新时期接触网污秽绝缘子泄漏电流在线监测系统的设计

新时期接触网污秽绝缘子泄漏电流在线监测系统的设计

欧祖宏 陈亮 廖高峰 何勇 原瀚杰 陆林 谭海傲 姜天杭

广东电网有限责任公司肇庆供电局  广东肇庆 526040

摘要：伴随轨道交通的快速发展，接触网成为轨道交通供电系统的重要组成部分，安全性以及稳定性对轨道交通的运行至关重要。不仅如此，由于接触网绝缘子长期暴露在恶劣的外部环境中，可能会受到污秽、潮湿、雷击等因素的影响，引起绝缘性能下降，引发泄漏电流，甚至可能引发严重的安全事故。对接触网绝缘子的泄漏电流实施实时监测以及预警，对于保障轨道交通的安全运行拥有重要意义。

关键词：新时期；网污秽绝缘子泄漏电流；在线监测系统

前言：建立一个有效的监测系统，可以实现对接触网绝缘子泄漏电流的实时监测以及预警，可以对轨道交通的安全运行提供有力的保障。对泄漏电流的实时监测，可以及时发现潜在的绝缘问题，避免不必要的停电检修，改善轨道交通的运行效率。伴随技术的发展以及创新，对接触网污秽绝缘子泄漏电流的在线监测技术也在不断进步。未来，该领域还有较大的发展潜力，期待更加先进的技术以及更加完善的系统在实际运行中得到应用。

一、绝缘子泄漏电流的影响因素

1. 湿污条件对绝缘子串绝缘性能的影响

高湿度环境下，水分会附着在绝缘子表面，降低其绝缘性能。水分子可能引起电流的泄露，尤其是在污染较严重的地区。绝缘子长期暴露在户外，容易受到各种污染物的影响。污染物在潮湿条件下可能形成导电层，从而提升泄漏电流的风险。

2. 绝缘子盐灰密对泄漏电流强度的影响

沿海或工业污染区，绝缘子表面可能沉积有盐分。盐分在潮湿环境下容易形成电解质，提升泄漏电流。长期暴露在空气中的绝缘子会积累灰尘以及微粒。当盐分微粒含有导电物质时，会在绝缘子表面形成一个导电层，从而影响绝缘性能并提升泄漏电流。

3. 绝缘子损坏情况与泄漏电流之间的关系

绝缘子的物理损伤，如裂纹、破片或表面磨损，都可能引起绝缘性能的下降。这些损伤可能为电流提供直接的泄露路径。伴随时间的推移，绝缘材料可能会老化，引起其绝缘性能降低。老化的绝缘子更容易受到湿污条件以及其他外部因素的影响，从而提升泄漏电流的风险。

二、绝缘子泄漏电流在线监测系统的设计

1. 技术原理以及工作原理

绝缘子泄漏电流在线监测系统基于先进的电子技术、传感器技术以及通信技术，实现对绝缘子泄漏电流的实时监测以及预警。采用高精度电流传感器实时监测绝缘子上的泄漏电流，并将数据传输至数据处理单元。对采集的电流数据实施处理，提取特征参数，并采用算法分析判断绝缘子的状态。根据处理结果，系统可以判断绝缘子的绝缘性能，并在出现异常情况时及时发出预警或报警信号。

2. 系统组成以及硬件配置

用于实时监测绝缘子上的泄漏电流，应该具备高精度、高稳定性以及抗干扰能力。数据处理单元对采集的电流数据实施处理以及分析，判断绝缘子的状态。通常采用微处理器或DSP等高性能处理芯片。通信模块实现数据处理单元与上位机或远程监控中心的通信，可以采用有线或无线通信方式。电源模块为系统提供稳定可靠的电源，通常采用低功耗设计，以适应长时间监测的需求。

3. 软件程序的开发以及功能

数据采集与处理实时采集电流传感器的数据，并实施预处理以及特征提取。绝缘子状态分析采用算法对处理后的数据实施分析，判断绝缘子的绝缘性能及是否存在泄漏电流异常。预警与报警功能在发现绝缘子存在异常情况时，应该发出预警或报警信号，提醒运维人员实施处理。数据存储与查询将监测数据以及报警信息存储在历史数据库中，方便后续的数据分析以及故障排查。远程监控与管理采用与上位机或远程监控中心的通信，实现对监测系统的远程管理以及控制。

