绝缘子盐密憎水性等级测试仪的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种等级分析检测器，特别涉及一种绝缘子盐密憎水性等级测试仪，属于输电线路技术绝缘监督检测装置。包括发光二极管，光敏电阻，电位器，显示驱动器，显示器，单片机，三极管，电源和开关，光敏电阻和电位器的串联支路与发光二极管并联后连接在电源两端，三极管的基极连接光敏电阻和电位器的公共端，发射极连接电源负极，集电极连接单片机，单片机通过显示驱动器连接显示器，开关、单片机和显示驱动器连接电源。本发明无需摘挂可以防止被测绝缘子在搬运过程中绝缘子附着的污秽物脱落，不但提高测量绝缘子盐密憎水性的准确度，而且可以大大降低了试验人员的工作强度，提高了工作效率。
【专利说明】绝缘子盐密憎水性等级测试仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种等级分析检测器，特别涉及一种绝缘子盐密憎水性等级测试仪，属于输电线路技术绝缘监督检测装置。
【背景技术】
[0002]输电线路悬式绝缘子盐密憎水性测试是电网防污闪的重要内容，是获取电网运行绝缘子防污闪参数的测试方法。运行一定时期的绝缘子其表面，受周围环境对其的影响，绝缘子瓷质部分复合绝缘子材料表面，因自身电场作用和吸附作用下，绝缘子表面和铁件部分会附着污秽，当环境脏污时，绝缘子表面会形成与脏污源相同的污秽。当绝缘子污秽形成一定量时，会伴随着运行电压和湿度，在绝缘子表面形成电流通道。为保障电网线路的安全运行，制定相应的防污闪防范措施，因此，要对输电线路悬式绝缘子盐密憎水性测试进行测试，掌握盐密憎水性等级(或饱和污秽度)的测试方法和结果，给出电网污秽等级划分的新参数，即以盐密憎水性确定污秽等级，以供防污闪制定防范措施。
[0003]目前，对盐密憎水性的测试主要有两种，一种是工作人员将被测绝缘子喷水雾，然后采用高清照相机进行拍照，将照片带回检测室通过数字图像处理软件进行盐密憎水性等级的检测和判断，该方法比较麻烦，甚至会由于拍摄照片不合格而来回折返拍照，增加工作人员的工作量，且由于拍照误差问题，影响检测的准确性；另一种方式是将被测绝缘子摘下搬运回检测室进行检测，不但增加工作人员的工作量和工作强度，还会在搬运过程中造成附着污秽物的脱落，降低了盐密憎水性检测的准确度，降低了工作效率。
【发明内容】
[0004]根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的问题是:提供一种无需摘挂绝缘子，提高检测准确度，降低试验人员的工作强度，提高工作效率的绝缘子盐密憎水性等级测试仪。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]所述的绝缘子盐密憎水性等级测试仪，包括发光二极管，光敏电阻，电位器，显示驱动器，显示器，单片机，三极管，电源和开关，光敏电阻和电位器的串联支路与发光二极管并联后连接在电源两端，三极管的基极连接光敏电阻和电位器的公共端，发射极连接电源负极，集电极连接单片机，单片机通过显示驱动器连接显示器，开关、单片机和显示驱动器连接电源。开关连接电源正极，设置在电源正极和显示驱动器的连接支路之间。
[0007]所述的发光二极管和光敏电阻分别设置在U型槽上部的两端，U型槽下部连接壳体，壳体内部设置电位器，显示驱动器，显示器，单片机，三极管VTl和电源VI。所述的绝缘子盐密憎水性等级测试仪电路简单，选用万用板安装电路元器件，选用6X5.4cm的万用板，减小检测器的功率，提高可靠性，并降低成本，尽量减少电子元件的使用数量。壳体设置为扁平状，方便携带和使用。
