基于输电线路空间介电常数变化的山火故障早期监测方法技术

本发明专利技术涉及基于输电线路空间介电常数变化的山火故障早期监测方法，包括：数据处理与控制单元依次发出指令，控制三个高压真空开关依次关闭，将辅助监测电容依次与A相、B相和C相并联，通过计算得到A相、B相和C相接入辅助监测电容后测得的三相对地总电容值C

【技术实现步骤摘要】
基于输电线路空间介电常数变化的山火故障早期监测方法


[0001]本专利技术涉及电力监测
，尤其涉及一种基于输电线路空间介电常数变化的山火故障早期监测方法。

技术介绍

[0002]山火是一种比较常见的自然或人为灾害。近年来随着我国电力资源需求的不断增长，输电线路的规模也在逐步扩大。在一些地形复杂、幅员辽阔的区域，输电线路常常需要跨越一些人迹罕至、树林茂密的地区，如果遇到山火，输电线路很容易发生掉闸现象或者其它更为严重的电力安全事故。目前国内对于山火条件下输电线路的故障特性研究并不完善，更缺乏相关的监测手段。因此，需要从山火对输电线路影响的本质出发，如何通过研究山火时产生的烟雾颗粒、高温和热对流等对输电线路对地空气间隙物理特性的影响，反衍出线路下方是否有山火发生，是目前需要考虑的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种基于输电线路空间介电常数变化的山火故障早期监测方法，解决了目前对山火条件下输电线路故障特征监测手段缺乏的问题。
[0004]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：基于输电线路空间介电常数变化的山火故障早期监测方法，所述早期监测方法包括：
[0005]数据处理与控制单元依次发出指令，控制高压真空开关S
A
、S
B
、S
C
依次关闭且每次只关闭一个高压真空开关，将辅助监测电容C
x
依次与A相、B相和C相并联，通过计算得到A相、B相和C相接入辅助监测电容C
x
后测得的三相对地总电容值C
Z1
、C
Z2
和C
Z3
，完成一个监测周期的监测；
[0006]根据公式计算一个监测周期内线路对地总电容C
ZT1
；
[0007]判断监测周期内得到的线路对地总电容C
ZT1
是否在山火发生时因输电线路对地空气间隙介电常数变化的线路对地电容值范围内，如果在此范围内，则警报输出端口输出报警信号，如果不在此范围内，则继续下一个监测周期的监测。
[0008]所述通过计算得到A相、B相和C相接入辅助监测电容C
x
后测得的三相对地总电容值C
Z1
、C
Z2
和C
Z3
包括：
[0009]将辅助监测电容C
x
与A相并联，设定三相电源对称，根据辅助监测电容接入前的三相相电压和以及线路三相对地电容C
A
、C
B
和C
C
得到得到进而得到中性点不对称电压A相接入辅助监测电容后，A相相电压满足
设定三相对地电容相等，A相相电压模值U
AN
满足其中U
A
辅助监测电容接入前A相相电压模值，进而得到A相接入辅助监测电容后测得三相对地总电容值C
Z1
，其中j表示复数中的虚部，ω表示角频率；
[0010]将辅助监测电容C
x
与A相断开并与B相并联，设定三相电源对称，根据辅助监测电容接入前的三相相电压和以及线路三相对地电容C
A
、C
B
和C
C
得到得到进而得到中性点不对称电压B相接入辅助监测电容后，B相相电压满足设定三相对地电容相等，B相相电压模值U
BN
满足其中U
B
辅助监测电容接入前B相相电压模值，进而得到B相接入辅助监测电容后测得三相对地总电容值C
Z2
；
[0011]将辅助监测电容C
x
与B相断开并与C相并联，设定三相电源对称，根据辅助监测电容接入前的三相相电压和以及线路三相对地电容C
A
、C
B
和C
C
得到得到进而得到中性点不对称电压C相接入辅助监测电容后，C相相电压满足设定三相对地电容相等，C相相电压模值U
CN
满足其中U
C
辅助监测电容接入前C相相电压模值，进而得到C相接入辅助监测电容后测得三相对地总电容值C
Z3
。
[0012]所述早期监测方法还包括执行于数据处理与控制单元指令发出之前的线路对地电容值范围设置步骤和辅助监测电容C
x
设置步骤。
