基于无线遥控技术污秽区自动防控分析平台的研制

杨冬1鲍杰1赵磊1王帅伟1王立苏2张浩3

（1国网安徽省电力公司马鞍山供电公司安徽马鞍山243000；

2国网安徽省电力公司芜湖供电公司安徽芜湖241000；

3国网安徽省电力公司亳州供电公司安徽亳州236800）

摘要：面对工农业生产高度自动化的今天，环境污染问题也逐渐严重，从而导致污秽区面积逐渐增加，如何对污秽区进行合理的管控和监测，避免造成过大规模的环境问题，已经成为现时代环境保护需要面临并解决的问题。本文利用目前在技术领域取得突出成绩的无线遥控技术，对污秽区的环境情况、污染现状进行监视和考察，从而研制出面对污秽区的自动防控分析平台系统，帮助解决污秽区环境问题难点。

关键词：遥控发射；遥控接收；环境保护；污染在线监测

无线遥控技术的实现需要包含无线电信息的发射和接收两个部分，在面对污染区的环境问题和对自然情况造成的影响时，以往常见的红外线技术无法承担起多内容数据传输的任务，因此在进行污秽区自动防空分析平台的设计中，需要选用GSM方式作为数据传输的主要通道，进而保证数据传输的及时和准确，完成传感器的数据信息要求。

一、污秽区的主要影响

工农业高速发展所带来的环境污染除了对空气质量造成严重影响之外，还会对电力安全产生一定的威胁。在大面积污秽区当中，由于环境污染，电力系统一般会出现大面积的停电现象，究其原因，主要在于电力系统受到污染出现了绝缘子污闪现象，以1996年华东地区大雾为例，在四天的大雾环境当中，造成了500kV和220kV共计电网闪络35条，并伴随一百五十余次跳闸，为电力安全和人们日常生活产生了深远影响。在电力系统当中，由于污秽区的存在和对自然环境的严重影响，在进行污秽区的检测之前首先应当明确污秽区的分布是目前电力系统的输电设备中电瓷外绝缘因自然污染和含水量的不断变化，所影响到的外绝缘强度，并以此作为污染特性的重要指标，进行绝缘配置参数的设置。在电力系统的设计、生产、运行等部门当中，属于十分重要的工作依据，并为电瓷外缘防污闪工作提供理论依据。

二、自动防控分析平台的基本构成

面对对电力系统的安全稳定运行产生重要影响的污秽区情况，本文针对污秽区的检测进行了自动防控分析平台的设计。在设计当中，自动防控分析平台利用了目前先进的无线遥控技术，并通过数据采集、数据传输、数据测量三个部分作为基本构成部分。

（一）数据采集

数据采集是对污秽区内部的具体情况进行采集的技术。主要设置方法是根据污秽区的分布情况，在每个污秽区当中设置多个检测取样点，利用预先架设的采集设备与运行绝缘子同步，一同开展集污数据工作。其中，测试的内容主要有污秽区环境中温度和湿度的变化，以及污秽区内部绝缘子附盐密度这两个方面。再将采集到的数据集成到传感器当中统一利用GSM进行传输。

（二）数据传输

数据传输部分主要依赖传感器的运用。目前的传感器技术的实现方式主要是将化学量转化成为数学系量的电参量，再由传感器内部进行计算生成数学信号，方便传输。本文所选用的传感技术为电传导技术，能够在同步变化的污层当中持续20分钟以上，并且相对湿度可以超过90%。再由电传导技术将采集到的盐密度数值发送到单片机8051当中。单片机8051需要预先设置环境的误会程度值，以便用于与发送过来的具体数值进行对比，从而判断污秽区的环境污染程度，同时将污秽等级进行量化。GSMmodem组建将但潘集8051的数值进行整理并传输，并利用环境温度和湿度的变化信息进行绝缘子状态的分析，当发现污秽程度过高，绝缘子状态不佳，则可以形成报警信号进行预警。工作人员在接收到预警信息之后，即可安排技术人员进行维护计划。