[0008]进一步地优选，显示器采用6个等级显示灯和一个显示屏，等级显示灯和显示屏设置在壳体上，壳体上还设置有连接壳体内部电路的开关。方便根据显示情况进行处理，等级显示灯显示憎水性等级，显示屏可是显示盐密值。
[0009]进一步地优选，电源采用干电池或蓄电池。电池尽量小些，选用7号电池，减少体积，方便携带。
[0010]进一步地优选，三极管采用2SC1815。三极管2SC1815的放大倍数大约是150。
[0011]进一步地优选，电位器Pg采用5ΚΩ电位器。电位器的值是随着光敏电阻的不同来调节的，本设计的电位器调到1ΚΩ时达到理想的状态，在光电探头内的输电瓷瓶绝缘子有水珠退角时，电位器的平均值为3.6K Ω，无水珠退角时电位器的平均值为IK Ω，水珠的折射率为1.34，输电瓷瓶绝缘子的水珠折射率，选用5ΚΩ电位器，以便于组装完成后对电路做调试。
[0012]所述的绝缘子盐密憎水性等级分析检测方法，包括以下步骤:
[0013]将待检测的绝缘子喷水形成水珠，然后闭合检测器的开关，将检测器上端的U型槽覆盖喷水所形成的水珠，发光二级管发光，光敏电阻进行光的接收，光敏电阻通过经过水珠后所接收到的光确定光敏电阻的阻值和两端电压以及分压作用下电位器两端的电压，进而使三极管截至或导通，然后将信号传送至单片机，通过单片机进行信号分析和输出，同时控制显示驱动器动作，进行盐密憎水性等级的显示。
[0014]将待检测的绝缘子喷水在绝缘子表面形成电极，然后闭合检测器的开关，将检测器上端的U型槽覆盖喷水所形成的水珠，发光二级管发光，光敏电阻进行光的接收，光敏电阻通过经过水珠后所接收到的光确定光敏电阻的阻值和两端电压以及分压作用下电位器两端的电压，进而使三极管截至或导通，然后将信号传送至单片机，通过单片机进行信号分析和输出，同时控制显示驱动器动作，进行盐密等级的显示。
[0015]开关闭合后，发光二极管发光，当喷水有水珠后，由于先后发生折射现象，进入光敏电阻的光很少，此时光敏电阻的阻值很大，在光敏电阻的分压作用下电位器两端的电压小于0.7V，三极管处于截止状态，显示电路不发生报警，HC1-HC6等级显示灯不显示。当喷水无退角时，光线直接通过液滴水珠而没有发生偏折，光敏电阻的阻值变小，两端的电压随之变小，导致电位器两端分得的电压变大，当电位器两端电压大于0.7V时，三极管处于导通状态，报警模块两端的电压急剧升高到，单片机接收到的通过三极管的电压信号后进行分析，进而确定光敏电阻的阻值，最后确定后退角，并通过HC1-HC6等级显示灯进行显示，同时还可以根据通过三极管的电压信号后进行分析和计算确定等值附盐密度(ESDD)值，通过显示屏显示。
[0016]本发明所具有的有益效果是:
[0017]所述的绝缘子盐密憎水性等级测试仪是根据电力系统防污闪需要，发明研制的一种绝缘子专用污秽绝缘子盐密憎水性等级专用分析检测器，是替代传统的绝缘子污秽取样的检测分析的新方法，采用绝缘子污秽盐密憎水性等级专用分析检测器，无需摘挂可以防止被测绝缘子在搬运过程中绝缘子附着的污秽物脱落，不但提高测量绝缘子盐密憎水性的准确度，而且可以大大降低了试验人员的工作强度，提高了工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明的电路原理图；[0019]图2为本发明的结构示意图；
[0020]图3为本发明的光路传播示意图；
[0021]图4为本发明的盐密检测原理框图；
[0022]图5为本发明的憎水性检测原理框图；
[0023]其中，LED、发光二极管；Rg、光敏电阻；Pg、电位器；VT1、三极管；V1、电源；S、开关；
