专利名称：一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统及方法
技术领域：
本发明属于输电线路灾害预防的技术领域，具体涉及一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统及方法，目的是为电力系统一线工作人员提供一套污秽试验的自动控制与智能分析系统，简单高效地指导生产实际运行。
背景技术：
据统计，由于污秽而引起的绝缘子闪络事故目前在电网总事故中已经占第二位， 仅次于雷害事故，但污闪事故造成的损失却是雷害事故的10倍。为了保障输电线的正常运行，日常维护单位需要获得绝缘子污秽度参数。其中污秽绝缘子的污闪电压是表征绝缘子性能的最直接最理想的污秽度参数。然而污秽绝缘子的污耐压试验(需要有特殊的试验设备和人工雾室)，又需要有专业技术知识的人员才能进行操作试验，不利于普及。

发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统及方法，为电力系统一线工作人员提供一套污秽试验的自动控制与智能分析系统，简单高效地指导生产实际运行。所述的一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统，包括依次通过信号连接的工控机、线路板及实验设备，其特征在于所述的工控机为一体式结构，包括通过信号连接的触摸式的显示器、数据处理模块和专家系统模块，所述的线路板包括试验自动控制模块及数据采集模块，所述的实验设备包括雾发生装置、雾室及用于向雾室内的待测试品提供特定电压的试验电源，所述的雾室内设置待测试品，所述的试验自动控制模块包括通过信号连接的设备状态监测器和试验控制器，所述的设备状态监测器与雾室、试验电源分别电路连接，所述的试验控制器分别与雾发生装置、试验电源及雾室电路连接，所述的数据采集模块与待测试品电路连接，采集待测试品的数据，由数据处理模块处理后，再经专家系统模块分析得到结论，并在显示器显示。所述的一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统，其特征在于所述的数据处理模块和设备状态监测器通过信号连接，在特定的试验模式下数据处理模块发现泄漏电流的数值停止上升趋于稳定，将该信息反馈给设备状态监测器，设备状态监测器再反馈给试验控制器，试验控制器控制试验电源降压至电压为O伏特，而后分闸。所述的一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统，其特征在于所述的数据处理模块用于提取脉冲或泄漏电流有效值。所述的一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统，其特征在于所述的专家系统模块包括实验数据库、特征量计算对比器、专家结论输出器及数据库学习扩充器。所述的一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统，其特征在于所述的显示器包括各路控制开关显示模块、试验设备状态显示模块、泄漏电流波形显示模块及专家结论显示模块。所述的一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统，其特征在于所述的试验控制器与警铃指示灯电连接。所述的一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统的方法，其特征在于所述的方法包括如下步骤
1)将待测试品放入雾室内，接好电线，并将相应的设备连接，就绪；
2)打开工控机，根据显示器上出现的指令，将待测试品的型号输入工控机中；
3)启动试验自动控制程序，警铃指示灯亮，查看刀闸、主接触器及急停键属于正常状态，将刀闸合上，由试验控制器控制雾发生装置工作，给雾室加雾至相对湿度为100%，同时试验控制器控制调压器对雾室内的待测试品进行升压，至电压表上的压力至设定值；
4)升压到设定电压值后，由数据采集模块采集雾室内待测试品的泄漏电流数据，高速传输给数据处理模块进行数据处理，提取脉冲数、泄漏电流有效值等特征量，再输入至专家系统模块进行分析；
5)数据采集结束后，依次关闭雾发生装置、降压、分闸，警铃指示灯熄灭，所述的电压最低降为O伏特；
