CN101986165A - 绝缘子污秽泄漏电流的监测分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘子污秽泄漏电流的监测分析方法，该方法主要包括以下步骤：通过硬件电路对绝缘子中的泄漏电流波形进行采集；利用软件滤除掉采集到的泄漏电流波形中的基波；对滤除基波后的泄漏电流波形进行分析，根据分析结果，判断绝缘子的污秽情况；利用软件将滤除掉的基波还原回泄漏电流波形中。通过对高压绝缘子中的滤除基波后的泄漏电流进行监测分析，更加直观地反映出泄漏电流的变化情况，从而为对绝缘子的泄漏电流的分析提供可靠的依据和保证。本发明可广泛应用于变电站高压设备的监测保护领域。

Description

绝缘子污秽泄漏电流的监测分析方法

技术领域

本发明涉及一种泄漏电流的监测分析方法，尤其是对高压绝缘子污秽泄漏电流的监测分析方法。

背景技术

高压输电线路中绝缘子污染是大范围的区域性问题。污秽闪络事故是威胁电力系统安全输电最为严重的问题之一，随着电力系统的发展和各类污染的加剧，污秽闪络事故日益严重，它严重阻碍着电力系统的安全、稳定、经济地运行。

污闪是由于高压电网中的绝缘子表面沉积大量污秽，污层湿润后使绝缘子外绝缘能力急剧下降而引发的事故。实践表明，与绝缘子污秽程度密切相关的是其泄漏电流的大小，受运行电压和温度、湿度影响的泄漏电流包含更多描述绝缘子污秽状况及污闪发展状态的有效特征量，是在线检测及防治污闪中常被采用的动态参量，因此表达出正确的泄漏电流信号是对污闪进行准确、及时预警的重要前提，具有工程实际意义。

目前，许多针对绝缘子泄漏电流的监测分析，都是用泄漏电流的全电流来表征泄漏电流，并在全电流的基础上提出“畸变率”的概念，通过这一概念来表现泄漏电流的变化情况，继而反应出绝缘子在不同污秽程度的泄漏电流变化情况。上述“谐波畸变率”是表征波形相对正弦波畸变程度的一个性能参数，其定义为：全部谐波含量均方根值与基波均方根值之比，其中基波是指：和原始信号同周期的信号。电压谐波畸变率可以采用如下公式计算：

√(U2*U2+U3*U3+...+Un*Un)*100％/U1

其中Un为第n次谐波电压有效值，U1为基波电压有效值；

而实际上由于泄漏电流的基波是频率为50HZ的正弦波，以目前的分析方法和手段，很难精确地分析出泄漏电流变化的具体情况，从而无法得出高压绝缘子泄漏电流的状况，也很难根据泄漏电流信号对污闪事故进行准确、及时预警。因此，如何得到更加准确的泄漏电流数据，是当前绝缘子泄漏电流分析的重要课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可以更加准确地反映出高压绝缘子泄漏电流变化状况的泄漏电流监测分析方法，从而根据泄漏电流信号对绝缘子的污秽程度有更深的了解，对污闪事故进行准确、及时的预警。

本发明所采用的技术方案是，本发明绝缘子污秽泄漏电流的监测分析方法包括以下步骤：

a)通过硬件电路对绝缘子的泄漏电流波形进行采集；

b)滤除掉所述采集到的泄漏电流波形中的基波；

c)对所述滤除掉基波后的泄漏电流波形进行分析，根据分析结果，判断绝缘子的污秽情况；

d)将所述滤除掉的基波还原回泄漏电流波形中。

对绝缘子的泄漏电流波形进行采集时，采样的频率为25600Hz，每个周波采样512点。

采用快速傅立叶变换算法滤除掉泄漏电流波形中的基波。

对滤除掉基波后的泄漏电流波形的谐波次数、谐波幅值和脉冲数量进行分析。

采用快速傅立叶逆变换算法把滤除掉的基波还原回泄漏电流波形中。

本发明的有益效果是：由于本发明绝缘子污秽泄漏电流的监测分析方法包括以下步骤：通过硬件电路对绝缘子的泄漏电流波形进行采集；利用软件滤除掉所述采集到的泄漏电流波形中的基波；对所述滤除掉基波后的泄漏电流波形进行分析，根据分析结果，判断绝缘子的污秽情况；利用软件将所述滤除掉的基波还原回泄漏电流波形中；故本发明可以对滤除基波后的泄漏电流波形进行监测分析。由于绝缘子泄漏电流波形反映在高次谐波上的变化明显，因此，滤除基波后的泄漏电流的变化情况，能更加敏感地反映出该泄漏电流的变化情况，并能更加真实地反映出现场的实际情况和测量数据的对应关系，可以更加准确地反映出绝缘子的污秽程度，根据其污秽的实际情况，对污闪事故进行准确、及时的预警。