1、显不驱动器；2、显不器；3、单片机；4、U型槽；5、壳体；6、等级显不灯；7、开关；8、显不屏。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述:
[0025]如图1-图5所示，本发明所述的绝缘子盐密憎水性等级测试仪，包括发光二极管LED，光敏电阻Rg，电位器Pg，显示驱动器1，显示器2，单片机3，三极管VT1，电源Vl和开关S，光敏电阻Rg和电位器Pg的串联支路与发光二极管LED并联后连接在电源Vl两端，三极管VTl的基极连接光敏电阻Rg和电位器Pg的公共端，发射极连接电源Vl负极，集电极连接单片机3，单片机3通过显示驱动器I连接显示器2，开关S、单片机3和显示驱动器I连接电源VI，发光二极管LED和光敏电阻Rg分别设置在U型槽4上部的两端，U型槽4下部连接壳体5，壳体5内部设置电位器Pg，显示驱动器1，显示器2，单片机3，三极管VTl和电源VI。
[0026]所述的U型槽(U型能覆盖面积2mm2)将喷水的水珠覆盖在U型槽内，U型槽的左右开两个缝隙内两边各方高亮度的发光二极管和光敏电阻，U型缝隙地尺寸不能太小，否则会产生衍射，两狭缝隙的覆盖的主要目的是使得通过覆盖的光线就会发生折射，这时候只有很少的光通过光敏电阻的之间的狭缝覆盖面积，光敏电阻的阻值很大，因此由于分压作用，电位器两端的电压很小，三极管处于截止状态，数据不显示，当输电线的绝缘子表面积没有水珠时，光沿着实线传播，光敏电阻的阻值变得很小，因此由于分压作用，电位器两端的电压变大，三极管处于导通状态，驱动电路(或HC1-HC6)数据显示。
[0027]其中，显示器2采用6个等级显示灯6和一个显示屏8,等级显示灯6和显示屏8设置在壳体5上，壳体5上还设置有连接壳体5内部电路的开关7。电源Vl采用干电池或蓄电池，三极管VTl采用2SC1815，电位器Pg采用5ΚΩ电位器。
[0028]所述的绝缘子盐密憎水性等级分析检测方法，包括以下步骤:
[0029]将待检测的绝缘子喷水形成水珠，然后闭合检测器的开关，将检测器上端的U型槽4覆盖喷水所形成的水珠，发光二级管LED发光，光敏电阻Rg进行光的接收，光敏电阻Rg通过经过水珠后所接收到的光确定光敏电阻的阻值和两端电压以及分压作用下电位器Pg两端的电压，进而使三极管VTl截至或导通，然后将信号传送至单片机3，通过单片机3进行信号分析和输出，同时控制显示驱动器I动作，进行盐密憎水性等级的显示。
[0030]其中，人工污秽试验时绝缘子表面污秽度用盐密和灰密表示，等值盐密用于描述现场绝缘子自然污移。参照盘形绝缘子(reference cap and pin insulator):用于测量及描述现场污秽度的绝缘子。传统上IEC60815规定为线路用标准盘形悬式绝缘子(盘径255_、结构高度 146_、爬距 300mm);我国产品型号为 XP-70 和 XP-160、LXP-70、LXP-160,XWP2-70和XWP2-160也作为参照绝缘子。
[0031]取样范围，即爬电距离:沿绝缘子绝缘表面两端的金具之间最短距离或最短距离之和，两端金具之间的水泥和任何其它非绝缘材料的表面不计入爬离。
[0032]取样污秽试验时，盐密(SDD):涂覆于试品绝缘子绝缘表面的氯化钠总量与绝缘表面面积之比，表示为uc/cm2 (mg/cm2)。
[0033]取样污秽的等值附盐密度(ESDD):电导率等同于溶解后现场绝缘子绝缘表面自然污秽水溶物的氯化钠总量与绝缘表面面积之比，表示为uc/cm2 (mg/cm2)。
[0034]不溶物密度(NSDD): 绝缘表面非水溶性物质总量与绝缘表面面积之比，表示为uc/cm2 (mg/cm2)。
[0035]现场污秽度(SPS):参照绝缘子表面连续3至5年积污获得的最大等值盐密和灰密(污秽取样须在积污季节后期进行)。