（三）数据测量

数据信息完成传输之后，需要由终端主机计算机进行全面的整理和分析，并将相关数据内容和分析结果存储为历史信息。管理人员通过界面进行登录，可以在界面当中选择查询操作，来了解历史记录。在历史记录当中，终端主机要能够完成基本的污秽区绝缘子集污规律分析，从而判断出污秽区环境中环境温度、湿度和绝缘子盐密变化之间存在的必然联系，从而提高对污秽区的判断能力，避免污秽区对电力系统造成较大规模的影响。

三、污秽区自动防控分析平台的监测实现

（一）绝缘子污秽程度检测

本文的绝缘子污秽程度检测方法遵循了国际上较为常用的三种方法，并根据实际需要进行不同方法的选择。其一为污秽层等值盐密度法，这种方法需要利用绝缘子按照一定面积的污秽物进行定取，并将所选取的污秽物放置在蒸馏水当中使其溶解，选用电导仪，对溶解完成的液体进行测量，从而判断测量结果中溶液温度和污液的电导率，通过表格对比，确定等值盐密，进而断定出该区域污秽程度；其二为固体层法，又被称为实验室湿度、污层对应法，首先需要对绝缘子施加一定的交流电压，并在保证一定的湿度控制的实验环境当中，对绝缘子表面污秽层进行测量，从而确定污秽层的电导，通过测量的电导结果和绝缘子形状两个方面的分析，可以得出污秽层的电导率情况，并知悉该地区污秽程度；其三为绝缘子漏电流法，这种方法在实时监测领域十分普遍，主要方法为对在运行过程中的绝缘子进行测量，从而探究出绝缘子的泄漏电流脉冲信号，根据泄露出的电流幅值，可以确定该地区的污闪程度。在这三种方法当中，第一种方法的应用最为广泛，应用起来也更加便捷，第三种方法虽然能够在一定程度上确定运行过程中的实时状态，但是对电流幅值的测量往往显得十分片面，无法做到准确真实。

（二）传感器和后台监控

在前文关于自动防控分析平台的结构分析中，已经提到本文所应用的传感器为著名的电传导技术，能够保证在一定的环境条件当中持续工作。除此之外，这种类型的传感器还在输电环境当中具备一定的兼容技术，因此在传输过程的应用选择上，选用了前端设备和管理平台能够进行点对点对接的GSM技术，这种技术可以通过手机短信的形式进行数据内容的传输，同时采用了经由CHAP认证的DES加密技术进行了加密，保证了传输速率和传输内容的完整度，在采集完成之后，GSM网络会优先将数据内容以短信的形式传递到监控中心，监控中心采用了监控主机和后台专业分析软件共同组建的后台监控对采集到的数据进行解码处理和分析，并生成瞬间变化参数。管理人员在界面当中可以对参数结果进行查看和分析，从而判断污秽区变化情况。

（三）系统组成

系统组成由多个监测点通过采集终端进行信息采集，并利用太阳能方式进行电量供应，采集数据由GSM技术进行传输，传输至无限短信网络当中，无限短信网络对数据信息进行整理，通过短信收发器发出，并使用DES进行加密。由主机计算机进行接收，通过MIS，在专业科室计算平台中可供查询。查询界面包含数据库、站点管理、通讯管理、数据查询、退出等操作按钮，管理人员根据需求进行点击获取。

结论：综上所述，本文针对目前污秽区对电力系统产生的重大安全隐患威胁进行了分析，并结合无线遥控技术建立了针对污秽区的自动防控分析平台。平台利用GSM技术作为数据传输，并通过传感器和绝缘子的共同工作完成数据采集，由终端主机计算机进行数据的分析计算，从而全面客观地判断污秽区的污染情况，并对污秽程度抄表的地块进行报警，避免电力系统遭受危害。

参考文献

[1]张锐，吴光亚，刘亚新，等．光技术在线监测绝缘子盐密和灰密的实现及应用[J]．高电压技术，2015，36（6）：1513-1519．

[2]武汉星杪科技有限公司．盐密在线监测系统[R]．武汉：武汉星杪科技有限公司，2011．

[3]西安电瓷研究所，武汉高压研究所，重庆大学．交流系统用高压绝缘子的人工污秽试验（GB／T4585-2004）[S]．北京：中国标准出版社，2004．