CN104502804B - 输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法及系统 - Google Patents

输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法，其包括步骤：输电线路发生单相故障跳闸后，立即判断ABC三相电流行波的极性：如果极性均相同，则判断为输电线路发生了雷击故障且故障类型为反击；如果极性并非均相同，则进行下一步；确定故障相的电流变化率R，如果R大于一阈值，则判断为输电线路发生了雷击故障且雷击故障类型为绕击；如果R并非大于所述阈值，则判断输电线路发生了单相接地故障。本发明还公开了一种输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其包括：依次连接的至少一组故障检测装置，无线通讯系统，远程监控站，其中远程监控站采用上述方法对输电线路故障类型进行判定。

Description

输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法及系统
技术领域
本发明涉及输电线路故障识别领域，具体涉及输电线路雷击故障的识别方法及系统。
背景技术
国内外运行经验表明，直击雷是造成高压输电线路跳闸的主要原因，分为绕击和反击两类。雷电绕过避雷线而直接击到导线上的现象叫绕击；雷击避雷线或杆塔顶部时，如接地电阻值很大，则杆塔顶部的电位就可能比导线的电位高很多，由这个电压引起的绝缘子串闪络称为反击。绕击与反击的机理及过程不同，防护措施也不同。绕击主要与保护角有关，反击主要与杆塔接地电阻和线路绝缘强度有关。如能对绕击与反击进行正确识别，可为合理采用防雷措施提供准确的判断依据，减少线路雷害事故。
目前，对绕击、反击的研究大多集中在线路设计阶段：对于反击，普遍采用电磁暂态仿真分析；对于绕击，普遍采用电气几何模型法或改进电气几何模型法进行分析。而线路投运后，绕击、反击故障的区分多是根据雷电流大小并结合绝缘子闪络情况由工程人员的经验判定，其主观性强，可信性差。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法，该方法能实现输电线路故障时对雷击故障和非雷击故障的有效识别，以及对雷击故障中雷击类型的有效识别。
本发明的另一目的是提供一种输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，该系统能实现输电线路故障时对雷击故障和非雷击故障的有效识别，以及对雷击故障中雷击类型的有效识别。
基于上述目的，本发明提供了一种输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法，其包括步骤：
输电线路发生单相故障跳闸后，立即判断ABC三相电流行波的极性：如果极性均相同，则判断输电线路发生了雷击故障且雷击故障类型为反击；如果极性并非均相同，则进行下一步；
确定故障相的电流变化率R，如果R大于一阈值，则判断输电线路发生了雷击故障且雷击故障类型为绕击；如果R并非大于所述阈值，则判断输电线路发生了单相接地故障；其中
R＝|max(i(s))/trise|/tw
式中，tw为检测到的首个电流行波的半波长度，i(s)表示检测到的首个电流行波，max(i(s))为检测到的首个电流行波的幅值，trise为检测到的首个电流行波的上升时间。
本发明所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法，基于故障产生的电流行波的时域特征，实现输电线路故障时对雷击故障和非雷击故障的有效识别，以及对雷击故障中雷击类型(包括绕击和反击)的有效识别，从而可为合理采用防雷措施提供准确的判断依据。其原理是：反击故障、绕击故障以及非雷击故障产生的电流行波具有不同的特点，根据该特点判断具体属于哪类故障。具体来说，反击故障产生的电流行波三相极性相同，绕击故障和单相接地故障(非雷击故障)产生的电流行波三相极性不同；进一步地，绕击故障和单相接地故障产生的电流行波的电流变化率R所在区间不同，因此可以一阈值来区分所述区间，电流变化率R属于超过此阈值的区间则判断为绕击故障，否则判断为非雷击故障。电流变化率R是检测到的首个电流行波的幅值的绝对值与半波长度的比值。
进一步地，在本发明所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法中，所述阈值选自37-73.12A/μs2范围内。
将阈值限定在上述范围内是因为：37A/μs2是500KV输电线单相接地故障首个电流行波的电流变化率R的上限，73.12A/μs2是500KV输电线绕击故障首个电流行波的电流变化率R的下限，阈值在37-73.12A/μs2范围内选取则能保证正确区分单相接地故障和绕击故障。
下面对37-73.12A/μs2范围的两个端值的确定过程做出说明。
首先分析单相接地故障首个电流行波的电流变化率R的上限37A/μs2的获得过程：
设输电线路A相单相接地时，附加网络其边界条件为
