高供电系统的可靠性。
