一種基于泄漏電流相位差的絕緣子污穢等級(jí)監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種基于泄漏電流相位差的絕緣子污穢等級(jí)監(jiān)測(cè)方法，尤其設(shè)及輸電 線路的一種基于泄漏電流相位差的絕緣子污穢等級(jí)監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 絕緣子是一種特殊的絕緣控件，是用來(lái)支持和固定母線與帶電導(dǎo)體、并使帶電導(dǎo) 體間或?qū)w與大地之間有足夠的距離和絕緣。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，尤其是在輸電線路方 面，對(duì)絕緣子的需求越來(lái)越大。
[0003] 輸電線路的可靠性直接影響電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。而絕緣子的故障卻是威脅 輸電線路安全運(yùn)行的主要原因。輸電線路的絕緣子要求在大氣過(guò)電壓、內(nèi)部過(guò)電壓和長(zhǎng)期 運(yùn)行電壓下均能可靠運(yùn)行。但沉積在絕緣子表面的固體、液體和氣體微粒與霧、毛毛雨、融 冰、融雪等惡劣氣象條件的同時(shí)作用，使絕緣子的電氣強(qiáng)度大大降低，從而使輸電線路和變 電站的絕緣子不僅可能在過(guò)電壓作用下發(fā)生閃絡(luò)，更頻繁的是在長(zhǎng)期運(yùn)行電壓下發(fā)生污穢 閃絡(luò)，造成停電事故。污閃與環(huán)境污濁有關(guān)，總的來(lái)說(shuō)，它隨工業(yè)的發(fā)展和輸電電壓的升高 而日趨嚴(yán)重。
[0004] 泄漏電流可在線監(jiān)測(cè)絕緣子染污狀態(tài)的參量，它伴隨了表面污穢積聚、受潮的全 過(guò)程，其變化特性能動(dòng)態(tài)反映絕緣子表面污穢的積聚和潤(rùn)濕程度，即表征了絕緣子實(shí)際接 近污閃的程度。因此，從污閃機(jī)理上講，泄漏電流是理想的監(jiān)測(cè)參量，其測(cè)量不需要復(fù)雜的 設(shè)備，易實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)測(cè)量。 陽(yáng)〇化]泄漏電流相位差可W很好的預(yù)測(cè)絕緣子表面污穢的狀態(tài)。其原理是：電壓泄漏電 流相位差發(fā)生變化的本質(zhì)原因是泄漏電流中容性、阻性和感性電流的成分在發(fā)生變化。而 不同污穢等級(jí)下絕緣子的泄漏電流中容性、阻性和感性電流的成分是不同的。
[0006] 隨著輸電線路電壓等級(jí)的逐漸升高，直接測(cè)量輸電線路的電壓波形就存在一定的 難度。通過(guò)分壓器測(cè)量又存在波形失真的情況，而且需要一定的測(cè)量成本。
[0007] 如何安全、可靠和精準(zhǔn)的通過(guò)泄漏電流相位差監(jiān)測(cè)絕緣子污穢等級(jí)，是在線路運(yùn) 行狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)絕緣子污穢等級(jí)的基本手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于泄漏電流相位差的絕緣子污穢等級(jí)監(jiān) 測(cè)方法，W實(shí)現(xiàn)絕緣子表面污穢等級(jí)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，其測(cè)量誤差小，精度高、能較好地適用于 不同電壓等級(jí)的瓷絕緣子。
[0009] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種基于泄漏電流相位差的絕 緣子污穢等級(jí)監(jiān)測(cè)方法，其按下述4個(gè)步驟進(jìn)行：數(shù)據(jù)采集和處理，電壓基波分量推導(dǎo)，泄 漏電流相位差計(jì)算，最后為K值的計(jì)算和污穢等級(jí)的獲取。
