专利名称：高压输电线路灰密测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用在高压输电线路上的测量装置，具体地说是一种高压输电线路灰密测量装置。
技术背景 架空输电线路在运行过程中，空气中的尘土、盐碱、工业烟尘等
各种微粒或鸟粪都会堆积在绝缘子外表面形成污秽层；绝缘子的积污是指绝缘子运行一定时间后表面污秽所达到的饱和值，即粘附到绝缘子表面的污秽和被雨水冲刷掉与被风吹掉的污秽在宏观上所达到的动平衡状态。绝缘子的污秽程度与其造型、环境污秽种类及程度、线路附近气候条件等因素有关，在整个积污过程中，当受到雨水的自洁作用，绝缘子表面的污秽呈锯齿状下降，然后再逐渐上升。污秽在未达到饱和值前，总的趋势为上升状态，直至达到饱和值为止。
高压绝缘子表面的污秽包含溶性成分和不溶性成分，其中可溶性成分的含量用盐密(等值盐密度ESDD)表示，灰密(非可溶沉淀物密度NSDD)是指附着绝缘子表面不能溶解于水的物质除以表面积的结果，用于定量表示绝缘子表面非可溶残渣含量。
高压绝缘子表面的污秽，特别是灰密对电力系统的安全运行产生严重的影响，因此，要求定期监测和清洗绝缘子表面的灰密。传统的灰密检测方法是首先将线路停电，人工清洗绝缘子表面污秽，然后利用天平和滤纸测量出不溶于水的灰份重量。整个监测过程时间长，劳动强度大，测量数据分散，所测数据只能反映某个固定时段的灰密数据，不能跟踪随时间的灰密变化状况。同时测量方式易受天气、人员水平所限，误差较大，另外，测量时大量的高空作业具有一定的危险性。随着现代化监测技术的发展，急需一种能够达到实时、连续、在线、准确测量运行绝缘子灰密的测量方式
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高压输电线路灰密测量装置，该装置实现了实时、连续、在线、准确测量运行绝缘子表面的灰密。
本实用新型实现上述目的所采取的技术方案如下 一种高压输电线路灰密测量装置，其特征在于它包括石英传感器、无线网络和终端计算机；石英传感器与与终端计算机之间通过无线网络信号连接；进行数据通信。
石英传感器包括驱动器、激光器、Y形光纤束、滤波器、石英玻璃棒、等效处理器、终端光纤束、耦合器、第一光电变换器、第二光电变换器和基板；
驱动器输出端与激光器连接，激光器输出端与Y形光纤束连接；Y形光纤束的第一输出端与第一光电变换器连接；Y形光纤束的第二输出端与滤波器连接，滤波器输出端与石英玻璃棒连接，石英玻璃棒的外表面装有等效处理器，石英玻璃棒末端通过耦合器与终端光纤束连接，终端光纤束输出端与第二光电变换器连接；第一光电变换器和第二光电变换器均与基板相接。
基板由数据比较模块COMP、数据处理模块PROCESS 、数据传输模块TRANS组成；数据比较模块与数据处理模块连接，数据处理模块与数据传输模块连接，数据传输模块与无限网络信号连接。
使用时，将石英传感器悬挂到环境污秽比较严重输电线路上，即将石英传感器放置在与高压线路绝缘子处在相同污染的大气环境中，那么，石英传感器所受到的污染与绝缘子所受到的污染是一样的，通过石英传感器对环境的灰密值进行测量，并将测得数据通过GSM/GPRS/CDMA无限网络传输到后台的终端计算机上进行运算分析，从而通过相关参数的变化反映出现场灰密的变化。
使用过程中，可定期对石英传感器悬挂区域输电线路绝缘子污秽程度进行现场实际检测，通过对石英传感器测量数据和实际测量数据进行比较试验，确保两者数据的一致性。
本实用新型利用监测石英传感器的光能参数变化，建立具有对应关系的数学模型计算得出绝缘子表面的灰密，同时利用传统的人工监测法进行数据对比，
经过对数学模型的不断修正，实现对输电线路污秽程度的在线监测。