6)步骤4)所述的专家系统模块收到数据处理模块的数据后，调出实验数据库里的数据，用特征量计算对比器将两种数据进行对比，并得出结论，由专家结论输出器将结论输出入显示器的专家结论显示模块上，同时将该型号的待测试品的数据保存至数据库学习扩充器中。所述的一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统的方法，其特征在于所述的数据处理模块处理泄漏电流数据时，发现泄漏电流的数值停止上升，趋于稳定时， 将信号反馈给设备状态监测器，设备状态监测器将信号传给试验控制器，由试验控制器控制调压器开始降压及分闸。所述的一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统的方法，其特征在于当出现闪络事件，数据处理模块监测到瞬间的大电流，同时试验电源电路保护装置工作， 设备状态监测器检测到主接触器自动分闸信号时，试验控制器自动控制调压器开始降压及分闸。通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下
O本发明的试验自动控制模块基于工控机控制，能根据试验的进行状态，按照 [IEC-60507 (1991)标准，通过工控机自动控制试验电源的分闸、合闸、升压、降压；能根据试验的具体需要控制人工气候环境，给待测试品绝缘子提供不同的自然环境，用于检测绝缘子的各种性能参数；
2)本发明的数据采集模块能以最高(30K)的采样率对泄漏电流、温度、湿度、气压等关键模拟量参数实现高速采集，时间短，效率高，所得的数据准确率高；
3)本发明的数据处理模块能对数据采集模块采集的数据进行实时的分析，将庞大的数据转换为分析所需的多种特征量，如肪冲或泄漏电流有效值等，给专业人员一个比较直观的判断，从而知道待测试品绝缘子的性能，判断是否需要进行清洗；
4)本发明的专家系统模块可以将经过处理的特征量数据与实验数据库内保存的重庆大学“输配电装备及系统安全与新技术”国家重点实验室庞大的试验数据进行比较，并结合外绝缘专业知名专家所提出的理论与多年的研究经验，得到直观的、量化的污秽度指数，给普通人员一个很直观的信号，来判断是否需要进行清洗；
5)本发明的显示器作为人机交互的平台，能直观的反应试验的状态，既能给专业人员提供详细的波形、数据等，又能给普通操作人员提供简洁明了的实验结果，使用方便；
6)本发明通过采用上述技术，得到的一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统，结构简单，可作为一个整体应用于大型污秽试验装置或便携式移动污秽试验装置， 也可通过功能模块的增减组合应用于输电线路在线式监测装置；
7)通过本发明的自动控制与智能分析系统的方法，对绝缘子的污秽度指数判断，操作方便，结论直观、而且精准可靠，技术人员可以根据得到的指数，判断待测试品绝缘子是否要及时清洗，避免过早清洗未达到污染程度的绝缘子，带来不必要的工作强度，更可以避免未及时清洗绝缘子，带来不必要的麻烦。


图I为本发明的系统框图2为本发明的流程框图。图中1_数据采集模块，2-数据处理模块，3-显示器，4-专家系统模块，5-试验自动控制模块，6-设备状态监测器，7-试验控制器，8-各路控制开关显示模块，9-试验设备状态显示模块，10-泄露电流波形显示模块，11-专家结论显示模块，12-实验数据库，13-特征量计算对比器，14-专家结论输出器，15-数据库学习扩充器，16-主接触器，17-调压器， 18-警铃指示灯，19-雾发生装置，20-雾室，21-试验电源，22-待测试品。
具体实施例方式以下结合说明书附图对本发明作进一步描述
如图1-2所示，一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统，包括依次通过信号连接的工控机、线路板及实验设备，所述的工控机为一体式结构，包括通过信号连接的触摸式的显示器3、数据处理模块2和专家系统模块4，所述的专家系统模块4包括实验数据库12、特征量计算对比器13、专家结论输出器14及数据库学习扩充器15，其中实验数据库12内储存有重庆大学“输配电装备及系统安全与新技术”国家重点实验室庞大的绝缘子污秽指数等试验数据，数据处理模块2用于高速提取特征量，如脉冲或泄漏电流有效值等，所述的线路板包括试验自动控制模块5及数据采集模块1，所述的实验设备包括雾发生装置19、雾室20及用于向雾室20内的待测试品22提供特定电压的试验电源21，所述的雾室20用于给待测试品22提供模拟自然环境，其内部设置待测试品22，所述的试验自动控制模块5包括通过信号连接的设备状态监测器6和试验控制器7，所述的设备状态监测器6 与雾室20、试验电源21分别电路连接，所述的试验控制器7分别与雾发生装置19、试验电源21及雾室20电路连接，所述的数据采集模块I与待测试品22电路连接，采集待测试品 22的数据，由数据处理模块2处理后，再经专家系统模块4分析得到结论，并在显示器3显示，所述的数据处理模块2和设备状态监测器6通过信号连接，在特定的试验模式下如耐压试验或闪络实验，数据处理模块2发现泄漏电流的数值停止上升趋于稳定，将该信息反馈给设备状态监测器6，设备状态监测器6再反馈给试验控制器7，试验控制器7控制试验电源21降压至电压为O伏特，而后分闸。为了设备操作的安全性能，该系统上设有警铃指示灯18，试验控制器7与警铃指示灯18电连接，在合闸操作之前，会同时发出视觉与听觉提醒，提醒现场操作人员注意安全。如图2所示，本发明的用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统的方法，其特征在于所述的方法包括如下步骤
