【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及输电线路杆塔，尤其是涉及输电线路杆塔雷电泄流通道状态监测系统及方法。
技术介绍
1、杆塔，是输电线路中的一个重要组成结构，是支承架空输电线路导线和地线并使它们之间与大地在各种可能的大气环境条件下，符合电气绝缘安全和工频电磁场限制条件的装置。
2、现实生活中，对输电线路杆塔的状态监测是确保其使用安全的重要手段，尤其是在夏秋两季的雷雨天气情况下。在雷雨天气时，天空中的电离子会不规律的作用于输电线路上，在此情况下，需对输电线路整体的输电状态进行监测，以知晓作用于输电线路上的雷电最终泄流导入大地的情况，据此分析输电线路的运行状态，然而，影响输电线路上的雷电离子导入大地快慢的因素较多，现有技术下，通常将输电线路本身的电流流速、电压和发热量作为参考因素，但是，地势的差异亦会影响雷电最终泄流导入大地的快慢，在此情况下，现有技术难以全面的分析监测输电线路杆塔的雷电泄流状态，对保障输电线路的正常运行存在一定的安全隐患，需进行改进。
技术实现思路
1、鉴于上述现有的对输电线路杆塔的雷电泄流状态监测中存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术其中的一个目的是提供输电线路杆塔雷电泄流通道状态监测系统及方法，其利用收集预设范围内的用电户数/用电量，同时通过获取预设范围内的地形地势，并通过获取环境温度、日照和风速等数据信息，提高了对输电线路杆塔雷电泄流状态监测的有效性和可靠性。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
4、一
5、所述站点定位模块包括gps卫星导航定位仪，用于定位预设监测范围内的输电线路杆塔的精确位置，同时定位该预设监测范围内所需用电的用户；
6、所述信息采集模块用于采集预设范围内所有用电用户的日均用电量，同时采集预设范围内在夏、秋两季的雷雨天气频率和过去同季节的历史天气数据；
7、所述动态监测模块包括安装于杆塔上的ccd摄像机、电流传感器和温度计，以及地面上对应使用的湿度仪和风速传感器，用于对输电线路的运行状态和气象条件进行监测，同时对输电线路杆塔接地处的雷电流波形、雷击时间、绝缘子闪络续流电流进行采集；
8、所述样本比对模块用于生成数据模型，以筛选后的输电线路的运行状态、气象条件和雷电流波形、雷击时间、绝缘子闪络续流电流为基础数据生成，所述基础数据包括在预设范围内所属气象条件下出现的雷电概率，并将所述基础数据按照较低风险、中等风险和高风险为顺序进行排序，同时比对输电线路杆塔的雷电泄流状态在预设时间段内的历史数据，并对历史数据进行筛选；
9、所述数据储存模块用于储存所述站点定位模块、所述信息采集模块和所述动态监测模块所获取的信息；
10、所述中央数据处理模块用于获取数据模型中较低风险、中等风险和高风险的电流a和电压v数据，使用获取的电流a和电压v数据，计算实时功率kw，并分别于较低风险、中等风险和高风险情况下采集实时功率kw的平均值，同时将与实时功率kw的平均值所对应的电流a和电压v数据汇总，并形成数据包；
11、所述特征收集单元用于对筛选后的雷电泄流状态在预设时间段内的历史数据进行特征提取，提取的特征包括历史数据中影响雷电泄流的因素，以及预设范围内的用电量、气象条件和输电线路的运行状态在相对应时刻的误差值，并将对应的历史数据所提取出的特征作为参考样本；
12、所述监测终端用于记录与预设范围内所需监测采集的输电线路杆塔匹配的通信基站数和方位，并接收采集监测点上传的现场数据，同时进行后台数据更新；
13、当任一个采集监测点的现场数据更新时长超出预设的风险阈值时，则向该预设范围内对应的通信基站和/或通信基站运营方发起通信基站状态信息获取请求。
14、作为本专利技术的一种优选方案，其中：预设雷电流波形和绝缘子闪络续流电流数值，并以两者的数值为基础设定输电线路杆塔的雷击时长、输电线路的运行状态和对应的气象条件，并通过将输电线路的运行状态分为若干组运行指标，同时将若干组所述运行指标中的非数值数据转换为数值数据，并计算出相应的雷电流波形和绝缘子闪络续流电流数值，根据下列公式计算得出：
15、；
16、式中，是所预设的雷电流波形的正常向量，是所预设的绝缘子闪络续流电流低于和/或高于雷电流波形的偏置项，是所预设的每个参考样本的特征向量，同时以三者为基础预设一个风险阈值，并据此计算出该风险阈值超出参考样本数值的概率，为所预设的每个参考样本中的特征向量的均值，为每个偏置项中最接近雷电流波形的正常向量值，代表雷电流波形每次预设的不同正常向量值。
17、作为本专利技术的一种优选方案，其中：将输电线路杆塔的工作状态数据分为若干个评估指标，并统计出影响雷电泄流的历史数据，以影响雷电泄流的历史数据作为目标区域内的评估指标数据，同时将数据归一化处理，计算出每个评估指标的权重。
18、作为本专利技术的一种优选方案，其中：将夏秋两季的雷电数据分别分为第一雷电数据、第二雷电数据和第三雷电数据，并以预设范围内各个输电线路杆塔之间所相隔的距离为基础，同时采用多阈值反距离权值法，获取预设范围内各个输电线路杆塔的落雷数量，同时获取在第一雷电数据、第二雷电数据和第三雷电数据下电流a的传送速度m。
19、作为本专利技术的一种优选方案，其中：以每个输电线路杆塔的落雷数量为基础获取输电线路杆塔接地处的雷电流波形，并计算出相应的绝缘子闪络续流电流数值，根据下列公式计算得出：
