一种输电线路绝缘缺陷监测系统及其判断方法技术方案

本发明专利技术涉及电线路绝缘缺陷监测技术领域，尤其涉及一种输电线路绝缘缺陷监测系统及其判断方法，包括绝缘缺陷电流探测模块

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路绝缘缺陷监测系统及其判断方法


[0001]本专利技术涉及电线路绝缘缺陷监测
，尤其涉及一种输电线路绝缘缺陷监测系统及其判断方法
。

技术介绍

[0002]从
2012
年到
2021
年，吉林省全社会用电量由
637
亿千瓦时增长到
843
亿千瓦时，国网吉林电力用电客户数量由
1168
万户增长到
1569
万户
。
各级电网协调发展，强化大电网资源优化配置作用，目前已形成
‘
两横两纵
’
500
千伏骨干网架结构，为全省经济社会发展提供充足稳定的电力支撑
。
随着电网建设的不断推进，电力线路作为电力系统运行的大动脉，关系到电力系统安全可靠运行
。
一旦主干输电线路出现问题，将会造成不必要的直接和间接经济损失，甚至产生严重不良影响，影响社会稳定
。
因此，保证输电线路正常
、
安全
、
稳定运行是确保电力供应安全性和可靠性的关键，是提升电力系统输电效率的关键环节，是实现全球能源互联网的重要基础
。
[0003]吉林省电网输电线路长度长，沿途地理环境与气候环境复杂多变，在雷击
、
山火等自然灾祸面前，电力线路不可避免地会发生故障，在雷雨季节，部分区域甚至出现开关频繁跳闸现象
。
另外很多线路投运时间已超
15
年，线路存在老化现象，绝缘性能缺乏有效评估的手段
。
提升输电线路运行可靠性，一方面需要不断提升
、
加强线路绝缘能力，提升线路抗灾害能力，另一方面需要增强线路故障感知能力，提高线路故障抢修效率，实现快速复电
。
目前，在输电线路中大量装配了各类故障定位装置，在故障排查中，故障定位装置能有效缩短故障排查范围，对减少抢修时间
、
提高抢修效率
、
实现快速复电起到了重要作用
。
但在各类故障定位装置实际使用中，仍存在一些问题，主要表现在以下方面：
[0004](1)
故障定位精度仍有待提高
。
目前，虽然已有故障定位装置将故障排查范围缩小，但故障定位暂未实现定位到具体档距范围内，仍需采用人工查找的辅助方式寻找线路故障点
。
当线路故障发生在山区时，由于输电线路距离较长，历经地形复杂，气候环境恶劣，线路故障点排查耗时耗力，降低了电力抢修效率
。
[0005](2)
故障类型分析效率有待提高
。
线路故障具体类型分析是故障抢修的关键，对于台风
、
雷雨
、
山火等不同因素导致的线路故障，其对应的故障抢修方式也有所不同
。
目前，输电线路故障定位装置暂未实现不同形式故障类型自动诊断，由于输电线路历经区域地理环境纷繁复杂，现有故障抢修方式仍需人工现场确认故障类型，随后再开展抢修，降低了线路抢修的效率
。
[0006](3)
线路绝缘能力的评估缺乏有效手段
。
[0007]绝缘子在线检测方法分为非电量检测法和电量检测法两类
。
非电量检测法包括观察法
、
紫外成像法
、
超声波检测法
、
红外测温法
、
无线电波法和激光多普勒法等；电量检测法包括电场测量法
、
泄漏电流法和脉冲电流法等
。
但以上方法都需要运维人员现场检修，且依赖各种专业设备，对专业技能要求较高
。
[0008](4)
输电线路的风偏闪络一直是影响线路安全运行的因素之一，与雷击等其他原
因引起的跳闸相比，风偏跳闸的重合成功率较低，一旦发生风偏跳闸，造成线路停运的几率较大
。
特别是
500kV
以上的线路，一旦发生风偏闪络事故，将对系统造成很大影响，严重影响供电可靠性
。
[0009]电讯号的传播速度很快，接近光速
。
所以局部高频放电电流的波形绘制依赖于高速采样率和精准的时间精度
。
支持高速采样的硬件方案本身很常规，但是同时兼顾实时处理的运算能力和充分低的运行功耗，是比较棘手的问题，同时卫星授时能满足正常产品对时间准确度的需求，但是要精确到纳秒级的效果，还是需要额外的手段来保障；
[0010]缺陷放电电流采样的电流信号属于高频小电流信号，线路中工频和缺陷放电流是叠加在一起的
。
绝缘缺陷分析波形时需要将工频电流和放电电流分离，避免相互影响，同时要保证分离后波形与线路原始电流波形的一致性；
[0011]传统加速度传感器法在实际应用中会遇到传感器布置和随导线扭转的问题
。
[0012]传感器随导线发生扭转时，易导致计算出的相对位移与实际运动偏差较大，无法还原出导线的真实运动轨迹
。
[0013]传感器安装覆盖范围少，得到的数据不够充分，曲线拟合的精度较低，舞动轨迹估算不准确，往往针对导线局部区域的监测较为有效，对导线整体运动姿态的监测效果不佳，另外现有输电线路在线监测系统分为导线状态监测和杆塔状态监测，监测相对固定，功能比较单一
。

