广东电网有限责任公司中山供电局 广东中山 528400
摘要：珠三角地区属于热带和亚热带季风气候，具有与降水多、日照多、雷暴频繁、干湿季分明的特点，要通过绝缘子人工取样来分析该地区的积污规律存在一定的困难。利用光传感污秽在线监测装置，可以实现对绝缘子污秽的实时在线监测。笔者选择对中山供电局110kV高平变电站西南角绝缘子积污情况进行在线监测，并结合降雨量分布情况及零挂绝缘子人工对比取样结果进行分析。分析结果表明，光传感污秽在线监测装置能准确反应现场污秽度，其监测数据符合自然积污规律和电力系统运行经验，初步验证光传感污秽在线监测设备的准确性。
关键词：光传感技术
1光传感技术原理
光传感污秽在线测量等值盐密（ESDD）和灰密（NSDD）的基本原理，是基于介质光波导中的光能损耗机理和光场分布理论。光能在石英玻璃棒中的传输损耗大致可以分为两方面，一是由于污秽粒子的折射率大于石英玻璃棒的折射率，破坏了光波导的全反射传输条件，产生光能损耗；二是由于污秽粒子对光能的吸收和散射使光能产生损耗。
光传感器主要由石英玻璃棒、光源和光探测器三部分组成，其中石英玻璃棒是经过特殊设计，满足光在棒中发生全反射的条件。当传感器表面无污秽附着时，即形成以大气为包层，传感器为芯的多模介质光波导，光功率的传输基本无损耗；当传感器表面有污秽附着时，有污秽附着的部分折射率增大，破坏了光波导的传输条件，使得光波导中传输的光功率向外泄漏，污秽覆盖越多，传感器末端探测到的光衰减也就越大。因此污秽物多少与传感器的光衰减量有着密切关系，可以通过监测到的光衰减量来反映附着污秽物的多少。
2 监测数据分析
珠三角地区全年降水比较丰富，降水期相对比较集中，雨季集中在汛期（4-9月），降雨量占全年降雨量的80%，旱季（10-次年3月）降雨量占全年降雨量的20%。考虑到降雨量对绝缘子表面积污有很大的影响，下面将结合珠三角地区的年降雨量分布图对监测数据进行分析。
图1 珠三角地区月平均降雨量分布图
2.1 监测盐密数据分析
光传感污秽在线监测设备在冬季（2015年1月底）投入试验，此时珠三角地区处于旱季，监测点盐密值呈逐步上升趋势，一直到4月中旬，盐密值开始出现明显下降趋势，结合珠三角地区降雨量分布图分析可知，此时珠三角地区进入雨季，降雨量急剧增大，在充沛的雨水作用下，传感器表面污秽被清洗，盐密值开始下降，符合自然绝缘子积污规律。尤其是到了5月份，有较多的大雨或雷暴雨天气，通过统计监测点所在区域历史天气知，该区域5月份大雨或雷暴雨天气有8天，在这种天气情况下，光传感器表面污秽较易被充分清洗，到五月底，设备监测盐密值持续下降到初安装水平。通过上述分析可知，监测盐密值变化规律符合自然积污规律，监测盐密值随时间变化规律如图2所示。
图2 监测点盐密变化曲线图
2.2 监测灰密数据分析
光传感污秽在线监测设备在冬季（2015年1月底）投入试验，此时珠三角地区处于旱季，监测点灰密值呈逐步上升的趋势，一直到4月中旬，灰密值开始出现明显的下降趋势，到五月底，设备监测灰密值持续下降到初安装水平。通过上述分析可知，设备监测灰密值的变化规律与盐密变化规律基本一致，其变化规律也是符合自然积污规律，监测灰密值随时间变化规律如图3所示。
图3 监测点灰密变化曲线图
3对比试验设计及结果分析
为进一步了解光传感污秽在线监测设备运行效果，在安装光传感污秽监测设备的同时，设计安装对比绝缘子进行验证光传感在线监测设备测量的精准度。
3.1 对比绝缘子安装原则
为使对比绝缘子与在线监测设备形成对比，在悬挂对比绝缘子时候，选择将绝缘子挂在距离监测设备高度附近3米以内并垂直悬挂，但离监测设备有一米以上横向距离，四串对比绝缘子位置形成水平方形，互相之间的间距大于1.5米以上，要求上下方无大尺度物体遮挡到自然的风雨。
3.2 光传感污秽在线监测设备精准度分析
选择四串中的一串做对比试验，由于绝缘子顶部和底部的特殊性，在对其取样的时候不考虑顶部和底部这2片绝缘子，只有中间三片为有效绝缘子片。对其中三片绝缘子试品进行人工取样、等值盐密测量、过滤烘干、灰密测量后，得到的试验结果见下表所示。
4 结论
本文利用光传感技术进行绝缘子污秽的实时、在线监测，介绍了实现盐密值和灰密值在线监测的技术原理，并通过分析得出以下结论：
（1）光传感污秽在线监测设备监测盐密值受降雨量的影响较大，盐密值在雨季时较低，旱季时较高，盐密值变化规律符合自然积污规律。
（2）光传感污秽在线监测设备监测灰密值变化规律与盐密变化规律基本一致，符合自然积污规律。
（3）通过设备监测值与零挂绝缘子人工取样结果分析可知，光传感污秽在线监测设备具有较好的准确性，设备精准度基本满足需求。
参考文献
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论文作者:刘文韬
论文发表刊物:《电力技术》2016年第11期
论文发表时间:2017/3/1
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