20、；
21、式中，为所生成的数据模型，同时，将雷击时长、输电线路的运行状态和对应的气象条件生成一个训练的gbm模型，并且，是第n次迭代后的模型，是出现某种气象条件的第n+1次预测，并在该预测中截取一个常数值，同时，计算出常数值中的平均值； a代表在输电线路杆塔运行的过程中，最近一次对其进行检查和维护的时间， b代表在最近一次对输电线路杆塔进行检查和维护后，输电线路杆塔首次遭遇雷击时的电流流速， c表示输电线路杆塔在最近一次维护后所遭遇雷击时的平均电流值， y表示输电线路杆塔周围环境温湿度和气压情况，表示在每次对输电线路杆塔进行维护后所监测到的最大电流值和最小电流值。
22、作为本专利技术的一种优选方案，其中：将第一雷电数据、第二雷电数据和第三雷电数据进行线路网格预处理；所述线路网格预处理包括对预设分析对象进行不同网格划分，网格大小包括10km*10km、5km*5km、和1km*1km，并且获取网格区域内的地形平整度θ。
23、作为本专利技术的一种优选方案，其中：将不同网格区域内的地形平整度θ分别纳入训练的gbm模型中，并获取输电线本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.输电线路杆塔雷电泄流通道状态监测系统，其特征在于，包括站点定位模块、信息采集模块、动态监测模块、数据储存模块、样本比对模块、中央数据处理模块、特征收集单元和监测终端；
2.根据权利要求1所述的输电线路杆塔雷电泄流通道状态监测系统，其特征在于，预设雷电流波形和绝缘子闪络续流电流数值，并以两者的数值为基础设定输电线路杆塔的雷击时长、输电线路的运行状态和对应的气象条件，并通过将输电线路的运行状态分为若干组运行指标，同时将若干组所述运行指标中的非数值数据转换为数值数据，并计算出相应的雷电流波形和绝缘子闪络续流电流数值，根据下列公式计算得出：
3.根据权利要求1所述的输电线路杆塔雷电泄流通道状态监测系统，其特征在于，将输电线路杆塔的工作状态数据分为若干个评估指标，并统计出影响雷电泄流的历史数据，以影响雷电泄流的历史数据作为目标区域内的评估指标数据，同时将数据归一化处理，计算出每个评估指标的权重。
4.根据权利要求1所述的输电线路杆塔雷电泄流通道状态监测系统，其特征在于，将夏秋两季的雷电数据分别分为第一雷电数据、第二雷电数据和第三雷电数据，并以预设范围
5.根据权利要求4所述的输电线路杆塔雷电泄流通道状态监测系统，其特征在于，以每个输电线路杆塔的落雷数量为基础获取输电线路杆塔接地处的雷电流波形，并计算出相应的绝缘子闪络续流电流数值，根据下列公式计算得出：
6.根据权利要求5所述的输电线路杆塔雷电泄流通道状态监测系统，其特征在于，将第一雷电数据、第二雷电数据和第三雷电数据进行线路网格预处理；所述线路网格预处理包括对预设分析对象进行不同网格划分，网格大小包括10km*10km、5km*5km、和1km*1km，并且获取网格区域内的地形平整度θ。
7.根据权利要求6所述的输电线路杆塔雷电泄流通道状态监测系统，其特征在于，将不同网格区域内的地形平整度θ分别纳入训练的GBM模型中，并获取输电线路在不同的运行状态下，雷电流最终导入大地的时间。
8.根据权利要求1所述的输电线路杆塔雷电泄流通道状态监测系统，其特征在于，采用标准式对预设区域对象的各年及平均年雷电流幅值累积概率曲线进行拟合，得到区域对象遭受雷电流袭击的时间和雷电流大小；
9.根据权利要求1所述的输电线路杆塔雷电泄流通道状态监测系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.输电线路杆塔雷电泄流通道状态监测系统，其特征在于，包括站点定位模块、信息采集模块、动态监测模块、数据储存模块、样本比对模块、中央数据处理模块、特征收集单元和监测终端；
2.根据权利要求1所述的输电线路杆塔雷电泄流通道状态监测系统，其特征在于，预设雷电流波形和绝缘子闪络续流电流数值，并以两者的数值为基础设定输电线路杆塔的雷击时长、输电线路的运行状态和对应的气象条件，并通过将输电线路的运行状态分为若干组运行指标，同时将若干组所述运行指标中的非数值数据转换为数值数据，并计算出相应的雷电流波形和绝缘子闪络续流电流数值，根据下列公式计算得出：
3.根据权利要求1所述的输电线路杆塔雷电泄流通道状态监测系统，其特征在于，将输电线路杆塔的工作状态数据分为若干个评估指标，并统计出影响雷电泄流的历史数据，以影响雷电泄流的历史数据作为目标区域内的评估指标数据，同时将数据归一化处理，计算出每个评估指标的权重。
4.根据权利要求1所述的输电线路杆塔雷电泄流通道状态监测系统，其特征在于，将夏秋两季的雷电数据分别分为第一雷电数据、第二雷电数据和第三雷电数据，并以预设范围内各个输电线路杆塔之间所相隔的距离为基础，同时采用多阈值反距离权值法，获取预设范围内各个输电线路杆塔的落雷数量，同时...
【专利技术属性】
技术研发人员：马晖，孙峰伟，王大众，范渤，王敏珍，赵立英，李志轩，喻正直，刘国斌，刘俊田，娄展豪，思军武，石思男，高海航，宋志杰，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司抚顺供电公司，
类型：发明
国别省市：
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