[0013]所述线路对地电容值范围设置步骤包括：通过模拟不同线路高度和燃烧不同植被获得因空气间隙气固两相体介电常数变化范围，线路对地电容C满足其中，ε
r
为空气间隙气固两相体介电常数，S为线路对地等效面积，d为线路对地等效距离，k为静电力常数。
[0014]所述辅助监测电容C
x
设置步骤包括：设置一个辅助监测电容C
X
，通过高压真空开关S
A
、S
B
和S
C
分别与输电线路A相、B相与C相并联，输电线路各相经过电压分压器将电压信号送入数据处理与控制单元，数据处理与控制单元通过真空开关控制单元分别控制高压真空开关S
A
、S
B
和S
C
的开断。
[0015]本专利技术具有以下优点：一种基于输电线路空间介电常数变化的山火故障早期监测方法，通过对输电线路下发发生山火时烟雾颗粒或气体分子的极化和空间分布对间隙的空间介电常数的影响时对地电容的变化，进而实现对输电线路山火的早期在线监测，能够及时发现输电线路下发是否发生山火，并及时报警。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的电路等效示意图。
具体实施方式
[0017]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下结合附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本专利技术做进一步的描述。
[0018]本专利技术根据在输电线路下方发生山火时，输电线路与地之间的空气间隙会产生大量的烟雾颗粒和其它气体分子，此时空气间隙内成分可看作气固两相体，这些烟雾颗粒或气体分子的极化和空间分布会影响整个间隙的空间介电常数，因此提出一种基于输电线路空间介电常数变化的山火故障早期在线监测方法：进行线路下方山火试验，通过模拟不同线路高度、燃烧不同植被获得因空气间隙气固两相体介电常数变化范围；得到在实际线路下发生不同类型的山火时线路对地空气间隙的电容值变化范围；设置一个辅助监测电容C
X
，通过高压真空开关S
A
、S<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于输电线路空间介电常数变化的山火故障早期监测方法，其特征在于：所述早期监测方法包括：数据处理与控制单元依次发出指令，控制高压真空开关S
A
、S
B
、S
C
依次关闭且每次只关闭一个高压真空开关，将辅助监测电容C
x
依次与A相、B相和C相并联，通过计算得到A相、B相和C相接入辅助监测电容C
x
后测得的三相对地总电容值C
Z1
、C
Z2
和C
Z3
，完成一个监测周期的监测；根据公式计算一个监测周期内线路对地总电容C
ZT1
；判断监测周期内得到的线路对地总电容C
ZT1
是否在山火发生时因输电线路对地空气间隙介电常数变化的线路对地电容值范围内，如果在此范围内，则警报输出端口输出报警信号，如果不在此范围内，则继续下一个监测周期的监测。2.根据权利要求1所述的基于输电线路空间介电常数变化的山火故障早期监测方法，其特征在于：所述通过计算得到A相、B相和C相接入辅助监测电容C
x
后测得的三相对地总电容值C
Z1
、C
Z2
和C
Z3
包括：将辅助监测电容C
x
与A相并联，设定三相电源对称，根据辅助监测电容接入前的三相相电压和以及线路三相对地电容C
A
、C
B
和C
C
得到得到进而得到中性点不对称电压A相接入辅助监测电容后，A相相电压满足设定三相对地电容相等，A相相电压模值U
AN
满足其中U
A
辅助监测电容接入前A相相电压模值，进而得到A相接入辅助监测电容后测得三相对地总电容值C
Z1
，其中j表示复数中的虚部，ω表示角频率；将辅助监测电容C
x
与A相断开并与B相并联，设定三相电源对称，根据辅助监测电容接入前的三相相电压和以及线路三相对地电容C
A
、C
B
和C
C
得到得到进...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈天翔，杨淳岚，杨佳才，杨弄潮，李唯佳，曾潮旭，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：