一種電力線路絕緣故障預(yù)警裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電力線路絕緣故障預(yù)警裝置，包括穿芯式行波傳感器、行波信號(hào)檢測(cè)單元、高精度GPS同步時(shí)鐘單元、電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)。本發(fā)明以精確行波定位技術(shù)為基礎(chǔ)，將成熟應(yīng)用于輸電線路行波定位技術(shù)嵌入到絕緣故障預(yù)警裝置中，提高了絕緣預(yù)警的精確性；故障行波屬于暫態(tài)突變信號(hào)，頻率范圍是10kHz~2MHz，故障行波信號(hào)具有速度快、數(shù)據(jù)量大等特點(diǎn)，豐富的故障信息有利于絕緣預(yù)警的實(shí)現(xiàn)；穿芯式行波傳感器檢測(cè)靈敏度高，定位誤差小，絕緣預(yù)警可靠性高；以行波信號(hào)幅值和兩個(gè)同向行波信號(hào)之間的到達(dá)時(shí)間間隔作為絕緣預(yù)警判據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)絕緣預(yù)警程度的準(zhǔn)確判斷，提升電力系統(tǒng)絕緣預(yù)警水平。
【專利說明】一種電力線路絕緣故障預(yù)警裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬電力輸電網(wǎng)故障檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種電力線路絕緣故障預(yù)警裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]電力網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，高壓線路輸送距離長(zhǎng)，可能穿越高山密林或污穢地區(qū)，因線路絕緣子老化、雷擊閃絡(luò)、斷線、碰線、鳥糞污閃、線路下方樹枝擺動(dòng)放電等各種類型故障時(shí)有發(fā)生，易導(dǎo)致線路出現(xiàn)停電事故。線路上主要的絕緣控件即為絕緣子，絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度必須能夠固定并且支撐電力線路，電氣性能必須能使電力線路之間以及電力線路與大地之間具有足夠的絕緣。一般絕緣子在戶外運(yùn)行，周圍是強(qiáng)電場(chǎng)、強(qiáng)磁場(chǎng)以及惡劣天氣等環(huán)境，很容易出現(xiàn)絕緣子內(nèi)部間隙、表面損壞等情況，致使導(dǎo)線與桿塔之間絕緣降低，嚴(yán)重時(shí)將在電力系統(tǒng)中造成停電等事故。
[0003]根據(jù)上述分析，電力線路絕緣故障發(fā)生頻繁，危害嚴(yán)重，亟需專家學(xué)者進(jìn)行深入研究。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外缺乏成熟的線路絕緣故障在線監(jiān)測(cè)及精確定位技術(shù)，長(zhǎng)期以來電力部門都是等到線路發(fā)生故障停電后，找到故障點(diǎn)并對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行處理再恢復(fù)供電，無法做到未雨綢繆，無法在線監(jiān)視電力線路的運(yùn)行狀況，無法把故障消除在萌芽狀態(tài)；而故障發(fā)生后，故障點(diǎn)的查找往往通過目測(cè)沿線巡視，一直沒有比較準(zhǔn)確的指導(dǎo)系統(tǒng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低下。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種電力線路絕緣故障預(yù)警裝置，實(shí)現(xiàn)電力線路絕緣故障預(yù)警的快速準(zhǔn)確判斷。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種電力線路絕緣故障預(yù)警裝置，包括:
穿芯式行波傳感器，安裝于電路線路兩端的電容式電壓互感器的接地線上，用于感應(yīng)電容式電壓互感器接地線上的行波信號(hào)并傳送給行波信號(hào)檢測(cè)單元；
行波信號(hào)檢測(cè)單元，連接所述穿芯式行波傳感器的信號(hào)輸出端，采集穿芯式行波傳感器上的暫態(tài)行波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、并把轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳送給電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)；
電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)，連接所述行波信號(hào)檢測(cè)單元，根據(jù)行波信號(hào)檢測(cè)單元轉(zhuǎn)換后的暫態(tài)行波信號(hào)判斷絕緣預(yù)警程度；
高精度GPS同步時(shí)鐘單元，連接所述電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)，為電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)記錄行波到達(dá)時(shí)刻提供精確授時(shí)。
[0006]所述電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)包括:用于實(shí)現(xiàn)線路兩端絕緣預(yù)警裝置通信功能的GPRS無線通信模塊；用于故障精確定位及預(yù)警功能的精確定位預(yù)警模塊；用于預(yù)測(cè)絕緣閃絡(luò)放電的發(fā)展趨勢(shì)的人機(jī)交互模塊；用于記錄一段時(shí)間內(nèi)的絕緣故障信息的存儲(chǔ)模塊。
