一种脉冲注入式线路舞动在线监测方法技术

一种脉冲注入式线路舞动在线监测方法，本发明专利技术属于电力系统架空输电线路在线监测领域，涉及一种基于脉冲注入的电力系统架空输电线路在线监测的研究方法，主要包括：从电容式电压互感器的末端注入一１０ｎｓ的脉冲信号，此脉冲信号在超高压线路上进行传输，当线路随风发生低频的舞动时，线路的电容发生改变，继而波阻抗发生了变化，导致沿线路的脉冲信号会发生相应的波动现象，根据这种信号波动我们可以判断出线路舞动的位置、舞动频率、舞动幅值等。该研究方法比较新颖，设计合理，实施容易，在电力系统架空输电线路在线监测领域具有广泛的推广研究价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输电线路的监测，具体地，本专利技术涉及一种应用于电力系统架空输电 线路舞动的监测方法，更具体涉及一种基于脉冲注入式的线路舞动的在线监测方法。
技术介绍
导线舞动是威胁输电线路安全运行的重要因素之一。当水平方向风吹到因覆冰 而变为非圆截面的导线时，将产生一定的空气动力，由此会诱发导线产生一种低频(0.1 3Hz)、大振幅(约为导线直径的5 300倍，可达IOm以上)的自激振动，即舞动，该种舞动 对输电线路安全运行造成了严重危害，例如，会造成线路频繁跳闸、停电、导线磨损、烧伤与 断线，金具及有关部件的损坏等。引起舞动的因素主要有以下3个方面1.导线覆冰的影响。舞动多发生在北方地区的覆冰雪的导线上，覆冰厚度一般为 2. 5至48. 0mm。导线上形成覆冰需具备3个条件空气湿度较大，一般90% 95%。干雪 不易凝结在导线上，北方地区的雨凇、冻雨或雨夹雪是导线覆冰常见的气候条件；合适的温 度，一般为 5 0°C，温度过高或过低均不利于导线覆冰；一定的风速，使空气中水滴运动 的风速一般大于lm/s。2.风激励的影响。要形成舞动.除覆冰因素外，舞动还需有稳定的层流风激励。 舞动风速范围一般为4 20m/s，且当主导风向与导线走向夹角大于45°C时。导线易产生 舞动，该夹角越接近90°，舞动的可能性越大。3.线路结构与参数的影响。就舞动发生的机理来讲，不合理的线路结构参数组 合易引起线路舞动。分裂导线比单导线更容易舞动。单导线覆冰时，由于扭转刚度小，在 偏心覆冰作用下导线易发生很大扭转，使覆冰接近圆形；而分裂导线覆冰时，由于间隔棒的 作用，每根子导线的相对扭转刚度比单导线大得多，在偏心覆冰作用下，导线的扭转极其微 小。不能阻止导线覆冰的不对称性，导线覆冰易形成翼形断面.因此，对于分裂导线由于风 激励产生的升力和扭矩远大于单导线。对于500kV高压输电线路，多采用四分裂导线甚至 多分裂导线，较易发生舞动。此外，大截面导线比小截面易舞动，大截面导线的相对扭转刚 度比小截面大.在偏心覆冰作用下扭矩转角要小.导线覆冰更容易形成翼形断面，在风激 励作用下，产生的升力和力矩要大些。截面导线比小截面易舞动，大截面导线的相对扭转刚 度比小截面大.在偏心覆冰作用下扭矩转角要小.导线覆冰更容易形成翼形断面，在风激 励作用下，产生的升力和力矩要大些。而现有技术下，主要通过以下三个方面对导线舞动进行遏制1.避开易形成舞动的覆冰区域与控制线路走向，但由于很多地区的地形地貌结构 的问题，较难避免覆冰区域，且较难控制线路走向。2.提高导线系统抵抗舞动的能力，通过改变导线的机械与电气，系统的材质结构 来提高线路系统抵抗舞动；3.加装防舞器，需要每隔一定的间隔安装，此方法成本较高，且维修、维护较麻烦。上述3种方法对导线防舞动虽然起了一定作用，但实际应用效果较差，且无法对 导线的舞动进行在线监测。公开号CN201134152的中国专利提供一种架空输电线路舞动监测装置及系统，所 述的装置包括加速度传感器、信号调理单元、无线收发单元以及电源；加速度传感器与所 述的信号调理单元相耦合，信号调理单元与所述的无线收发单元相耦合；其中，所述的加速 度传感器对架空输电线路导线上的舞动监测点的舞动加速度信号进行监测，并将监测的加 速度信号传送给所述的信号调理单元；信号调理单元对所述的加速度信号进行信号调理， 并将生成的加速度标准信号传送给所述的无线收发单元；所述的无线收发单元将接收的加 速度标准信号进行无线发射；电源用于提供工作电能。