[发明专利]基于光波的输电线路等值盐密传感器及其在线测量方法

说明书

技术领域

本发明属于输电线路在线监测技术领域，具体涉及一种基于光波的输电线路等值盐密传感器，本发明还涉及一种基于光波的输电线路等值盐密传感器的在线测量方法。

背景技术

输电线路的绝缘子要求在大气过电压、内部过电压和长期运行电压下均能可靠运行。但沉积在绝缘子表面的固体、液体和气体微粒与雨、露、冰、雪等恶劣气象条件的同时作用，使绝缘子的电气强度大大降低，从而导致输电线路和变电站的绝缘子不仅可能在过电压作用下发生闪络，更频繁的是在长期运行电压下发生污秽闪络，造成停电事故。覆冰、鸟粪也可以认为是特殊的污秽，其对绝缘子绝缘性能同样影响很大。由于经济发展，大气环境恶化，空气污染加剧，污闪事故有所增加，常常波及多条线路和多个变电站，造成大面积、长时间停电。全国六大电网几乎都发生过大面积污闪，造成了很大的经济损失。因此，对于绝缘子污秽的监测显得尤为重要。

电力部门常用的绝缘子污秽监测方法主要有泄露电流在线监测方法和等值盐密在线监测方法。但这两种方法都存在自己的缺点，泄露电流在线监测方法对运行环境要求很高，无法监测到实时准确的盐密数据。等值盐密在线监测方法必须是在线路断电情况下将绝缘子拆下来离线试验，此方法浪费人力财力，并且存在等价性问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于光波的输电线路等值盐密传感器及其在线测量方法，解决了现有技术中存在的无法实时、在线、准确监测输电线路污秽度的问题。

本发明的另一目的是提供一种在线测量盐密的方法。

本发明采用的第一技术方案是：一种基于光波的输电线路等值盐密传感器，包括中空的壳体，壳体的底部设置有底板，壳体的顶端设置有顶板，顶板上设置有顶盖，顶板的下表面设置有固定柱，固定柱连接有光纤玻璃环，光纤玻璃环的两端分别连接有发射端固定柱和接收端固定柱，发射端固定柱和接收端固定柱上分别连接有发射端固定后盖和接收端固定后盖，中空壳体内设置有监测装置板，监测装置板分别与发射端固定后盖和接收端固定后盖相连接。

本发明的特点还在于，

监测装置板包括微控制器，微控制器上分别连接有激光发射模块、激光接收模块、通信模块、数据存储模块、电源模块和温湿度采集模块，温湿度采集模块伸出中空壳体外。

激光发射模块通过导线与发射端固定后盖相连接，激光接收模块通过导线与接收端固定后盖相连接。

光纤玻璃环为开口环状。

固定柱的下端设置有固定孔，光纤玻璃环穿过固定孔连接到固定柱上。

本发明采用的第二技术方案是：一种在线测量盐密的方法，采用一种基于光波的输电线路等值盐密传感器，包括中空的壳体，壳体的底部设置有底板，壳体的顶端设置有顶板，顶板上设置有顶盖，所述顶板的下表面设置有固定柱，固定柱连接有光纤玻璃环，光纤玻璃环的两端分别连接有发射端固定柱和接收端固定柱，发射端固定柱和接收端固定柱上分别连接有发射端固定后盖和接收端固定后盖，中空壳体内设置有监测装置板，监测装置板分别与发射端固定后盖和接收端固定后盖相连接；监测装置板包括微控制器，微控制器上分别连接有激光发射模块、激光接收模块、通信模块、数据存储模块、电源模块和温湿度采集模块，温湿度采集模块伸出所述中空壳体外；激光发射模块通过导线与发射端固定后盖相连接，激光接收模块通过导线与接收端固定后盖相连接；光纤玻璃环为开口环状；微控制器采用MSP430单片机；固定柱的下端设置有固定孔，光纤玻璃环穿过固定孔连接到固定柱上；具体按照以下步骤实施：

步骤1、通信模块采集指令传给微控制器，其中的采集指令包括初始的光功率衰减量Φ、环境温度T和相对湿度数据H；

步骤2、采集光功率衰减量Φ、环境温度T和相对湿度数据H；

步骤3、建立关于光功率衰减量Φ、相对湿度H的神经网络模型，计算出等值盐密值。

本发明的特点还在于：

所述采集光功率衰减量Φ、环境温度T和相对湿度数据H，具体按照以下步骤实施：

步骤2.1、微控制器将步骤1中采集到的指令发送给温湿度采集模块，温湿度采集模块采集环境温度T和相对湿度数据H；

步骤2.2、微控制器将步骤1中采集到的指令发送给激光发射模块与激光接收模块；激光发射模块接收到指令后，发射光束，其光强为P_i，激光接收模块接收到指令后，接收光束，其光强为P_o；光功率衰减量：

Φ=P_i—P_o。