CN103604976A - 输电线路绝缘子内部阻性电流测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路绝缘子内部阻性电流测量方法，其包括步骤：同步采样绝缘子的表面泄露电流I_l和全电流I_t；根据表面泄露电流I_l和全电流I_t的采样值确定其幅值、角频率和相位差；对表面泄露电流I_l和全电流I_t做乘法后滤除高频分量；确定绝缘子内部阻性电流I_in的幅值；得到绝缘子内部阻性电流I_in。本发明所述的输电线路绝缘子内部阻性电流测量方法可以根据绝缘子的全电流和表面泄露电流，间接准确测量绝缘子的内部阻性电流，从而为绝缘子内部劣化的有效监测提供保证。

Description

输电线路绝缘子内部阻性电流测量方法

技术领域

本发明涉及一种电流测量方法，尤其涉及一种绝缘子电流测量方法。

背景技术

复合绝缘子由于具有优异的耐污闪性能而越来越广泛地应用于输电线路中，特别是特高压输电线路中。现有的特高压输电线路基本上是采用复合绝缘子。断裂和脆断是复合绝缘子故障的主要表现形式之一，由于绝缘子在发生断裂和脆断之前没有有效的手段来进行检测，同时绝缘子一旦发生断裂，必将引起线路突发性故障，降低整个系统的可靠性。因此对绝缘子断裂和脆断的进行监测方法是非常必要的。

由于绝缘子长期工作在稳定的电压下，因此其阻性电流可有效表征绝缘子内部的劣化状态，由此检测复合绝缘子的内部阻性电流可较为有效的表征绝缘子的绝缘状态。而现在使用较多的绝缘子电流检测方法均是绝缘子表面泄露电流的测量方法，并非是绝缘子的内部阻性电流检测方法，这是因为绝缘子内部阻性电流较难获取。

公开号为CN102654527A，CN102654525A，公开日均为2012年9月5日，名称为“绝缘子阻性电流峰值检波电路”和“绝缘子阻性电流分离电路”的中国专利文献涉及了绝缘子阻性电流的分离方法，该分离方法只是分离了容性电流，即测量的是绝缘子内部泄露电流和绝缘子表面泄露电流的和，尚不能提供十分准确的绝缘子内部阻性电流。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输电线路绝缘子内部阻性电流测量方法，其可以根据测量绝缘子的表面泄露电流和全电流，得到准确的绝缘子内部阻性电流，从而便于对绝缘子内部劣化进行有效监测。

为了实现上述目的，本发明提出了一种输电线路绝缘子内部阻性电流测量方法，其包括步骤：

同步采样绝缘子的表面泄露电流I_l和全电流I_t，其中表面泄露电流

全电流I_t＝K₁cos(ωt)，式中

为全电流和与其对应的表面泄露电流的相位差，K₁、K₂分别表示绝缘子全电流和表面泄露电流的幅值，ω表示角频率；

根据表面泄露电流I_l和全电流I_t的采样值确定K₁、K₂、ω和

对表面泄露电流I_l和全电流I_t做乘法，得到

滤除乘法结果中的高频分量

得到低频分量

根据上述步骤中确定的K₂和C₂得到绝缘子内部阻性电流I_in的幅值2C₂/K₂-K₂；

得到绝缘子内部阻性电流

其中

同样表示全电流和与其对应的表面泄露电流的相位差。

本发明所述的输电线路绝缘子内部阻性电流测量方法采用了间接测量绝缘子内部阻性电流的方法，通过检测绝缘子全电流和表面泄露电流，利用适宜的模型公式，得到绝缘子内部阻性电流的准确值，从而为绝缘子内部劣化的有效监测提供了保证。

附图说明

图1为绝缘子内部等效图。

图2为绝缘子各部分电流向量图。

图3为本发明所述的输电线路绝缘子内部阻性电流测量方法在一种实施例中的流程示意图。

图4为本发明所述的输电线路绝缘子内部阻性电流测量方法在一种实施方式下采用的系统框图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的输电线路绝缘子内部阻性电流测量方法做出进一步的解释和说明。

如图1所示，复合绝缘子的等效电路可以化简为绝缘子内部等效电阻Rin与绝缘子表面泄露电阻Rl的并列。Ig为绝缘子容性电流，I为绝缘子阻性电流，其包括绝缘子内部阻性电流Iin和绝缘子表面泄露电流Il，Cg为绝缘子等效电容。It为绝缘子的全电流。当绝缘子内部出现劣化时，绝缘子阻性电流I会发生明显变化，同时环境变化时，如湿度变大或下雨时，表面泄露电流Il的变化也会引起绝缘子阻性电流I的变化。因此要监测绝缘子内部阻性电流必须从阻性电流成分中消除掉表面泄露电流。

