【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及架空线路的绝缘状态监测，具体为一种架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法及系统。
技术介绍
1、在电力系统运行的安全性和可靠性方面，架空线路的绝缘状态监测一直是一个重要的研究领域，随着电力系统的快速发展和电网结构的日益复杂化，对架空线路的实时监测和维护提出了更高的要求，传统的架空线路绝缘监测方法主要依赖于定期的物理巡检和基于地面设备的间接测量，这些方法往往不能提供实时数据，且易受环境因素和人为因素的影响，导致监测结果的不准确性和延迟性，近年来，随着传感技术、无线通信技术和数据处理技术的发展，基于在线监测的方法逐渐成为研究热点，这些方法通过在架空线路上直接安装监测设备，实现对线路绝缘状态的连续监测，从而及时发现并预警潜在的缺陷和故障。
2、然而，现有的架空线路绝缘缺陷放电在线监测技术仍存在一些不足，首先，现有技术在高频小电流信号的采集方面存在一定的局限性，由于缺陷放电信号通常具有高频率和低幅值的特点，传统的电流采集方法难以准确捕捉这些信号，从而影响了故障诊断的准确性和及时性，其次，供电和通信体系的稳定性和可靠性是在线监测系统的关键，现有系统在恶劣的环境条件下(如高电压、强电磁干扰等)往往难以保证持续稳定的供电和有效的数据传输，此外，对于采集到的大量电流信息的处理和分析，现有技术在数据处理算法和系统优化方面还有待提高，尤其是在异常数据的预警和处理上，需要更加智能和高效的方法来提高预警的准确性和系统的响应速度。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：现有的架空线路的绝缘状态监测方法存在准确性低，及时性低，效率低，以及如何实现对线路绝缘状态的连续监测的问题。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法，包括基于工频电流采集和缺陷放电高频小电流采集进行架空线路电流信息采集；构建供电体系和通信体系，进行架空线路监测的供电和通信；对架空线路监测时采集的架空线路电流信息进行处理，对异常数据进行预警和系统优化。
4、作为本专利技术所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法的一种优选方案，其中：所述工频电流采集包括使用工频电流传感器，采用外积分式rogowski线圈配合带负反馈的有源积分电路测量常态电流，反馈电阻rf消除运算放大器失调电流、偏置电流以及温度漂移经过积分电容的累积在输出端产生的斜坡输出；rogowski线圈传递函数h1(s)、测量回路传递函数h2(s)以及积分电路传递函数h3(s)分别表示为：
5、
6、
7、
8、其中，u为线圈电压，i为线圈电流，s为线圈复频率变量，m为线圈互感，l0为回路自感，c0为回路电容，ra为回路自感串联电阻，r0为回路电容并联电阻，c为反馈电阻并联电容，r为积分电路电阻。
9、构建工频电流采集联合传递函数表示为：
10、
11、其中，s为综合复频率变量，l为综合自感，δ为线路调节系数，ω为rogowski线圈固有振荡频率。
12、当输入正弦稳态工频电流时，rogowski线圈的幅频特性表示为：
13、
14、其中，j为虚数单位，ω'为输入信号频率。
15、测量电路的截止频率中，上限频率fh表示为：
16、
17、下限频率fl表示为：
18、
19、在工作功率范围内测量电路的灵敏度表示为：
20、
21、通过调压器调节电流发生器的输出电流，用互感器和电流表监测罗氏线圈的一次电流，使用毫伏表测量罗氏线圈的信号电压。
22、作为本专利技术所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法的一种优选方案，其中：所述缺陷放电高频小电流采集包括采用自积分式罗氏线圈和cpld配合微控制器用10m的采样频率采集缺陷放电电流数据，自积分型罗氏线圈传递函数表示为：
23、
24、其中，uout为线圈输出电压；当输入信号为正弦信号时，幅频特性表示为：
25、
26、其中，n表示为线圈匝数；测量频带中，上限频率fh表示为：
27、
28、下限频率fl表示为：
29、
30、在测量频带范围内，自积分罗氏线圈测量系统灵敏度表示为：
31、
32、线圈的匝数与信号频率呈负相关，通过信号频率调整线圈匝数。
33、作为本专利技术所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法的一种优选方案，其中：所述进行架空线路电流信息采集包括基于工频电流采集和缺陷放电高频小电流采集进行架空线路电流信息采集，对架空线路电流信息进行信号调理；信号调理包括将罗氏线圈输出端与采样电路隔离，选择ad8051用于高速采样前端电路的运放，3db信号带宽为150mhz，在ad8051的信号输入线上并联两个电阻进行信号线保护，当电源两端电压超过5.1v时，电阻承担功耗，为冲击电流提供泻放回路，缺陷放电电流u(t)表示为：
34、u(t)＝ka(t)cos[ω(t)+θ(t)]
35、其中，a(t)为缺陷放电电流信号的瞬时幅度，ω(t)为放电行波电流的中心频率，k为放电行波电流的幅值系数，θ(t)为相位角。
36、作为本专利技术所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法的一种优选方案，其中：所述供电体系包括采用电流互感器从高压架空线路上耦合取电，在装置内部布置太阳能板、锂电池以及电容进行供电，夜间导线上的电流i表示为：