本实用新型在不停电的情况下对灰密进行实时、在线监测，准确捕捉积污期间的饱和污秽度，为新建输变电工程提供外绝缘设计依据；掌握电网主网架输变电设备的积污规律，从而预防、减少污闪事故的发生。对电网的运行提供安全保障，也为国民经济的发展和广大人民群众的生活质量提供保障。能准确的监测到人工测量方法很难或不能测量的饱和污秽度及实时状态污秽度，解决了人工测量方法带来的各种问题，能够准确、实时、在线的实现绝缘子灰密监

图1是本实用新型的组成示意图，
图2是石英传感器的结构示意图，
图3是石英传感器基本原理图。图中HSM无限网络，2—石英传感器，，201—驱动器、202—激光器、203—Y形光纤束、204—滤波器、205—石英玻璃棒、206—等效处理器、207—终端光纤束、208—第一光电变换器、209—第二光电变换器、210_基板、211一数据比较模块C(MP、 212—数据处理模块PROCESS、 213—数据传输模块TRANS、214—耦合器，3—终端计算机，4—铁塔，Ol—激光源，02—输出光，El—基模，E2—高次模，Wl—污秽物，W2—污移物。
具体实施方式如图1所示 一种高压输电线路灰密测量装置，其特征在于它包括悬挂在各个输电线路铁塔4的石英传感器2、 GSM无限网络1和终端计算机3;石英传感器2通过GSM无限网络1与终端计算机3信号连接，实现信号相互传输。
参见图2:石英传感器2包括驱动器201、激光器202、 Y形光纤束203、滤波器204、石英玻璃棒205、等效处理器206、终端光纤束207、耦合器214、第一光电变换器208、第二光电变换器209和基板210;
驱动器201输出端与激光器202连接，激光器202输出端与Y形光纤束203连接；Y形光纤束203的第一输出端与第一光电变换器208连接；Y形光纤束203的第二输出端与滤波器204连接，滤波器204输出端与石英玻璃棒205连接，石英玻璃棒205的外表面装有等效处理器206，石英玻璃棒205末端通过耦合器214与终端光纤束207连接，终端光纤束207输出端与第二光电变换器209连接;第一光电变换器208和第二光电变换器209均与基板相接。作为能可以改变光传感面的等效处理器206，用于提高用户需求测量范围内的测量精度.
基板210由数据比较模块C0MP211、数据处理模块PROCESS212、数据传输模块TRANS213组成；数据比较模块211与数据处理模块212连接，数据处理模块212与数据传输模块213连接，数据传输模块213与GSM无线网络1信号连接。
激光器在驱动器的驱动下，产生高稳定的激光功率，经Y形光纤束的第一输出端、滤波器进入石英玻璃棒。再经等效处理器、终端光纤束送到第二光电变换器，由第二光电变换器将光信号转换为电信号P1，进入基板，提供用于比较的信息。当石英玻璃棒上有污秽时，进入第二光电变换器的光功率减小，反映它已受到污秽的影响。激光器产生的另一路激光功率经Y形光纤束的第二输出端送至第一光电变换器，由第一光电变换器将光信号转换为电信号P2，进入基板，P2作为用于比较的基础信息；电信号Pl与电信号P2经数据比较模块C0MP、数据处理模块PROCESS处理后由数据传输模块TRANS经由GSM无限网络传送到监控中心的终端计算机，由终端计算机与湿度、温度等参数进行综合数字处理，得到灰密值。
参见图3:图中的箭头和内部的虚线以及双线箭头都代表了光的传输路线。石英玻璃棒与大气整个体形成一个光导体；激光源进入石英玻璃棒后分解为基膜E1和高次模E2;光传输时候绝大部分功率沿石英玻璃棒传输(基膜)，少量沿着石英玻璃棒和空气的接触面传输(高次模)；表面污秽物Wl和W2的污秽程度影响了光折射率，形成不同的功率损耗，导致输出光02发生变化；检测输出光02功率损耗来判定污秽大小，通过对环境参数的综合数字处理得到灰密值，并绘制污秽分布图。