由于本发明利用硬件电路对绝缘子中的泄漏电流信号进行频率为25600Hz、每个周波采样512点的高速高精度采集，保证了分析后还原基波时能保证最大不失真，又可以分析得到高次谐波的情况，为数据的分析处理提供了最大的可靠性保证。

附图说明

图1是本发明实施步骤流程图；

图2是所述硬件电路的部分示意图；

图3是在正常情况下的电流泄漏电流曲线；

图4是混入谐波后的泄漏电流曲线；

图5是滤除基波后的泄漏电流曲线。

具体实施方式

本发明涉及的是一种泄漏电流的监测分析方法，尤其是对高压绝缘子污秽泄漏电流的监测分析方法。

下列表格是在高压试验室中严格按照《GB-T 16434-1996高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》的标准，进行模拟实验得到的数据：

从上列表格中的数据可以看出，在不同的污秽等级下，在相同的湿度和温度下，在两端加入相同的试验电压而得到的数据中，基波电流变化的不明显，谐波电流变化明显，脉冲数变化明显，这些都为本发明的分析方法提供事实依据。

如图1所示，本发明绝缘子污秽泄漏电流的监测分析方法包括以下步骤：通过硬件电路对绝缘子的泄漏电流进行采集；利用软件滤除掉采集到的泄漏电流中的基波；对滤除基波后的泄漏电流进行分析，根据分析结果，判断绝缘子的污秽情况；利用软件将滤除掉的基波还原回泄漏电流中。

其中硬件电路包括电流传感器、积分器、运放电路和滤波电路，所述电流传感器、积分器、运放电路和滤波电路依次连接。如图2所示，所述电流传感器采集到的信号在U2BIN处送入调理电路，进行信号调理，在NCHC1+处送出，经过积分器和运放电路到达AD芯片进行AD转换，然后处理器进行进一步的分析。如图3、图4、图5所示，在收集到的泄漏电流的信号波中，每个周波采集512点，设定采样频率为25600Hz，通过该高速采样，在保证采样精度的同时，还可以分析出高达255次谐波含量，还保证了最大程度的准确性。把收集到的泄漏电流信号利用快速傅立叶变换(FFT)算法将信号中的频率为50Hz的基波滤除。此时，对滤除了基波的泄漏电流信号数据进行分析比较，包括谐波次数、谐波幅值、脉冲数等。在正常情况下，这些信号数据都在一个门限范围之内，当超过这个门限时，则表示所述绝缘子的绝缘性降低。而绝缘子的绝缘性能是和污秽程度密切相关的，即反映出所述绝缘子的污秽变化情况。在对滤除了基波的泄漏电流信号分析完毕以后，再通过逆向快速傅立叶(IFFT)算法进行计算，把包含基波的信号波形还原出来，尽量实现信号不失真。

上述绝缘子泄漏电流的监测分析方法，在绝缘子污秽的监测中，可以提供可靠的泄漏电流数据，能够很好的反应出泄漏电流的变化，进而反应出绝缘子的污秽情况，对污闪事故等可以有一个很好的预测作用。相较于之前的全电流分析法，本发明的分析方法可以更加直观地反应出泄漏电流的变化情况，从而为对绝缘子的泄漏电流的分析提供可靠的依据和保证。

需要说明的是，上述实施例是对本发明的一种最优实施方式，并不能因此就局限本发明的权利范围。事实上通过滤除基波电流分析谐波电流的方法还可以有很多种实现方式。因此在不脱离本发明思想情况下，凡是运用与本发明说明书及附图中记载的内容相似或相近的等效变化，均包含在本发明的权利要求范围内。

本发明可广泛应用于变电站高压设备的监测分析领域。

Claims (5)

1.一种绝缘子污秽泄漏电流的监测分析方法，其特征在于，所述绝缘子污秽泄漏电流的监测分析方法包括以下步骤：

a)通过硬件电路对绝缘子的泄漏电流波形进行采集；

b)滤除掉所述采集到的泄漏电流波形中的基波；

c)对所述滤除掉基波后的泄漏电流波形进行分析，根据分析结果，判断绝缘子的污秽情况；

d)将所述滤除掉的基波还原回泄漏电流波形中。

2.根据权利要求1所述的绝缘子污秽泄漏电流的监测分析方法，其特征在于：对绝缘子的泄漏电流波形进行采集时，采样的频率为25600Hz，每个周波采样512点。

3.根据权利要求1所述的绝缘子污秽泄漏电流的监测分析方法，其特征在于：采用快速傅立叶变换算法滤除掉泄漏电流波形中的基波。

4.根据权利要求1所述的绝缘子污秽泄漏电流的监测分析方法，其特征在于：对滤除掉基波后的泄漏电流波形的谐波次数、谐波幅值和脉冲数量进行分析。

5.根据权利要求1所述的绝缘子污秽泄漏电流的监测分析方法，其特征在于：采用快速傅立叶逆变换算法把滤除掉的基波还原回泄漏电流波形中。

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