[0007]所述電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)包括:用于實(shí)現(xiàn)線路兩端絕緣預(yù)警裝置通信功能的GPRS無線通信模塊；用于故障精確定位及預(yù)警功能的精確定位預(yù)警模塊；用于記錄一段時(shí)間內(nèi)的絕緣故障信息的存儲(chǔ)模塊；用于處理信息、訪問存儲(chǔ)和接受、執(zhí)行指令的微處理器模塊；用于接收控制命令和向外發(fā)送絕緣故障信息的短信收發(fā)模塊。
[0008]本發(fā)明以精確行波定位技術(shù)為基礎(chǔ)，將成熟應(yīng)用于輸電線路行波定位技術(shù)嵌入到絕緣故障預(yù)警裝置中，提高了絕緣預(yù)警的精確性；故障行波屬于暫態(tài)突變信號(hào)，頻率范圍是lOkHf 2MHz，故障行波信號(hào)具有速度快、數(shù)據(jù)量大等特點(diǎn)，豐富的故障信息有利于絕緣預(yù)警的實(shí)現(xiàn)；穿芯式行波傳感器檢測(cè)靈敏度高，定位誤差小，絕緣預(yù)警可靠性高；以行波信號(hào)幅值和兩個(gè)同向行波信號(hào)之間的到達(dá)時(shí)間間隔作為絕緣預(yù)警判據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)絕緣預(yù)警程度的準(zhǔn)確判斷，提升電力系統(tǒng)絕緣預(yù)警水平。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0010]圖1是本發(fā)明電力線路絕緣故障預(yù)警裝置實(shí)施例1的原理框圖。
[0011]圖2是本發(fā)明電力線路絕緣故障預(yù)警裝置實(shí)施例1的工作流程圖。
[0012]圖3是本發(fā)明電力線路絕緣故障預(yù)警裝置實(shí)施例2的原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1:如圖1所示，一種電力線路絕緣預(yù)警裝置，包括:穿芯式行波傳感器、行波信號(hào)檢測(cè)單元、高精度GPS同步時(shí)鐘單元、電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)。
[0014]穿芯式行波傳感器套接在桿塔CVT (CVT為電容式電壓互感器的簡(jiǎn)稱，以下均稱為CVT)接地線上，能夠有效檢測(cè)閃絡(luò)等輕微故障2產(chǎn)生的行波信號(hào)1，不失真地傳變電力系統(tǒng)一次暫態(tài)行波信號(hào)。利用CVT接地線提取的電流行波信號(hào)，將電流轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)進(jìn)行故障定位，無需高速采集裝置，直接利用硬件提取，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，易操作。
[0015]行波信號(hào)檢測(cè)單元將CVT接地線上提取的暫態(tài)行波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將行波模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0016]高精度GPS同步時(shí)鐘單元為裝置記錄行波到達(dá)時(shí)間提供精確授時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)擾動(dòng)情況異地同步記錄。
[0017]電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)記錄行波到達(dá)的時(shí)刻、記錄行波幅值、計(jì)算絕緣故障準(zhǔn)確位置、計(jì)算兩個(gè)同向行波信號(hào)之間的到達(dá)時(shí)間間隔、判斷絕緣預(yù)警程度。
[0018]其中，電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)包括:GPRS無線通信模塊、精確定位預(yù)警模塊、人機(jī)交互模塊、存儲(chǔ)模塊。
[0019]GPRS無線通信模塊實(shí)現(xiàn)線路兩端絕緣預(yù)警裝置的通信功能，將本端裝置檢測(cè)到的行波信息發(fā)送至對(duì)端裝置。
[0020]精確定位預(yù)警模塊具有故障精確定位及預(yù)警兩個(gè)功能:首先，記錄行波信號(hào)從局部放電的絕緣子沿電力線路傳輸?shù)竭_(dá)測(cè)量點(diǎn)的準(zhǔn)確時(shí)刻，精確定位局部放電的絕緣子位置；然后，記錄行波信號(hào)幅值，以及兩個(gè)同向行波信號(hào)之間的到達(dá)時(shí)間間隔，借助模糊算法對(duì)行波幅值及到達(dá)時(shí)間間隔進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)絕緣故障預(yù)警。
[0021]人機(jī)交互模塊為電力線路絕緣預(yù)警裝置的操作平臺(tái)，可對(duì)電力線路的性能發(fā)生下降的絕緣子局部放電的時(shí)間、絕緣子位置以及線路局部放電歷史事件進(jìn)行查詢，通過歷史時(shí)間反映絕緣閃絡(luò)的發(fā)展過程，預(yù)測(cè)絕緣閃絡(luò)放電的發(fā)展趨勢(shì)，合理安排檢修。
[0022]存儲(chǔ)模塊具備一定的存儲(chǔ)空間，能夠記錄一段時(shí)間內(nèi)的絕緣故障信息，如行波到達(dá)的時(shí)亥Ij、行波幅值、兩個(gè)同向行波信號(hào)之間的到達(dá)時(shí)間間隔等，為分析電力線路的歷史運(yùn)行情況提供必要信息。