技术实现思路

[0014]为此，本专利技术提供一种输电线路绝缘缺陷监测系统及其判断方法，用以解决上述背景中提到的问题
。
[0015]本专利技术提供一种输电线路绝缘缺陷监测系统，其特征在于，包括绝缘缺陷电流探测模块电路模块
、MCU
主控模块
、
数据存储模块
、4G
通讯模块
、
姿态传感器；
[0016]绝缘缺陷电流探测电路模块包括高频电流信号探头
、
隔离电路
、
程控增益放大电路
、
包络检波电路和限幅电路，记录高频电流信号的产生以及高频电流信号的调理，为高频电流信号波形的上传做准备；
[0017]高频电流信号探头是高频电流波形的接受器件；
[0018]隔离电路是防止接收电路被通道中混入的高压激励信号击毁，将高压激励限幅在安全范围，幅值相对较小的回波信号可以无衰减的通过；
[0019]程控放大电路目的是将超声回波信号放大到合适的幅值，便于缺陷分析；
[0020]包络检波电路目的是实现超声信号的包络显示，便于定量化分析，也是降低采样频率的有效方法；
[0021]限幅电路是
A/D
前端的调理电路，使进入
A/D
采样的信号幅值不超过采样范围；
[0022]MCU
主控模块负责读取
A/D
模块传回的高频电流信号，产生实时高频电流波形并上传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种输电线路绝缘缺陷监测系统，其特征在于，所述系统包括绝缘缺陷电流探测电路模块
、MCU
主控模块
、
数据存储模块
、4G
通讯模块
、
姿态传感器，绝缘缺陷电流探测模块，记录高频电流信号的产生以及高频电流信号的调理；
MCU
主控模块负责读取
A/D
模块传回的高频电流信号，产生实时高频电流波形并上传，读取并处理数据九轴姿态采样数据，完成姿态计算并上传；读取
4G
模块下发的操作指令，执行对应的功能操作；完成高频数据的压缩处理，以及串行发送；控制接口电路与外设的通信；数据存储模块用于将
MCU
从传感器中读取的的数据进行存储，方便
MCU
进行数据计算；
4G
通讯模块用于为
4G
通讯，用于实现参数的实时上传以及指令的随时下发；姿态传感器包括三轴姿态传感器和九轴姿态传感器两个子模块，用于实现对导线速度
、
加速度的实时读取，并对导线的姿态进行计算，根据提前建立的模型进行导线姿态解析
。2.
根据权利要求1所述的一种输电线路绝缘缺陷监测系统，其特征在于，所述绝缘缺陷电流探测模块包括高频电流信号探头
、
隔离电路
、
程控增益放大电路
、
包络检波电路和限幅电路，高频电流信号探头为高频电流波形的接受器件；隔离电路为防止接收电路被通道中混入的...

【专利技术属性】
技术研发人员：任唯贺，杨羽，韩春城，张轶夫，吴尚阳，陈万意，李振庆，高波，高山，张雷，刘津硕，
申请(专利权)人：国网吉林省电力有限公司超高压公司，
类型：发明
国别省市：