基于紫外檢測法的智能型特高壓驗電器系統

摘要：提出了一種基于DSP和LabVIEW的智能型特高壓驗電器系統設計方案。以DSP作為現場(chǎng)智能型特高壓驗電器系統的核心，上位機管理系統軟件以L(fǎng)abVIEW作為開(kāi)發(fā)平臺，并采用現場(chǎng)總線(xiàn)CAN將DSP采集的數據傳送至上位機進(jìn)行分析處理。實(shí)驗表明，研制開(kāi)發(fā)的智能型特高壓驗電器系統具有界面友好、操作方便、多功能和抗干擾較強等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：紫外檢測法；特高壓；驗電器；DSP；LabVIEW

隨著(zhù)電力工業(yè)的發(fā)展和電網(wǎng)負荷需求的提高，我國正在大力發(fā)展特高壓、長(cháng)距離輸電技術(shù)。高電壓導致強電場(chǎng)、電氣設備絕緣中的某些薄弱部分在強電場(chǎng)的作用下發(fā)生局部放電，同時(shí)當架空輸電線(xiàn)路表面的電場(chǎng)強度超過(guò)空氣分子的游離強度(一般在20～30 kV／cm)，氣體會(huì )發(fā)生電離，出現電暈放電。因此，為了保障電網(wǎng)線(xiàn)路的穩定運行和停電檢修時(shí)的安全。采用先進(jìn)的檢測技術(shù)對輸電線(xiàn)路的狀態(tài)進(jìn)行檢測具有重
要意義。
目前國內外500 kV電壓等級及其以下的驗電技術(shù)已較為成熟，但隨著(zhù)電壓等級的提高，目前采用長(cháng)桿上套裝電容型驗電器的驗電方法已難以滿(mǎn)足特高壓輸電系統發(fā)展的要求；同時(shí)利用紅外成像儀、紫外成像儀、超聲波探測儀等檢測方法存在成本高、操作復雜、靈敏度低，并對早期的放電危險難以預報，不能定量表示放電程度等缺點(diǎn)。而特高壓系統的絕緣要求更高，一般對地距離較遠，尤其特高壓輸電線(xiàn)路塔架高、跨距大、檢測地點(diǎn)有時(shí)受到地理位置限制。檢測距離可能大于80 m，故需要一種靈敏度高、檢測距離遠、成本低、易于掌握的特高壓放電檢測方法，根據紫外脈沖法在電氣檢測領(lǐng)域的研究經(jīng)驗。采用基于紫外脈沖法的放電檢測技術(shù)。
通過(guò)極高靈敏度的日盲型紫外探頭，對高壓輸電線(xiàn)路的放電紫外光進(jìn)行連續的在線(xiàn)檢測，通過(guò)計數紫外脈沖數，并結合檢測得到的環(huán)境參數，從而監測高壓輸電線(xiàn)路狀態(tài)。

1 系統總體設計及工作原理
基于紫外檢測法的智能型特高壓驗電器系統的總體結構如圖1所示。該系統采用DSP作為現場(chǎng)智能型特高壓驗電器的核心，其外圍由硬件電路組成，用于采集高壓輸電線(xiàn)路電暈放電信號，并將從紫外傳感器采集到的信號通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)CAN傳送至上位機，上位機管理系統軟件由L-abVIEW開(kāi)發(fā)，主要完成特高壓驗電器檢測參數的顯示和信號分析處理功能。

2 傳感器的選型
紫外線(xiàn)的波長(cháng)范圍是10～400 nm，太陽(yáng)光中也含紫外線(xiàn)。波長(cháng)大于280 nm的部分被稱(chēng)為UV-C，幾乎全部被大氣中的臭氧吸收，因此通過(guò)大氣傳輸的98％是315～400 nm的UV-A，2％是280～315 nm的UV-B，低于280 nm的波長(cháng)區間稱(chēng)為太陽(yáng)盲區。高壓輸電線(xiàn)路放電產(chǎn)生的紫外線(xiàn)大部分波長(cháng)在280～400 nm之內，也有小部分波長(cháng)在230～280 nm之內，探測這部分波長(cháng)的紫外線(xiàn)，可作為判斷放電的依據。
采用特定的紫外傳感器，利用太陽(yáng)盲區，使儀器工作在波長(cháng)185～260 nm，而對其他頻譜不敏感，去除可見(jiàn)光源的干擾。紫外傳感器光譜響應特性的上限取決于陰極材料表面的功函數，必須大于4．1eV，一般用W、Mo、Ni等做陰極材料；下限取決于管殼材料透紫波長(cháng)，透紫玻璃的極限波長(cháng)是185 nm，適合應用。