專利名稱：一種基于行波原理的高壓架空線路絕緣子在線監(jiān)測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基于行波原理的高壓架空線路絕緣子在線監(jiān)測方法，屬于電力在線監(jiān)測技術領域。
背景技術：
絕緣子暴露于大氣中，而且長期工作在強電磁場、強機械應力、劇烈天氣變化等環(huán)境中，易出現(xiàn)材料老化、內(nèi)部裂紋、表面破損和積污等情況，因此絕緣子是決定整個架空線路絕緣性能的關鍵。在大氣污染嚴重的工業(yè)區(qū)和空氣含鹽量較高的沿海岸線地區(qū)，架空線路絕緣子發(fā)生污穢閃絡的可能性較大。絕緣子污閃引起保護跳閘的次數(shù)僅次于雷擊，但所造成的損失卻是雷擊跳閘的10倍。我國近20年來多次發(fā)生區(qū)域性大面積污閃事故，幾大電網(wǎng)幾乎都發(fā)生過污閃引起保護跳閘造成的大面積停電事故，帶來很大的經(jīng)濟損失。
目前應用的輸電線路絕緣子在線監(jiān)測方法各有不足絕緣子光電測桿監(jiān)測時需要人員登桿，勞動量過大，特別是線路絕緣子串分布分散，沿線地理環(huán)境往往不利于人員現(xiàn)場工作，無法對所有絕緣子串全天候在線監(jiān)測。自爬式不良絕緣子監(jiān)測器也需要人員現(xiàn)場操作，無法全天候監(jiān)測，且設備成本高。紅外熱像儀價格昂貴，雖在實驗室環(huán)境下可以得到理想監(jiān)測結果，但現(xiàn)場使用時效果不理想。國外采用直升飛機安裝紅外熱像儀靠近絕緣子飛行巡線，但這種方法不符合我國國情。電暈脈沖式監(jiān)測器利用的脈沖信號很微弱，通常為M級，且其頻譜很廣，難以準確測量，由于桿塔本身的差異，放電的強度各不相同，制定統(tǒng)一的判斷標準較為困難。泄露電流在線監(jiān)測系統(tǒng)由監(jiān)測分機通過無線通信與主機聯(lián)系，由于監(jiān)測分機工作于露天環(huán)境中，對監(jiān)測分機的制造要求很高，且日常維護工作量很大。該領域缺乏實際運行經(jīng)驗，尚無關于泄漏電流監(jiān)測的相關標準，監(jiān)測主機應用人工智能算法實現(xiàn)對泄漏電流信息和氣象環(huán)境信息的綜合處理，但是，人工智能算法實際應用還不十分成熟，往往存在一些先天的缺陷。無論國內(nèi)還是國外，輸電線路絕緣子在線監(jiān)測方法的研究都處在一個很不成熟發(fā)展階段，各種監(jiān)測原理和技術都有實際應用，又都存在明顯的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術的不足而提供一種通過從線路兩端獲取監(jiān)測信號，利用暫態(tài)行波初始浪涌到達線路兩端的時刻定位放電絕緣子位置，分析波形特征，檢出放電相，判斷電弧放電形式，進而估計絕緣子絕緣性能，對輕微故障隱患做出預報；對嚴重隱患發(fā)出告警的絕緣子在線監(jiān)測方法及系統(tǒng)。勞動量小，利于人員現(xiàn)場工作，可全天候在線監(jiān)測，監(jiān)測效果好，設備成本高，測量準確，日常維護工作量小的
本發(fā)明提出了一種基于行波原理的高壓架空線路絕緣子在線監(jiān)測方法，該方法針對由于絕緣子電弧放電在線路中引起的輕微、暫態(tài)的擾動，通過在線路兩端獲取電弧放電產(chǎn)生的暫態(tài)信號，利用暫態(tài)行波初始浪涌到達線路兩端的時刻定位放電絕緣子位置，分析波形特征，檢出放電相，判斷電弧放電形式，估計絕緣子絕緣性能，根據(jù)故障隱患嚴重程度做出預報和告警。絕緣子在線監(jiān)測思想為根據(jù)雙端行波測距原理，通過實時同步獲取電弧放電初始行波浪涌到達線路兩端的絕對時刻，計算放電處到線路兩端的距離，從而定位放電位置。分析線路兩端獲取的暫態(tài)行波波形，檢出放電相，三相波形中一相特征明顯不同于其他兩相，該一相即為放電相。根據(jù)波形波動幅度的變化趨勢判斷電弧以何種形式放電，進而估計絕緣子的絕緣性能和故障隱患的嚴重程度，發(fā)出預警。本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達到一種基于行波原理的高壓架空線路絕緣子在線監(jiān)測方法，其特征在于通過對線路兩端獲取絕緣子電弧放電產(chǎn)生的暫態(tài)行波的分析判斷絕緣子的絕緣性能根據(jù)電弧放電初始行波浪涌到達線路兩端的時刻計算放電絕緣子的位置；分析行波波形估計絕緣子污穢程度，進行預報和報警。為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，其特征在于其包括以下步驟
