本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)雷擊識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于opgw的輸電線路感應(yīng)雷與直擊雷的識(shí)別方法。

背景技術(shù)：

高壓輸電系統(tǒng)線路長(zhǎng)、經(jīng)過的地域環(huán)境十分復(fù)雜、沿途氣候差別較大致使輸電線路很容易遭受雷擊，而隨著電壓等級(jí)越來越高，輸電線路桿塔的高度也在不斷提高，輸電線路雷擊故障越來越頻繁，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，由雷擊引起的輸電線路跳閘在線路故障總數(shù)中占比較大，是線路絕緣事故的主要原因之一，因此加強(qiáng)輸電線路的雷電防護(hù)對(duì)保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有重要意義。而辨識(shí)線路雷擊故障類型，可以為防雷設(shè)計(jì)提供可靠的數(shù)據(jù)，制訂經(jīng)濟(jì)有效的防雷措施，并為改善線路絕緣配合提供依據(jù)。

目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)輸電線路的雷擊故障識(shí)別進(jìn)行了大量的研究，并取得了一定成果，現(xiàn)有的雷擊識(shí)別方法主要提取以下幾個(gè)特征進(jìn)行考慮：故障電流幅值、時(shí)域波形法、故障電流能量譜和母線電壓信號(hào)特征。有文獻(xiàn)提出利用三相電壓波形識(shí)別雷擊種類的方法，識(shí)別精度有待檢驗(yàn)；有文獻(xiàn)提出利用絕緣子電位差和桿塔入地電流識(shí)別雷電繞擊與反擊，此方法成本較高、安裝復(fù)雜；有文獻(xiàn)提出利用輸電線路三相暫態(tài)電流特征來進(jìn)行識(shí)別，但該方法只能識(shí)別出雷擊故障與非雷擊故障，難以辨別感應(yīng)雷與直擊雷；目前，對(duì)雷擊輸電線路雷擊的識(shí)別方法主要是基于行波法，而雷擊輸電線路會(huì)引入高頻分量，過電壓信號(hào)具有時(shí)變非平穩(wěn)性，且波形易衰減和畸變，簡(jiǎn)單的時(shí)域特征量受故障條件及線路運(yùn)行狀態(tài)的影響很大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：提供一種基于opgw的輸電線路感應(yīng)雷與直擊雷的識(shí)別方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的雷擊識(shí)別方法采用絕緣子電位差和桿塔入地電流識(shí)別雷電繞擊與反擊，存在成本較高、安裝復(fù)雜；采用輸電線路三相暫態(tài)電流特征來進(jìn)行識(shí)別，但該方法只能識(shí)別出雷擊故障與非雷擊故障，難以辨別感應(yīng)雷與直擊雷；采用基于行波法存在雷擊輸電線路會(huì)引入高頻分量，過電壓信號(hào)具有時(shí)變非平穩(wěn)性，且波形易衰減和畸變，簡(jiǎn)單的時(shí)域特征量受故障條件及線路運(yùn)行狀態(tài)的影響很大等技術(shù)問題。

本發(fā)明技術(shù)方案：

一種基于opgw的輸電線路感應(yīng)雷與直擊雷的識(shí)別方法，它包括:

步驟1、采集opgw光纖中感應(yīng)的雷擊信號(hào)；

步驟2、判斷雷擊信號(hào)的峰值是否大于閾值v1；

步驟3、判斷雷擊信號(hào)在波頭附近時(shí)間段閾值t1內(nèi)的震蕩頻率是否大于閾值a，平均震蕩峰值幅度是否大于閾值b；

步驟4、判斷雷擊信號(hào)的信號(hào)頻譜分布圖在頻率閾值f1之后的能量占比c是否大于90％；

步驟5、判斷雷擊信號(hào)是否呈緩慢的(小阻尼)震蕩衰減；

步驟6、判斷雷擊信號(hào)持續(xù)時(shí)間是否大于時(shí)間閾值t2；

步驟7、如果步驟2-6的判斷結(jié)果均為是則為直擊雷；否則為感應(yīng)雷。

步驟2所述閾值v1，是根據(jù)采集裝置的放大倍數(shù)決定。

步驟3所述波頭附近時(shí)間段閾值t1的取值為0.08ms～0.15ms，閾值a取值5khz，閾值b取值0.3。

步驟4所述頻率閾值f1為3khz～4khz。

步驟5所述判斷雷擊信號(hào)是否呈緩慢的震蕩衰減的方法為：設(shè)判斷信號(hào)震蕩持續(xù)的幅度上下限為±0.01v，則從信號(hào)開始處的波頭到波尾算起，計(jì)算震蕩幅度超過±0.01v所持續(xù)的時(shí)間，是否大于時(shí)間閾值t2，閾值t2取值7ms～10ms。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明充分利用光纖復(fù)合架空地線opgw中的光纖資源和分布式光纖傳感器的高靈敏度探測(cè)的能力，獲取光纖復(fù)合架空地線(opgw)中光纖感應(yīng)到的雷擊信號(hào)，通過分析雷擊信號(hào)的幅度，波頭密集程度、信號(hào)的頻譜、信號(hào)的變化趨勢(shì)、波尾持續(xù)時(shí)間等特征來準(zhǔn)確識(shí)別感應(yīng)雷與直擊雷；本發(fā)明是對(duì)opgw中的雷擊信號(hào)進(jìn)行分析識(shí)別，避免了行波法中信號(hào)的衰減和畸變影響，提高了識(shí)別準(zhǔn)確性，且該方法直接利用分布式光纖傳感器，節(jié)約成本、易于實(shí)現(xiàn)；

