一种基于4G通讯的高压输电线路绝缘子闪络监测系统技术方案

一种基于4G通讯的高压输电线路绝缘子闪络监测系统。该系统包括：闪络电流传感器、闪络光电传感器、微处理器、4G通信模块和系统供电电源；闪络电流传感器包括罗哥夫斯基线圈和电流采样电路，对感生电流整流、滤波并稳态输出闪络电平至微处理器；闪络光电传感器包括感光器件和光电信号处理器，感光器件采集闪络的光信号并通过光电信号处理器输出计数电平至所述微处理器；微处理器将闪络信息通过4G通信模块进行传输。实现了闪络故障的远程监测，同时给出闪络故障的图像信号，以实现闪络次数的计数和强度信息，对施工方案的制定给出更多信息，从而解决现有技术中给出的闪络故障信息量少、造成人力物力浪费的技术缺点。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于高压电网运行安全领域，涉及一种高压输电线路绝缘子闪络监测系统，尤其是一种基于4G通讯的高压输电线路绝缘子闪络监测系统。
技术介绍
随着我国电网的建设，电网安全问题逐渐成为电力行业亟待解决的问题，尤其是在电力系统输电线路电压等级、电网规模、大气污染等因素的影响下，输电线路的故障率极速上升，故障原因愈加复杂。受到我国局部地区高度工业化所造成的环境污染、雷雨多发季节雷击事故、高山高寒地区低温覆冰等种种环境因素综合作用加之输电线路电压等级逐步提高的客观条件的影响，电力传输线路绝缘子闪络事故无法从根本上避免。常见的输电线路绝缘子闪络原因有:绝缘子表面污秽、低温覆冰、雷电、动物攀爬等。输电线路绝缘子闪络问题长期困扰着电力系统的安全稳定运行。一方面，在闪络发生后，电极间电压迅速下降为零或接近于零，进而造成输电线路单相接地事故或更为严重的多相短路事故，造成财产损失；另一方面，在闪络形成的放电通道中，放电电弧或火花致使绝缘子表面局部过热造成碳化，从而加速绝缘子老化程度，严重破坏其绝缘强度，使其使用寿命大大缩短进而增加输电线路运行风险。电力传输网络中输电线路大多数处于野外环境中，复杂的自然条件造成了绝缘子闪络事故逐步呈现出发生地点随机、原因多样、影响范围广泛等特点。针对绝缘子闪络在时间上的随机性，绝缘子状态的在线检测是研究的热点问题。现有的绝缘子状态及闪络在线检测方法仍存在若干问题。如观测法可靠性差、紫外检测法受观测角度影响、超声波方法在线使用不够灵活等。绝缘子闪络事故位置的确定一直是闪络事故在线监测中需要重点解决的问题之一。闪络事故发生后，电力运行部门在确定事故绝缘子位置、消除事故隐患方面面临着绝缘子数量庞大，分布面积广泛的困难，为人工巡线造成巨大工作负担。大部分电力运行部门长期处于不能及时获悉绝缘子闪络发生信息且无法准确定位绝缘子闪络发生位置的困境中。另外，运行线路中同一处绝缘子串发生闪络的次数与绝缘子老化程度存在一定关系，对运行线路绝缘子闪络次数的统计可为判断绝缘子老化程度，分析故障原因创造有利条件。在现有的高压输电系统中，绝缘子是必不可少的一部分，它使高电压与地隔离并对输电线进行机械拉伸，起到了支撑输电线和防止电流回地的作用。沿输电线，绝缘子数量很大，种类很多，分布很广。暴露在污秽条件下的绝缘子表面会沉积污秽，当遇有大雾、细雨、冻雨、凝露、雾凇、雪凇、融冰、融雪等不利气象，易造成电网污闪事故。近年来，雾霾等气候作用也容易发生绝缘子污秽闪络，影响电力线路的安全运行。此外，动物攀爬等也是极为常见的原因之一。针对绝缘子闪络在时间上的随机性，绝缘子状态的在线检测是研究的热点问题。现有的绝缘子状态及闪络在线检测方法仍存在若干问题。如观测法可靠性差、紫外检测法受观测角度影响、超声波方法在线使用不够灵活等。绝缘子闪络事故位置的确定一直是闪络事故在线监测中需要重点解决的问题之一。现有技术中，例如CN201310490133.7公开了一种绝缘子雾霾与污闪在线监测系统及方法，包括监测终端与监控装置，先测量得到电容介质的电流和绝缘子的泄漏电流，然后采用单片机这两个信号，经过程序固化的公式计算后得出一个反映绝缘子闪络的雾闪值，比较雾闪值与既定的门槛值，并根据比较的结果决定是否做出“注意、危险”的两级雾闪报警，再由监控主机的程序在人机界面显示实时监测结果和历史数据曲线。