三、 应用场景以及应用价值

1. 沿海地区盐密度监测的应用

在沿海地区，由于海风带来的盐分以及潮湿的气候，绝缘子容易受到盐雾的侵蚀，从而引起其绝缘性能下降。因此，在这些地区，绝缘子泄漏电流在线监测系统拥有重要的应用价值。采用实时监测绝缘子的泄漏电流，可以及时发现绝缘子受盐雾侵蚀的程度，避免因此引发的安全事故。同时，采用对数据的分析，还可以为沿海地区绝缘子的选型、安装以及维护提供科学依据，改善轨道交通的运行安全性。

2. 重污区盐灰密监测的应用

在重污区，如工业城市或交通繁忙地区，绝缘子容易受到尘埃、微粒等污染物的侵袭。这些污染物在潮湿环境下可能形成导电层，提升泄漏电流的风险。采用绝缘子泄漏电流在线监测系统，可以实时监测重污区绝缘子的状态，及时发现污染对绝缘性能的影响。此外，系统还可以根据监测数据调整绝缘子的清洗以及维护计划，保证其在恶劣环境下的稳定运行[1]。

3. 绝缘子故障监测以及维护的应用

绝缘子泄漏电流在线监测系统不仅适用于特定地区的绝缘子监测，还可广泛应用于各种轨道交通系统中绝缘子的故障监测以及维护。采用实时监测绝缘子的泄漏电流以及状态变化，系统可以及时发现潜在的故障隐患，提醒运维人员实施处理。监测方式可以有效改善故障发现以及处理的效率，减少因绝缘子故障引发的安全事故。采用对历史数据的分析，还可以为绝缘子的维护计划提供科学依据，延长其使用寿命并降低维护成本。绝缘子泄漏电流在线监测系统在沿海地区、重污区以及一般轨道交通系统中都拥有广泛的应用场景以及重要的应用价值。不仅可以改善轨道交通的运行安全性，还可以为绝缘子的选型、安装、维护以及管理提供科学依据以及技术支持

[2]。

四、 技术关键点以及创新点

1. 改善现有绝缘子监测方式

传统的绝缘子监测方法通常基于定期的人工检查或使用简单的离线检测工具。传统的绝缘子监测方法不仅效率低下，而且难以及时发现潜在的问题。采用在线监测系统，可以实现对绝缘子状态的实时、连续监测。传统的绝缘子监测方式有效改善监测的效率以及准确性，能够及时发现绝缘子的异常情况。为了实现高效的在线监测，应该研发高灵敏度、高稳定性的电流传感器，以及能够实时处理以及分析大量数据的算法以及软件。

2. 实时数据传输、告警以及精准定位功能

采用先进的通信技术，将监测数据实时传输到远程监控中心，保证数据的时效性以及准确性。当监测到绝缘子存在异常情况时，系统能够及时发出告警信号，通知运维人员实施处理。告警信号可以采用多种方式发送，如短信、邮件或手机APP推送等。结合GIS技术，可以实现对绝缘子故障点的精准定位，改善故障处理的效率。

3. 数据分析、监测共享以及后台接驳功能

采用对历史监测数据的分析，可以深入了解绝缘子的性能变化趋势以及故障模式，为绝缘子的维护以及管理提供科学依据。采用云平台技术，可以实现多个监测系统之间的数据共享以及协同工作，改善整体监测效率以及管理水平。系统可以与现有的运维管理系统实施无缝对接，实现监测数据的自动导入以及处理，减少人工干预，改善工作效率。技术关键点以及创新点不仅改善绝缘子泄漏电流在线监测系统的性能以及可靠性，还为轨道交通的安全运行提供有力保障。采用技术的不断研发以及应用，可以进一步提升我国轨道交通的智能化以及自动化水平。

五、结论

传统的周期性巡检方式存在效率低下以及漏检的问题。而在线监测系统可以实时获取绝缘子泄漏电流的信息，帮助运维人员实现远程监控以及维护管理。采用精确掌握绝缘子的状态，制定更科学合理的维护计划，减少巡检频次，改善工作效率。在线监测系统可以收集大量的泄漏电流数据，采用对这些数据实施分析以及挖掘，了解绝缘子的工作状态、污染程度以及影响因素等。运用数据分析技术，可以优化接触网的运行策略以及维护方案，改善供电系统的运行效率以及经济性。

参考文献

[1] 张瑞林. 接触网下锚补偿装置参数监测系统[J]. 铁道运营技术,2023,29(4):29-31.

[2] 刘朝晖. 基于物联网的接触网补偿装置在线监测方法[J]. 铁道技术标准（中英文）,2023,5(5):14-20.