(1)、暫態(tài)信號的獲取實時同步從長度力“的線路兩端測量點M和 /的電壓或電流
中提取暫態(tài)信號，將包含電弧放電行波在內(nèi)的暫態(tài)信號名瞬時超過監(jiān)測門檻值Sr4的絕對
時刻7L和·^作為電弧放電初始行波浪涌的到達測量點夏和N的時刻；
(2)、定位利用絕緣子電弧放電產(chǎn)生初始行波浪涌以波速度V到達線路兩端測量點M和N時的絕對時刻之差值計算電弧放電處V到M端測量點的距離Dmf和到2V端測量
點的距離￡)，定位計算公式為
權利要求
1.一種基于行波原理的高壓架空線路絕緣子在線監(jiān)測方法，其特征在于通過對線路兩端獲取絕緣子電弧放電所產(chǎn)生暫態(tài)行波的分析來判斷絕緣子的絕緣性能根據(jù)電弧放電產(chǎn)生的初始行波浪涌到達線路兩端的絕對時刻計算放電絕緣子的位置；分析行波波形，估計絕緣子污穢程度，進行預報和告警。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種基于暫態(tài)行波原理的高壓架空線路絕緣子在線監(jiān)測方法，其特征在于其包括以下步驟(1)、暫態(tài)信號的獲取實時同步從長度為i的線路兩端測量點M和F的電壓或電流中提取暫態(tài)信號，將包含電弧放電行波在內(nèi)的暫態(tài)信號St瞬時超過監(jiān)測門檻值K4的絕對時刻7L和^作為電弧放電初始行波浪涌的到達測量點Jf和的時刻；(2)、定位利用絕緣子電弧放電產(chǎn)生初始行波浪涌以波速度I到達線路兩端測量點M和JV時的絕對時刻之差值計算電弧放電處i 到V端測量點的距離Ayy和到?jīng)r端測量點的距離D ,定位計算公式為dMF = T^yi7M-tn) +i](3)、判斷電弧放電形式和檢出放電相本方法對發(fā)生概率最大的單相電弧放電實施監(jiān)測，根據(jù)初始行波浪涌之后的波形特征，若三相波形中有一相波形無明顯變化趨勢，而其余兩相波形波動幅度不斷增大，則電弧在過零點有熄滅和重燃現(xiàn)象，波形無明顯變化趨勢的一相為放電相，波形波動幅度不斷增大的為非放電相；若三相波形中有一相波形波動幅度逐漸減小，而其余兩相波形無明顯變化趨勢，則電弧在過零點不會熄滅，波形波動幅度逐漸減小的一相為放電相，波形無明顯變化趨勢的為非放電相；(4)、估計絕緣子污穢程度分析電弧放電形式，若局部電弧有周期性的熄滅與重燃現(xiàn)象，則證明電弧電流較小，污穢層電阻較大，污穢程度較輕；若電弧燃起后不再熄滅，則說明電弧電流較大，污穢層電阻較小，污穢程度較重；(5)、根據(jù)絕緣子污穢程度估計結果給出預報或告警對絕緣子輕度污穢發(fā)出較小故障隱患的預報；對絕緣子重度污穢發(fā)出較大故障隱患的告警。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于行波原理的高壓架空線路絕緣子在線監(jiān)測方法，其特征在于通過對線路兩端獲取的絕緣子電弧放電產(chǎn)生的暫態(tài)行波的分析來判斷絕緣子的絕緣性能根據(jù)電弧放電產(chǎn)生的初始行波到達線路兩端的絕對時刻計算放電絕緣子的位置；分析暫態(tài)行波波形，判斷電弧放電形式，估計絕緣子污穢程度，根據(jù)估計結果給出預報或告警，實現(xiàn)對高壓架空線路絕緣的在線監(jiān)測，保障線路的安全運行。本發(fā)明在線路兩端設置監(jiān)測裝置，該方法無需在戶外絕緣子上或桿塔處安裝監(jiān)測裝置，極大地改善了裝置的運行環(huán)境和減少了監(jiān)測裝置本身的維護工作量。
文檔編號G01R31/12GK102928751SQ201210426100
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權日2012年10月31日
發(fā)明者李林, 馬杰, 孫安國, 李磊, 王邦惠, 唐毅, 鮑忠偉, 黃德斌, 王玥婷, 朱倩茹, 王安寧, 李乃永, 姜陸海 申請人:山東電力集團公司煙臺供電公司, 國家電網(wǎng)公司