为保证灰密传感的灵敏度和精确度，最好采用高稳定度的激光驱动器,它可以保证激光器在允许温度变化范围内获得要求的输出功率。为了在光传感元件石英玻璃棒中得到稳定的光传输；要选择高质量低损耗的石英玻璃材料制作石英玻璃棒，最好是纯度达99.99%的石英材料，使石英玻璃棒的传输损耗的影响在应用中基本上可以忽略。
上面给出了本实用新型的实施方式，但并不意味对本实用新型的限制，如所说的无线网络也可以是GPRS/CDMA无限网络。
权利要求1、一种高压输电线路灰密测量装置，其特征在于它包括石英传感器(2)、无线网络(1)和终端计算机(3)；所述石英传感器(2)与所述终端计算机(3)之间通过所述无线网络(1)信号连接；相互传输信号。
2、如权利要求l所述的一种高压输电线路灰密测量装置，其特征在于所述石英传感器(2)包括驱动器(201)、激光器(202) 、 Y形光纤束(203)、滤波器(204)、石英玻璃棒(205)、等效处理器(206)、终端光纤束(207)、耦合器(214)、第一光电变换器(208)、第二光电变换器(209)和基板(210);所述驱动器(201)输出端与所述激光器(202)连接，所述激光器(202)输出端与所述Y形光纤束(203)连接；所述Y形光纤束(203)的第一输出端与所述第一光电变换器(208)连接；所述Y形光纤束(203)的第二输出端与所述滤波器(204)连接，所述滤波器(204)输出端与所述石英玻璃棒(205)连接，所述石英玻璃棒(205)的外表面装有所述等效处理器(206)，所述石英玻璃棒(205)末端通过所述耦合器(214)与所述终端光纤束(207)连接，所述终端光纤束(207)输出端与所述第二光电变换器(209)连接；所述第一光电变换器(208)和所述第二光电变换器(209)均与所述基板(210)相接。
3、 如权利要求1所述的高压输电线路灰密测量装置，其特征在于所述基板(210)由数据比较模块COMP (211)、数据处理模块PROCESS (212)、数据传输模块TRANS (213 )组成；所述数据比较模块(211)与所述数据处理模块(212)连接，所述数据处理模块(212)与所述数据传输模块(213)连接，所述数据传输模块(213)与所述GSM无线网络(1)信号连接。
4、 如权利要求l、 2或3所述的一种高压输电线路灰密测量装置，其特征在于所述石英玻璃棒(205)是纯度为99.99%的石英材料制作。
5、 如权利要求4所述的一种高压输电线路灰密测量装置，其特征在于所述无线网络(1)是GSM/GPRS/CDMA无线网络。
专利摘要一种高压输电线路灰密测量装置，包括石英传感器、无线网络和终端计算机；石英传感器与无线网络信号连接，无线网络与终端计算机信号连接。石英传感器包括驱动器、激光器、Y形光纤束、滤波器、耦合器、石英玻璃棒、等效处理器、终端光纤束、第一光电变换器、第二光电变换器和基板；驱动器输出端与激光器连接，激光器输出端与Y形光纤束连接；Y形光纤束的第一输出端与第一光电变换器连接；Y形光纤束的第二输出端与滤波器连接，滤波器输出端与石英玻璃棒连接，石英玻璃棒的外表面装有等效处理器，石英玻璃棒末端通过耦合器与终端光纤束、第二光电变换器依次连接；两光电变换器均与基板相接。它能准确、实时、在线实现绝缘子灰密监测。
文档编号G01N9/24GK201319008SQ20082018108
公开日2009年9月30日 申请日期2008年12月15日 优先权日2008年12月15日
发明者刘世斌, 刘生琳, 飞 周, 宋巍巍, 张学云, 帆 杨, 柴世刚 申请人:甘肃省电力公司金昌供电公司;武汉康普常青软件技术有限公司