式中：Uover为线路故障前瞬间线路电压，ifltA、ifltB、ifltC分别为A、B、C三相故障电流行波，ufltA为虚拟电源叠加到线路上的A相故障电压，RfltA为A相故障点过渡电阻。
由单相接地故障边界条件可得到
i0＝i1＝i2＝ifltA/3 (2)
式中：i0为地模电流，i1为1模电流，i2为2模电流(在本技术领域中，零模也称为地模，1模和2模也称为线模)。
由A相单相接地时的等效电路及式(1)和式(2)可知，A相故障电流行波幅值ItrnsA的表达式如式(3)所示
式中：Zmod0为地模波阻抗，Zmod1为1模波阻抗，Zmod2为2模波阻抗，理论上1模波阻抗和2模波阻抗是一样的。
500kV典型线路的特性阻抗如表1所示：
表1
由于
结合上式和表1，可得故障相单相接地时的首个电流行波幅值max(i(s))最大值为其中，Zmod0、Zmod1和Zmod2取表1中最小的模阻抗，即“紧凑双回”对应的模阻抗，500kV线路的线路故障前瞬间线路电压Uover为500*1000*1.414/1.732＝408kV。因此，故障相单相接地时的首个电流行波幅值max(i(s))最大值为综合考虑输电线路电压变化范围，线路分布参数差异和开关动作时的过电压，取2.5倍的安全系数，因此500kV输电线路单相接地故障时其首个电流行波幅值max(i(s))最大值取3245A。
单相接地故障电流行波的能量主要集中在10kHz-100kHz，因此单相接地故障首个电流行波的上升时间trise大约为数μs，本技术方案中将其选取为3.5us。
输电线路单相接地故障后很短一个时间内，可将单相接地故障电流行波等效成一阶跃信号，可以采用包含罗氏线圈和积分器的故障电流传感器，实际上该传感器为一带通滤波器，罗氏线圈外接电阻和积分器参数决定了时间常数，因此单相接地故障电流行波的半波长度由外接电阻确定。通过设定传感器的带宽，使得输电线路单相接地故障时其首个电流行波半波长度tw为25us。
因此，根据式R＝|max(i(s))/trise|/tw得到单相接地故障首个电流行波的电流变化率R的上限3245A/3.5μs/25μs＝37A/μs2。
其次分析绕击故障首个电流行波的电流变化率R的下限73.12A/μs2的计算过程：
输电线路绕击故障的原因在于雷电电流行波在输电线路上引起的过电压超过了绝缘子的耐压水平，设绝缘子的最大耐压值为Vmax，一般来说，500kV线路的Vmax至少为1675kV，当输电线路发生绕击闪络时，雷电行波的幅值主要由Vmax和工频电压Vf决定，500kV线路的Vf最大值为408kV，如果工频电压的极性和雷电行波的极性相同，故障电流行波Vtrvl为Vmax和Vf之和，如果极性相反则Vtrvl为Vmax和Vf之差，对于500kV线路来说Vtrvl的最小值为1675-408＝1266.81kV，同时在计算绕击故障的首个电流行波幅值max(i(s))最大值时，需要将线路模阻抗取最大值，即表1中5D-Z1型线路的模阻抗；由此可得绕击故障时的首个电流行波幅值max(i(s))最大值为3*1266.81*1000/(250.64+250.64+538.14)，该式计算后得到，输电线路绕击闪络时，其首个电流行波幅值max(i(s))最小值为3656A。
当输电线路发生绕击闪络时，故障电流行波的半波长度比实际的雷电电流波长要小很多，和雷电截波非常类似，高电压技术试验标准中雷电截波的波长约为6μs，因此输电线路绕击闪络时雷电首个电流行波的半波长度tw约为几个us，最大值为10μs。此外，雷击电流具有较高的上升速度，同时具有较短的脉冲持续时间，其首个电流行波上升时间trise通常为几个微妙，不超过5μs。
因此，根据式R＝|max(i(s))/trise|/tw得到单相接地故障首个电流行波的电流变化率R的下限3656A/5μs/10μs＝73.12A/μs2。
优选地，在本发明所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法中，所述阈值为50A/μs2。
相应地，基于本发明的另一目的，本发明还提出了一种输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其包括：
至少一组故障检测装置，其设于输电线路上；其中各组故障检测装置均包括三个故障检测装置，该三个故障检测装置分别对应检测ABC三相的电流行波信号；
无线通讯系统，其与所述至少一组故障检测装置无线连接，以接收故障检测装置传输的电流行波信号；
远程监控站，其与所述无线通讯系统连接，所述远程监控站根据接收到的电流行波信号在输电线路发生故障时判断ABC三相电流行波的极性：如果极性均相同，则判断输电线路发生了雷击故障且雷击故障类型为反击，如果极性并非均相同，则确定故障相的电流变化率R，如果R大于一阈值，则判断输电线路发生了雷击故障且雷击故障类型为绕击；如果R并非大于所述阈值，则判断输电线路发生了非雷击故障；其中
R＝|max(i(s))/trise|/tw
式中，tw为故障检测装置检测到的首个电流行波的半波长度，i(s)表示故障检测装置检测到的首个电流行波，max(i(s))为故障检测装置检测到的首个电流行波的幅值，trise为检测到的首个电流行波的上升时间。