37、i＝bu＝2.81×10-6s/km×120km×110kv＝37a
38、其中，b为电纳，u为线圈电压；供电体系包括采用ct取电，当架空线路中流过交流电时，取能线圈两端感应出电势，电势经过整流、滤波、稳压后提供至系统终端；对供电体系进行条件约束，条件约束包括在导线电流25a时提供2.5w的功率，在导线电流为1000a时供电体系不停止工作，供电体系工作时最大温度不超过80度。
39、作为本专利技术所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法的一种优选方案，其中：所述通信体系包括利用gsm、gprs、cdma网络远程传输数据，当处理移动网没有覆盖的地区时，采用无线数传转接到有信号的地方后进行通信；无线gprs通信采用德国西门子的mc35手机模块，通信体系将采集的架空线路电流信息和定位结果传送至后台监控主站；进行架空线路监测时，主控cpu采用cpld配合高速a/d转换芯片进行缺陷放电电流的采集，存至外部sram，采样后主控cpu从外部sram读出架空线路电流信息；gsm和串口测试输出通过uart接口与主控单片机相连，阀值电压的设定通过spi总线连接至d/a转换器。
40、作为本专利技术所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法的一种优选方案，其中：所述对异常数据进行预警包括对架空线路监测时采集的架空线本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法，其特征在于：所述工频电流采集包括使用工频电流传感器，采用外积分式Rogowski线圈配合带负反馈的有源积分电路测量常态电流，反馈电阻Rf消除运算放大器失调电流、偏置电流以及温度漂移经过积分电容的累积在输出端产生的斜坡输出；Rogowski线圈传递函数H1(s)、测量回路传递函数H2(s)以及积分电路传递函数H3(s)分别表示为：
3.如权利要求2所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法，其特征在于：所述缺陷放电高频小电流采集包括采用自积分式罗氏线圈和CPLD配合微控制器用10M的采样频率采集缺陷放电电流数据，自积分型罗氏线圈传递函数表示为：
4.如权利要求3所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法，其特征在于：所述进行架空线路电流信息采集包括基于工频电流采集和缺陷放电高频小电流采集进行架空线路电流信息采集，对架空线路电流信息进行信号调理；
5.如权利要求4所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法，其特征
6.如权利要求5所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法，其特征在于：所述通信体系包括利用GSM、GPRS、CDMA网络远程传输数据，当处理移动网没有覆盖的地区时，采用无线数传转接到有信号的地方后进行通信；
7.如权利要求6所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法，其特征在于：所述对异常数据进行预警包括对架空线路监测时采集的架空线路电流信息进行处理，当输出电压噪声占正确电压值的百分比大于等于1％时，输出电压噪声为异常数据；
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法的系统，其特征在于：包括信息采集模块，供电通信模块，预警优化模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法，其特征在于：所述工频电流采集包括使用工频电流传感器，采用外积分式rogowski线圈配合带负反馈的有源积分电路测量常态电流，反馈电阻rf消除运算放大器失调电流、偏置电流以及温度漂移经过积分电容的累积在输出端产生的斜坡输出；rogowski线圈传递函数h1(s)、测量回路传递函数h2(s)以及积分电路传递函数h3(s)分别表示为：
3.如权利要求2所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法，其特征在于：所述缺陷放电高频小电流采集包括采用自积分式罗氏线圈和cpld配合微控制器用10m的采样频率采集缺陷放电电流数据，自积分型罗氏线圈传递函数表示为：
4.如权利要求3所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法，其特征在于：所述进行架空线路电流信息采集包括基于工频电流采集和缺陷放电高频小电流采集进行架空线路电流信息采集，对架空线路电流信息进行信号调理；
5.如权利要求4所述的架空线路绝缘缺陷放电在线监测终端方法，其特征在于：所述供电体系包括采用电流互感器从高压架空线路上耦合取电，在装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄志都，黄维，崔志美，徐文平，李珊，卢胜标，陈亚娟，刘英龙，李盛东，王乐，邓高峰，冯玉斌，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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