[0010] 上述數(shù)據(jù)采集和處理（1)由步驟S1 :監(jiān)測(cè)裝置同步采集泄漏電流L(n)和環(huán)境的 相對(duì)濕度Rh和步驟S2 :對(duì)泄漏電流帶通濾波兩個(gè)部分組成。其中S1中泄漏電流每個(gè)周期 采樣N個(gè)點(diǎn)，N> 128,得到離散全電流函數(shù)L(n)，n取值0~N。每48個(gè)小時(shí)取一次同步 采集的泄漏電流波形和空氣相對(duì)濕度Rh的數(shù)據(jù)；S2泄漏電流帶通濾波的公式為Iy(n)w= (EIx(n-：0Xa;)，i= (0 ~24)，a〇~a24的取值為
[0011] (4, 5, 7, 11, 16, 22, 28, 34, 39, 44, 48, 50, 51, 50, 48, 44, 39, 34, 28, 22, 16, 11, 7, 5, 4 )，L(n)w為帶通濾波后的泄漏電流基波分量。
[0012] 上述電壓基波分量的推導(dǎo)（2)由S3相對(duì)濕度驗(yàn)證和S4推導(dǎo)出電壓基波分量?jī)蓚€(gè) 部分組成。其中S3相對(duì)濕度驗(yàn)證的方法是滿足公式Rh<30% ;S4推導(dǎo)電壓基波分量的公式 為1]>)8。=(-^'1?8。)八"〇，1]?8。為電壓基波分量，-^'表示電壓滯后電流90°，《表 示角頻率，C表示電容。
[0013] 上述泄漏電流相位差的計(jì)算（3)由S5提取不同相對(duì)濕度下相同時(shí)刻電壓和泄漏 電流的相位信息和S6計(jì)算電壓和泄漏電流的相位差兩個(gè)部分組成。其中S6中相位差的公 式為(p=qV(pi，中為泄漏電流相位差，恥表示電壓的相位，取表示電流的相位。
[0014] 上述K值的計(jì)算和污穢等級(jí)的獲?。?)由步驟：S7相對(duì)濕度驗(yàn)證、S8K值的計(jì)算、 S9查詢K值與污穢等級(jí)的表格和步驟S10獲得絕緣子表面污穢等級(jí)四個(gè)部分組成。其中 S7相對(duì)濕度驗(yàn)證的方法是同時(shí)滿足W下兩個(gè)公式：65%<Rh<95%，ARh>20%，ARh表示 相對(duì)濕度差；S8中K值的公式為S9中相位差與污穢等級(jí)的表格是在試驗(yàn)室試 驗(yàn)得到的；S10中絕緣子污穢等級(jí)分為a、b、c、te五個(gè)等級(jí)。
[0015] 本發(fā)明的原理是：在相對(duì)濕度較低時(shí)利用泄漏電流基波波形推算出輸電線路的電 壓基波波形，計(jì)算泄漏電流相位差，提取相對(duì)濕度較高時(shí)的相位差（相對(duì)濕度較高時(shí)絕緣 子上污穢的不同會(huì)改變泄漏電流中容性、阻性和感性電流的成分），然后查詢通過(guò)試驗(yàn)室得 到的相位差與污穢等級(jí)的表格預(yù)測(cè)污穢等級(jí)。
[0016] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：采用本方法，可實(shí)現(xiàn)高壓運(yùn)行環(huán)境中 絕緣子泄漏電流和監(jiān)測(cè)點(diǎn)微氣象狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，測(cè)量誤差小，精度高、能較好地適用于不 同電壓等級(jí)的瓷絕緣子。為減少輸電線路絕緣子污穢而造成的電力事故提供了有效保障， 對(duì)提高電力系統(tǒng)運(yùn)行安全和可靠性具有重要的意義和實(shí)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是本發(fā)明的流程示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[001引下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明：
[0019] 參見(jiàn)附圖1，圖中給出了一種基于泄漏電流相位差的絕緣子污穢等級(jí)監(jiān)測(cè)方法，具 體包括下述10個(gè)步驟：S1監(jiān)測(cè)裝置同步采集泄漏電流L(n)和環(huán)境的相對(duì)濕度Rh、S2對(duì)泄 漏電流帶通濾波、S3相對(duì)濕度驗(yàn)證、S4推導(dǎo)出電壓基波分量、S5提取不同相對(duì)濕度下相同 時(shí)刻電壓和泄漏電流的相位信息、S6計(jì)算電壓和泄漏電流的相位差、S7相對(duì)濕度驗(yàn)證、S8 計(jì)算K值、S9查詢K值與污穢等級(jí)的表格和S10獲得絕緣子表面污穢等級(jí)。
[0020] 步驟S1 :泄漏電流在線監(jiān)測(cè)裝置同步采集泄漏全電流和環(huán)境的相對(duì)濕度，泄漏電