附圖說明：

圖1為本發(fā)明方法流程圖；

圖2為本發(fā)明感應(yīng)雷信號(hào)波形圖；

圖3為本發(fā)明直擊雷信號(hào)波形圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

結(jié)合附圖1，一種基于opgw的輸電線路感應(yīng)雷與直擊雷的識(shí)別方法，具體包括以下步驟：

步驟1：采集opgw光纖中感應(yīng)的雷擊信號(hào)；

主要通過信號(hào)測(cè)量裝置即分布式opgw雷擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的光信號(hào)偏振態(tài)檢測(cè)器、光電轉(zhuǎn)換單元、高速采集卡等模塊采集opgw光纖中感應(yīng)的雷擊信號(hào)。

步驟2：判斷雷擊信號(hào)的峰值是否大于閾值v1；

步驟3、判斷雷擊信號(hào)在波頭附近時(shí)間段閾值t1內(nèi)的震蕩頻率是否大于閾值a，平均震蕩峰值幅度是否大于閾值b；

首先結(jié)合氣象數(shù)據(jù)判斷采集到的是否為雷擊信號(hào)，如果采集數(shù)據(jù)的時(shí)間段內(nèi)，氣象數(shù)據(jù)中沒有雷擊報(bào)告，則不是雷擊信號(hào)；

如是雷擊信號(hào)則判斷信號(hào)峰值是否大于閾值v1，波頭附近時(shí)間段閾值t1內(nèi)是否有快速的、大幅度的震蕩；判斷方法為：震蕩頻率是否大于閾值a，平均震蕩峰值幅度是否大于閾值b，一般直擊雷的信號(hào)幅度都很大，感應(yīng)雷信號(hào)的幅度有大有小，如果測(cè)得的信號(hào)幅度較小則不認(rèn)為是直擊雷，判斷閾值v1根據(jù)信號(hào)測(cè)量裝置的信號(hào)調(diào)理電路以及整體的放大倍數(shù)決定；假設(shè)光衰參數(shù)為1.8倍，電路放大倍數(shù)為0.45倍，接收端光功率為-23.9dbm，則閾值v1取值0.3；直擊雷信號(hào)的幅度較大，且在信號(hào)的初始波頭位置會(huì)有很快的大幅度的震蕩，即短時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)多個(gè)峰值，然后震蕩衰減，閾值t1一般取值0.08ms～0.15ms，閾值a取值5khz，閾值b取值0.3，參考附圖1和附圖2。

步驟4、判斷雷擊信號(hào)的信號(hào)頻譜分布圖在頻率閾值f1之后的能量占比c是否大于90％；

判斷雷擊信號(hào)的信號(hào)頻譜分布圖在頻率閾值f1之后是否還有較大的能量或較大的極值；以頻率閾值f1為界，計(jì)算在0～f1頻段雷擊信號(hào)的能量占比c，如果能量占比c≥90％說明該信號(hào)主要為低頻信號(hào)，則為感應(yīng)雷；如果能量占比c﹤90％，則為直擊雷；感應(yīng)雷信號(hào)的頻譜分布圖中信號(hào)的能量主要分布在頻率f1以下，而直擊雷在頻率f1以上仍有較大極值的頻段分布，頻率閾值f1一般取3khz～4khz。

步驟5、判斷雷擊信號(hào)是否呈緩慢的(小阻尼)震蕩衰減；

判斷信號(hào)是否呈緩慢的(小阻尼)震蕩衰減，設(shè)判斷信號(hào)震蕩持續(xù)的幅度上下限為±0.01v，則從信號(hào)開始處的波頭到波尾算起，計(jì)算震蕩幅度超過±0.01v所持續(xù)的時(shí)間，直擊雷信號(hào)幅度大，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，一般會(huì)呈逐步震蕩衰減趨勢(shì)而不是很快衰減如附圖3所示的直擊雷信號(hào)；感應(yīng)雷信號(hào)峰值幅度較小，信號(hào)震蕩的持續(xù)時(shí)間也較小，如附圖2所示的感應(yīng)雷信號(hào)。

步驟6、判斷雷擊信號(hào)持續(xù)時(shí)間是否大于時(shí)間閾值t2；

判斷信號(hào)持續(xù)時(shí)間是否大于時(shí)間閾值t2，直擊雷一般持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，感應(yīng)雷較短，閾值t2一般取值7ms～10ms。

步驟6：將以上判斷條件和閾值進(jìn)行比較，辨識(shí)出感應(yīng)雷與直擊雷，參考附圖1。

本文所述的具體實(shí)施例只是用于幫助理解本發(fā)明的方法和核心思想，僅僅是對(duì)本發(fā)明精神思想做舉例說明，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員，可以依據(jù)本發(fā)明的思想在具體實(shí)施方式和應(yīng)用范圍上做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。