其不仅能实现在值班室就能知道雾霾与污秽程度，而且采用GSM短信模块的无线通讯方式，免去远距离通信和布置导线和麻烦；太阳能和蓄电池供电，高压脉冲发生方式和低功耗设计，可以保证设备全天候运行。然而，对其他闪络原因的监测不够全面，不能给出其他原因造成的闪络的具体原因做出直接预警。再如，CN201310502945.9公开一种线路闪络故障检测方法和装置，其采集杆塔周围线路上的噪声信号；提取单位时间内的噪声信号中的噪声特征，并根据所述噪声特征检测输电线路是否发生闪络故障。由于环境噪声的存在及区域变化较大等特点，难以提供准确的预警，同样的，不能给出其他原因造成的闪络的具体原因做出直接预警。同样的，现有技术中CN201020177148.X、CN02230975.6等也仅给出了现场的警示，方便巡线过程中的及时发现，难以实现在线报警和工程量预测。闪络事故发生后，电力运行部门在确定事故绝缘子位置、消除事故隐患方面面临着绝缘子数量庞大，分布面积广泛的困难，为人工巡线造成巨大工作负担。大部分电力运行部门长期处于不能及时获悉绝缘子闪络发生信息且无法准确定位绝缘子闪络发生位置的困境中。另外，各种原因造成的闪络其维修和维护的工序也有所不同，如果不能针对性的做施工准备，到现场再进行鉴定和确定施工方案，对提高工作效率，制定施工计划也十分不利。因此，现有的监测技术中，即使实现在线检测，也难以对施工方案的制定提出提前的准备信息，具有较大的技术缺陷，亟待解决。
技术实现思路
本技术的目的是为了实现高压输电线路绝缘子闪络故障的远程监测，同时给出闪络故障的图像信号，以实现闪络次数的计数和强度信息，对施工方案的制定给出更多信息，从而解决现有技术中给出的闪络故障信息量少、造成人力物力浪费的技术缺点。具体的，本技术通过如下技术方案实现:首先，本技术提供了一种基于4G通讯的高压输电线路绝缘子闪络监测系统，其特征在于，该系统包括:闪络电流传感器、闪络光电传感器、微处理器、4G通信模块和系统供电电源；所述闪络电流传感器包括罗哥夫斯基线圈和电流采样电路，所述罗哥夫斯基线圈嵌套于绝缘子上以采集闪络电流，所述电流采样电路与罗哥夫斯基线圈电性连接，对罗哥夫斯基线圈感生电流整流、滤波并稳态输出闪络电平至所述微处理器；所述闪络光电传感器包括感光器件和光电信号处理器，所述感光器件采集闪络的光信号并通过光电信号处理器输出计数电平至所述微处理器；所述微处理器将闪络信息通过4G通信模块进行传输。需要解释的是，本技术中罗哥夫斯基线圈为本领域中罗氏线圈(RogowskiCoil)，全称罗哥夫斯基线圈，由于罗氏线圈不含铁芯，也称空心线圈。罗氏线圈是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。输出信号是电流对时间的微分。通过一个对输出的电压信号进行积分的电路，就可以真实还原输入电流。该线圈具有电流可实时测量、响应速度快、不会饱和、几乎没有相位误差的特点，故其可应用于继电保护，可控硅整流，变频调速，电阻焊等信号严重畸变以及电炉、短路测试、雷电信号采集等大电流的场合。基于上述解释，无需将罗哥夫斯基线圈的结构做进一步限定本领域技术人员即可实现。进一步的，所述罗哥夫斯基线圈包覆有当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于4G通讯的高压输电线路绝缘子闪络监测系统，其特征在于，该系统包括：闪络电流传感器、闪络光电传感器、微处理器、4G通信模块和系统供电电源；所述闪络电流传感器包括罗哥夫斯基线圈和电流采样电路，所述罗哥夫斯基线圈嵌套于绝缘子上以采集闪络电流，所述电流采样电路与罗哥夫斯基线圈电性连接，对罗哥夫斯基线圈感生电流整流、滤波并稳态输出闪络电平至所述微处理器；所述闪络光电传感器包括感光器件和光电信号处理器，所述感光器件采集闪络的光信号并通过光电信号处理器输出计数电平至所述微处理器；所述微处理器将闪络信息通过4G通信模块进行传输。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：盖林农，李刚田，张宝泽，张宗峰，王伟，马新光，姜建东，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司东营供电公司，国网山东利津县供电公司，
类型：新型
国别省市：山东;37