根据图1所示的等效电路可得到绝缘子内部阻性电流Iin、表面泄露电流Il、全电流It、容性电流Ig的向量图如图2所示。由图2可知，

$\left\{\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{I}}_t={\stackrel{\·}{I}}_g+\stackrel{\·}{I}\\ \stackrel{\·}{I}={\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{in}}+{\stackrel{\·}{I}}_l\end{array}\right.---\left(1\right)$

根据式1，可以：同步采集绝缘子的全电流It和表面泄露电流Il，利用It和Il之间的相差计算出容性电流Ig和阻性电流I，绝缘子内部阻性电流为Iin=I-Il。设I_t＝K₁cos(ωt)，

则

然后滤除高频分量，即可得到C₂。

令

可得到

再由和差化积公式可将I_t分解为

式2中C₃为绝缘子阻性电流，C₄为绝缘子容性电流，对比式2和I_l的表达式可得到绝缘子内部阻性电流可表示为

基于上述原理分析，根据本案提供的技术方案，本实施例采用了如图4所示的系统实施如图3所示的步骤，具体为：

（1）采用三个零磁通电流互感器分别检测绝缘子ABC三相的全电流；采用三个表面泄露电流传感器分别检测绝缘子ABC三相的表面泄露电流；

（2）采用第一信号调理电路对零磁通电流互感器检测到的全电流信号进行放大和容阻滤波；同时采用第二信号调理电路也对表面泄露电流传感器检测到的表面泄露电流信号进行调理；

（3）采用同步采样装置同步采集绝缘子的全电流I_t和表面泄露电流I_l其中表面泄露电流

全电流I_t＝K₁cos(ωt)，式中

为全电流和与其对应的表面泄露电流的相位差，K₁和K₂分别为全电流和表面泄露电流的幅值，ω表示角频率；

（4）根据表面泄露电流I_l和全电流I_t的采样值确定K₁、K₂、ω和

（5）采用乘法器对表面泄露电流I_l和全电流I_t做乘法，得到采用数字低通滤波器滤除乘法结果中的高频分量C₁，得到低频分量C₂；

根据上述步骤中得到的K₂和C₂得到绝缘子内部阻性电流I_in的幅值2C₂/K₂-K₂；

得到绝缘子内部阻性电流

举一个实例来说，根据绝缘子的全电流和表面泄露电流采样，得到全电流I_t＝5cos(314t)，表面泄露电流I_l＝cos(314t+60)，由此可知全电流和表面泄露电流的幅值K₁和K₂分别为5和1。对全电流和表面泄露电流做乘法得到I_t*I_l＝2.5cos(628t+60)+2.5cos(60)＝C₁+1.25，采用数字低通滤波器滤除高频分量C₁后得到C₂为1.25；根据式（3）得到绝缘子内部阻性电流I_in的幅值为1.5，则绝缘子内部阻性电流I_in＝1.5cos(314t+60)。

需要说明的是，本技术方案的主题是介绍绝缘子内部阻性电流的测量方法，因此图4所示的系统只是实现该方法的一种系统，并不应对技术方案做出限制。

要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种输电线路绝缘子内部阻性电流测量方法，其特征在于，包括步骤：

同步采样绝缘子的表面泄露电流I_l和全电流I_t，其中表面泄露电流

全电流I_t＝K₁cos(ωt)，式中

为全电流和与其对应的表面泄露电流的相位差，K₁、K₂分别表示绝缘子全电流和表面泄露电流的幅值，ω表示角频率；

根据表面泄露电流I_l和全电流I_t的采样值确定K₁、K₂、ω和

对表面泄露电流I_l和全电流I_t做乘法，得到

滤除乘法结果中的高频分量C₁，得到低频分量C₂；

根据上述步骤中确定的K₂和C₂得到绝缘子内部阻性电流I_in的幅值2C₂/K₂-K₂；

得到绝缘子内部阻性电流

2.如权利要求1所述的输电线路绝缘子内部阻性电流测量方法，其特征在于，在同步采样绝缘子的表面泄露电流I_l和全电流I_t之前对要采样的信号进行调理。

3.如权利要求2所述的输电线路绝缘子内部阻性电流测量方法，其特征在于，所述调理包括信号放大和容阻滤波电路。

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