1)将待测试品22放入雾室20内，接好电线，并将相应的设备连接，就绪；
2)打开工控机，根据显示器3上出现的指令，将待测试品22的型号输入工控机中，并按指令进行以下每一步操作；
3)启动试验自动控制程序，警铃指示灯18亮，查看主接触器16、主接触器及急停键属于正常状态，将主接触器16合上，由试验控制器7控制雾发生装置19工作，给雾室20加雾至相对湿度为100%，同时试验控制器7控制调压器17对雾室20内的待测试品22进行升压，至电压表上的电压至设定值，电压最高不超过30千伏；
4)升压到设定电压值后，由数据采集模块I采集雾室20内待测试品22的泄漏电流数据，高速传输给数据处理模块2进行数据处理，提取脉冲数、泄漏电流有效值等特征量，再输入至专家系统模块4进行分析；所述的数据处理模块2处理泄漏电流数据时，发现泄漏电流的数值停止上升，趋于稳定时，将信号反馈给设备状态监测器6，设备状态监测器6将信号传给试验控制器7，由试验控制器7控制调压器17开始降压及分闸；若出现闪络事件，数据处理模块2监测到瞬间的大电流，同时试验电源21电路保护装置工作，设备状态监测器 6检测到主接触器自动分闸信号时，试验控制器7自动控制调压器17开始降压及分闸；
5)数据采集结束后，依次关闭雾发生装置19、降压、分闸，警铃指示灯18熄灭，所述的电压最低降为O伏特；
6)步骤4)所述的专家系统模块4收到数据处理模块2的数据后，调出实验数据库12 里的数据，用特征量计算对比器13将两种数据进行对比，并得出结论，由专家结论输出器 14将结论输出入显示器的专家结论显示模块11上，同时将该型号的待测试品的数据保存至数据库学习扩充器15中。本发明通过采用上述技术，能根据试验的进行状态，按照IEC-60507 (1991)标准，通过工控机自动控制试验电源的分闸、合闸、升压、降压；能根据试验的具体需要控制人工气候环境，给待测试品绝缘子提供不同的自然环境，用于检测绝缘子的各种性能参数；数据采集模块能以最高(30K)的采样率对泄漏电流、温度、湿度、气压等关键模拟量参数实现高速采集，时间短，效率高，所得的数据准确率高；数据处理模块能对数据采集模块采集的数据进行实时的分析，将庞大的数据转换为分析所需的多种特征量，如脉冲数或泄漏电流有效值等，该数据由专家系统模块可以将经过处理的特征量数据与实验数据库内保存的重庆大学“输配电装备及系统安全与新技术”国家重点实验室庞大的试验数据进行比较，并结合外绝缘专业知名专家所提出的理论与多年的研究经验，得到直观的、量化的污秽给专业人员一个比较直观的判断，从而知道待测试品绝缘子的性能，判断是否需要进行清洗，普通人员一个很直观的信号，来判断是否需要进行清洗；所有的数据及结论都会在作为人机交互平台的显示器上显示，从显示器上直观的反应试验状态，能给专业人员提供详细的波形、 数据等，又能给普通操作人员提供简洁明了的实验结果，使用方便，可作为一个整体应用于大型污秽试验装置或便携式移动污秽试验装置，也可通过功能模块的增减组合应用于输电线路在线式监测装置；用于对绝缘子的污秽度指数判断，操作方便，结论直观、而且精准可靠，技术人员可以根据得到的指数，判断待测试品绝缘子是否要及时清洗，避免过早清洗未达到污染程度的绝缘子，带来不必要的工作强度，更可以避免受污严重的绝缘子因为未得到及时清洁所引发的严重事故。
权利要求
1.一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统，包括依次通过信号连接的工控机、线路板及实验设备，其特征在于所述的工控机为一体式结构，包括通过信号连接的触摸式的显示器(3)、数据处理模块(2)和专家系统模块(4)，所述的线路板包括试验自动控制模块(5 )及数据采集模块(I )，所述的实验设备包括雾发生装置(19 )、雾室(20 )及用于向雾室(20)内的待测试品(22)提供特定电压的试验电源(21)，所述的雾室(20)内设置待测试品(22)，所述的试验自动控制模块(5)包括通过信号连接的设备状态监测器(6)和试验控制器(7)，所述的设备状态监测器(6)与雾室(20)、试验电源(21)分别电路连接，所述的试验控制器(7)分别与雾发生装置(19)、试验电源(21)及雾室(20)电路连接，所述的数据采集模块(I)与待测试品(22 )电路连接，采集待测试品(22 )的数据，由数据处理模块(2 ) 处理后，再经专家系统模块(4)分析得到结论，并在显示器(3)显示。