[0023]電力線路絕緣預(yù)警裝置的工作流程如圖2所示:
步驟1:由安裝于CVT接地線上的穿芯式行波傳感器從CVT接地線上提取行波信號(hào)；步驟2:行波信號(hào)檢測(cè)單元實(shí)時(shí)記錄行波傳感器二次側(cè)的暫態(tài)行波信號(hào)幅值，并將檢測(cè)到的行波信號(hào)峰值(Vmax)與預(yù)設(shè)的整定值(Vset)進(jìn)行比較,當(dāng)Vmax ^ Vset時(shí),進(jìn)入步驟3 ;當(dāng)Vmax < Vset時(shí),返回步驟1 ;
步驟3:記錄暫態(tài)行波信號(hào)到達(dá)的衛(wèi)星時(shí)間，并根據(jù)雙端行波定位方法確定絕緣故障位置；
步驟4:記錄兩個(gè)同向行波信號(hào)之間的到達(dá)時(shí)間間隔，結(jié)合行波信號(hào)峰值判斷絕緣預(yù)警程度；
步驟5:輸出絕緣故障定位結(jié)果及預(yù)警程度信號(hào)。
[0024]實(shí)施例2:如圖3所示，一種電力線路絕緣預(yù)警裝置，包括:穿芯式行波傳感器、行波信號(hào)檢測(cè)單元、高精度GPS同步時(shí)鐘單元、電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)。
[0025]其中，電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)包括:GPRS無線通信模塊、精確定位預(yù)警模塊、存儲(chǔ)模塊、微處理器模塊、短信收發(fā)模塊。
[0026]微處理器模塊作為電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)的控制中心，接收GPRS無線通信模塊提供的行波信息進(jìn)行分析處理，利用精確定位預(yù)警模塊精確定位局部放電的絕緣子位置，通過對(duì)存儲(chǔ)模塊的訪問了解電力線路的歷史運(yùn)行情況，發(fā)送預(yù)警信號(hào)或者執(zhí)行指令。
[0027]短信收發(fā)模塊用于接收控制命令和向外發(fā)送絕緣故障信息，其可與手機(jī)、平板等移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行有線或無線連接，這樣即使遠(yuǎn)在千里之外也能對(duì)電力線路絕緣故障了如指掌，方便對(duì)電力線路絕緣預(yù)警程度的快速準(zhǔn)確判斷。
[0028]其他同實(shí)施例1。
【權(quán)利要求】
1.一種電力線路絕緣故障預(yù)警裝置，其特征在于，包括: 穿芯式行波傳感器，安裝于電路線路兩端的電容式電壓互感器的接地線上，用于感應(yīng)電容式電壓互感器接地線上的行波信號(hào)并傳送給行波信號(hào)檢測(cè)單元； 行波信號(hào)檢測(cè)單元，連接所述穿芯式行波傳感器的信號(hào)輸出端，采集穿芯式行波傳感器上的暫態(tài)行波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、并把轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳送給電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)； 電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)，連接所述行波信號(hào)檢測(cè)單元，根據(jù)行波信號(hào)檢測(cè)單元轉(zhuǎn)換后的暫態(tài)行波信號(hào)判斷絕緣預(yù)警程度； 高精度GPS同步時(shí)鐘單元，連接所述電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)，為電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)記錄行波到達(dá)時(shí)刻提供精確授時(shí)。
2.如權(quán)利要求1所述的電力線路絕緣故障預(yù)警裝置，其特征在于， 所述電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)包括: 用于實(shí)現(xiàn)線路兩端絕緣預(yù)警裝置通信功能的GPRS無線通信模塊； 用于故障精確定位及預(yù)警功能的精確定位預(yù)警模塊； 用于預(yù)測(cè)絕緣閃絡(luò)放電的發(fā)展趨勢(shì)的人機(jī)交互模塊； 用于記錄一段時(shí)間內(nèi)的絕緣故障信息的存儲(chǔ)模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的電力線路絕緣故障預(yù)警裝置，其特征在于， 所述電力線路絕緣故障預(yù)警主機(jī)包括: 用于實(shí)現(xiàn)線路兩端絕緣預(yù)警裝置通信功能的GPRS無線通信模塊； 用于故障精確定位及預(yù)警功能的精確定位預(yù)警模塊； 用于記錄一段時(shí)間內(nèi)的絕緣故障信息的存儲(chǔ)模塊； 用于處理信息、訪問存儲(chǔ)和接受、執(zhí)行指令的微處理器模塊； 用于接收控制命令和向外發(fā)送絕緣故障信息的短信收發(fā)模塊。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK104297643SQ201410488952
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】趙慶喜, 盛從兵, 李俊防, 邵震, 曾祥君, 喻錕, 蔡夏詩 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)河南省電力公司濮陽供電公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司