[0036]绝缘子憎水性等级分析检测器使用时，使用者戴上专用手套。在不改变原喷水后的结构的前提下，采用简单的模拟电路和U型光电转换元件实现憎水性判断并由此显示HC1-HC6憎水性等级。
[0037]HCl:只有分离的水珠，大部分水珠的后退角Θ r≥80° ;
[0038]HC2:大部分水珠的后退角50° ( Θ r≤80° ;
[0039]HC3:水珠不再是圆的，大部分水珠的后退角20° ≤Θ r50° ；
[0040]HC4:同时存在着分离的水珠与水带,完全湿润的水带面积小于2mm2,总面积小于被测区域面积的90% ；
[0041]HC5:一些完全湿润的水带面积大于2mm2，总面积小于被测区域面积的90% ；
[0042]HC6:退出运行。
[0043]本发明结构简单，便携，适于地面和高空作业，采用光电传感方法，适用于各种型号的绝缘子，现场憎水性等级分析检测方法，解决了因瓷瓶规格不同，人为手动造成铁件部分无关污秽的散落到测量器具内，导致所述数据不准或过大，导致憎水等级过大的问题。
【权利要求】
1.一种绝缘子盐密憎水性等级测试仪，其特征在于:包括发光二极管(LED)，光敏电阻(Rg),电位器(Pg)，显示驱动器(1)，显示器(2)，单片机(3)，三极管(VT1)，电源(Vl)和开关(S)，光敏电阻(Rg)和电位器(Pg)的串联支路与发光二极管(LED)并联后连接在电源(Vl)两端，三极管(VTl)的基极连接光敏电阻(Rg)和电位器(Pg)的公共端，发射极连接电源(Vl)负极，集电极连接单片机(3)，单片机(3)通过显示驱动器(I)连接显示器(2)，开关(S)、单片机(3)和显示驱动器(I)连接电源(VI)。
2.根据权利要求1所述的绝缘子盐密憎水性等级测试仪，其特征在于:所述的发光二极管(LED)和光敏电阻(Rg)分别设置在U型槽(4)上部的两端，U型槽(4)下部连接壳体(5)，壳体(5)内部设置电位器(Pg)，显示驱动器(1)，显示器(2)，单片机(3)，三极管(VTl)和电源(VI)。
3.根据权利要求1所述的绝缘子盐密憎水性等级测试仪，其特征在于:所述的显示器(2)采用6个等级显示灯(6)和一个显示屏(8)，等级显示灯(6)和显示屏(8)设置在壳体(5)上，壳体(5)上还设置有连接壳体(5)内部电路的开关(7)。
4.根据权利要求1所述的绝缘子盐密憎水性等级测试仪，其特征在于:所述的电源(Vl)采用干电池或蓄电池。
5.根据权利要求1所述的绝缘子盐密憎水性等级测试仪，其特征在于:所述的三极管(VTl)采用 2SC1815。
6.根据权利要求1所述的绝缘子盐密憎水性等级测试仪，其特征在于:所述的电位器(Pg)采用5ΚΩ电位器。
7.—种绝缘子盐密憎水性等级分析检测方法，其特征在于包括以下步骤: 将待检测的绝缘子喷水形成水珠，然后闭合检测器的开关，将检测器上端的U型槽(4)覆盖喷水所形成的水珠，发光二级管(LED)发光，光敏电阻(Rg)进行光的接收，光敏电阻(Rg)通过经过水珠后所接收到的光确定光敏电阻的阻值和两端电压以及分压作用下电位器(Pg)两端的电压，进而使三极管(VTl)截至或导通，然后将信号传送至单片机(3)，通过单片机(3)进行信号分析和输出， 同时控制显示驱动器(I)动作，进行盐密憎水性等级的显/Jn ο
【文档编号】G01N13/00GK103900936SQ201410115289
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2014年3月26日
【发明者】赵延华, 蒋涛, 杨学杰, 苗军, 孙晓斌, 冯曰敏, 石安 申请人:国家电网公司, 国网山东省电力公司淄博供电公司