2.根据权利要求I所述的一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统，其特征在于所述的数据处理模块(2)和设备状态监测器(6)通过信号连接，在特定的试验模式下数据处理模块(2)发现泄漏电流的数值停止上升趋于稳定，将该信息反馈给设备状态监测器(6)，设备状态监测器(6)再反馈给试验控制器(7)，试验控制器(7)控制试验电源 (21)降压至电压为O伏特，而后分闸。
3.根据权利要求I所述的一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统，其特征在于所述的数据处理模块(2)用于提取脉冲或泄漏电流有效值。
4.根据权利要求I所述的一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统，其特征在于所述的专家系统模块(4)包括实验数据库(12)、特征量计算对比器(13)、专家结论输出器(14)及数据库学习扩充器(15)。
5.根据权利要求I所述的一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统，其特征在于所述的显示器(3)包括各路控制开关显示模块(8)、试验设备状态显示模块(9)、 泄漏电流波形显示模块(10 )及专家结论显示模块(11)。
6.根据权利要求I所述的一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统，其特征在于所述的试验控制器(7)与警铃指示灯(18)电连接。
7.一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统的方法，其特征在于所述的方法包括如下步骤1)将待测试品(22)放入雾室(20)内，接好电线，并将相应的设备连接，就绪；2)打开工控机，根据显示器(3)上出现的指令，将待测试品(22)的型号输入工控机中；3)启动试验自动控制程序，警铃指示灯(18)亮，查看主接触器(16)、主接触器及急停键属于正常状态，将主接触器(16)合上，由试验控制器(7)控制雾发生装置(19)工作，给雾室(20)加雾至相对湿度为100%，同时试验控制器(7)控制调压器(17)对雾室(20)内的待测试品(22)进行升压，至电压表上的压力至设定值；4)升压到设定电压值后，由数据采集模块(I)采集雾室(20)内待测试品(22)的泄漏电流数据，高速传输给数据处理模块(2)进行数据处理，提取脉冲数、泄漏电流有效值等特征量，再输入至专家系统模块(4)进行分析；5)数据采集结束后，依次关闭雾发生装置(19)、降压、分闸，警铃指示灯(18)熄灭，所述的电压最低降为O伏特；6)步骤4)所述的专家系统模块(4)收到数据处理模块(2)的数据后，调出实验数据库(12)里的数据，用特征量计算对比器(13)将两种数据进行对比，并得出结论，由专家结论输出器(14)将结论输出入显示器的专家结论显示模块(11)上，同时将该型号的待测试品的数据保存至数据库学习扩充器(15)中。
8.根据权利要求7所述的一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统的方法，其特征在于所述的数据处理模块(2)处理泄漏电流数据时，发现泄漏电流的数值停止上升，趋于稳定时，将信号反馈给设备状态监测器(6)，设备状态监测器(6)将信号传给试验控制器(7 )，由试验控制器(7 )控制调压器(17 )开始降压及分闸。
9.根据权利要求7所述的一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统的方法，其特征在于当出现闪络事件，数据处理模块(2)监测到瞬间的大电流，同时试验电源(21)电路保护装置工作，设备状态监测器(6)检测到主接触器自动分闸信号时，试验控制器(7)自动控制调压器(17)开始降压及分闸。
全文摘要
一种用于绝缘子污秽试验中的自动控制与智能分析系统及方法，属于输电线路灾害预防技术领域。它包括通过信号连接的显示器、数据处理模块和专家系统模块、试验自动控制模块、数据采集模块及实验设备，实验设备包括雾发生装置、雾室及试验电源，试验自动控制模块包括设备状态监测器和试验控制器，设备状态监测器与雾室、试验电源电路连接，试验控制器与雾发生装置、试验电源及雾室电路连接，数据采集模块与待测试品电路连接。本发明用于对绝缘子的污秽度指数判断，结论直观、精准可靠，技术人员根据得到的指数，判断待测试品绝缘子是否需要清洗，避免过早清洗浪费不必要的人力物力，更可以避免受污严重的绝缘子因为未得到及时清洁所引发的严重事故。
文档编号G01R19/00GK102608457SQ201210064688
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月13日 优先权日2012年3月13日
发明者倪彬, 程向荣 申请人:浙江清科电力科技有限公司