公开号CN201233275，公开日2009年05月06日的中国专利，公开了一种精确测量 高压线路舞动幅值及频率的检测装置，包括密封壳体及壳体内设置的供电感应电路和数据 处理电路；所述数据处理电路包括低功耗单片机、振动幅值检测电路、振动频率检测电路、 信号放大电路、采样保持电路、A/D转换电路及信号长距离发射电路。上述的两种架空输电线路舞动监测装置，这两个专利都是监测导线机械运动的某 些属性，并将这些属性转化成相应的电信号来分析，最终得出线路舞动情况以此达到监测 的目的。更具体地，专利号为CN201134152的舞动监测装置是检测导线舞动时的加速度，接 着由信号调理单元对此加速度进行调理，然后传递给无线发射单元，最后由无线发射单元 发射给无线接收单元，由无线接收单元对信号进行分析，得出线路舞动的轨迹、幅值、舞动 阶次。而专利号为CN201233275专利中的舞动监测装置是利用倾角传感器和加速度传感 器对线路进行检测，并将这些信号转化成电信号，接着通过数字电路，最后由单片机进行分 析，得出舞动幅值和频率。但是上述两种专利以及现有技术下的其他监测方法都存在一定的工程应用困难， 具体如下1.上述专利的导线舞动在线监测装置实现比较复杂，在两个铁塔之间的每根输电 线路需要不止一个的监测单元，使得整条线路需要大量的监测单元，成本比较高。2.上述专利中的舞动在线监测装置都没有考虑线路高压、特别是超高压线路的电 磁干扰问题，对于高压架空线，其电磁干扰是非常大的，会对电子电路的工作产生很大的影 响3.上述专利中的舞动在线监测装置在实现上可能还存在具体安装高压线路上所 必须考虑的绝缘问题，安装有一定的困难。综上所述，现需要一种相比于传统的舞动在线更加有效的在线监测方法，该方法 需现场实现比较简单，且这种方法的工程实践性要强，能解决电磁干扰造成的信号干扰问 题，另外这种方法不需要在整条线路上安装很多的在线传感器，整个系统的实现成本相对 比较低。
技术实现思路
为了解决上述的现有技术中的在线监测成本高，且容易受到电磁干扰的问题，本 专利技术提供了。本专利技术是通过以下技术方案实现的，包括在输电线路中接入、使用下述部 件高频的脉冲源、与高频脉冲源并联的数字式的示波器、顺次连接于所述高频脉冲源的模 拟的电容式电压互感器的分压电容、高压输电线模拟输电线、万用表、自耦调压变、高压发 生器。根据本专利技术的脉冲注入式线路舞动在线监测方法，其特征在于，所述高频的脉冲 源为小型纳秒级电压脉冲发生器，脉冲频率宽度为50 300Hz，幅值为0 1000V，脉宽为 IOns0根据本专利技术的脉冲注入式线路舞动在线监测方法，其特征在于，所述模拟的电容 式电压互感器的分压电容为50kV、IOOOpF和2kV、0. 22uF各一个。根据本专利技术的脉冲注入式线路舞动在线监测方法，其特征在于，所述的模拟的电 容式电压互感器的分压电容，其高低压电容耐压1. 5kV-15kV，电容比20-220。根据本专利技术的脉冲注入式线路舞动在线监测方法，其特征在于，所采用的高压输 电线模拟输电线的高压线为型号为AGG-15kV、截面为0. 5mm2的硅橡胶高压线。根据本专利技术的脉冲注入式线路舞动在线监测方法，其特征在于，所述脉冲源及脉 冲检测装置从电容式电压互感器的末端接入。根据本专利技术的脉冲注入式线路舞动在线监测方法，其特征在于，所采用的高压发 生器为升压变，变比为220 15000。根据本专利技术的脉冲注入式线路舞动在线监测方法，其特征在于，所采用的自耦调 压变是型号为TDGC2的三科自耦调压变，调压范围从0 250V。根据本专利技术的脉冲注入式线路舞动在线监测方法，其特征在于，本专利技术所采用的 高频的脉冲源为小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲注入式线路舞动在线监测方法，包括：在输电线路中接入、使用下述部件：高频的脉冲源（１）、与高频脉冲源并联的数字式的示波器（２）、顺次连接于所述高频脉冲源的模拟的电容式电压互感器（３）的分压电容、高压输电线模拟输电线（４）、万用表、自耦调压变、高压发生器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李传毅，罗小山，徐良，冷超，殷志良，刘文辉，尹毅，王俏华，
申请(专利权)人：上海市电力公司超高压输变电公司，
类型：发明
国别省市：31