本发明所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统中，故障检测装置负责检测故障发生时产生的电流行波信号，无线通讯系统负责将所述电流行波信号传输给远程监控站，远程监控站则负责接收所述电流行波信号并对其进行分析，实现输电线路故障时对雷击故障和非雷击故障的有效识别，以及对雷击故障中雷击类型(包括绕击和反击)的有效识别，从而可为合理采用防雷措施提供准确的判断依据。其原理在本发明所述方法中有阐述，此处不再赘述。
进一步地，在本发明所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统中，所述阈值选自37-73.12A/μs2范围内。
更进一步地，在上述输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统中，所述无线通讯系统包括短距离无线通信网络和远程无线通信网络，所述各组故障检测装置中三个故障检测装置检测到的各相电流行波信号通过短距离无线通信网络传输汇聚于结点，并从结点通过远程无线通信网络传输至远程监控站。
优选地，在上述输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统中，所述远程无线通信网络为GPRS/CDMA/GSM网络的其中之一。
优选地，在上述输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统中，所述短距离无线通信网络为ZIGBEE通信网络。
进一步地，在本发明所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统中，所述各故障检测装置均包括宽带罗氏线圈。
更进一步地，在上述输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统中，所述宽带罗氏线圈与积分器连接。
本发明所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法具有以下有益效果：
1)对输电线路故障类型的判定从数据采集到数据分析无需人工经验参与，从而相对现有技术更客观、可信度更高；
2)能正确有效识别雷击故障与非雷击故障，以及雷击故障中的反击与绕击故障，从而可为合理采用防雷措施提供准确的判断依据，减少线路雷害事故；
3)可为后续检修工作提供指导性意见，具有重要的科研和工程应用价值。
同样地，本发明所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统也具有上述有益效果。
附图说明
图1为输电线路A相单相接地时的等效电路图。
图2为本发明所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法在一种实施方式下的流程图。
图3为本发明所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统在一种实施方式下的结构示意图。
图4为某一实施例中故障检测装置检测到的电流行波波形图。
图5为另一实施例中故障检测装置检测到的电流行波波形图。
具体实施方式
下面结合说明书附图及实施例对本发明所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法及系统进行进一步地详细说明。
本发明所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法的原理说明中提到一个关键物理量即电流变化率R，并限定在某些实施方式中绕击故障的电流变化率R不小于73.12A/μs2，而单相接地故障的电流变化率R不超过37A/μs2，下面先针对此结论的推导做出详细说明。
电流变化率R的表达式为
R＝|max(i(s))/trise|/tw
式中，tw为故障检测装置检测到的首个电流行波的半波长度，i(s)表示故障检测装置检测到的首个电流行波，max(i(s))表示故障检测装置检测到的首个电流行波的幅值，trise为检测到的首个电流行波的上升时间。
由上式可知，电流变化率R的范围与电流行波的幅值范围及半波长度和上升时间范围有关。
首先分析单相接地故障首个电流行波的电流变化率R的上限37A/μs2的计算过程：
设输电线路A相单相接地时，附加网络其边界条件为
式中：Uover为线路故障前瞬间线路电压，ifltA、ifltB、ifltC分别为A、B、C三相故障电流行波，ufltA为虚拟电源叠加到线路上的A相故障电压，RfltA为A相故障点过渡电阻。
由单相接地故障边界条件可得到
i0＝i1＝i2＝ifltA/3 (2)
式中：i0为地模电流，i1为1模电流，i2为2模电流(在本技术领域中，零模也称为地模，1模和2模也称为线模)。
由表示A相单相接地时的等效电路的图1，及式(1)和式(2)可知，A相故障电流行波幅值ItrnsA的表达式如式(3)所示
式中：Zmod0为地模波阻抗，Zmod1为1模波阻抗，Zmod2为2模波阻抗，理论上1模波阻抗和2模波阻抗是一样的。
500kV典型线路的特性阻抗如表1所示：
表1
由于
结合上式和表1，可得故障相单相接地时的首个电流行波幅值max(i(s))最大值为其中，Zmod0、Zmod1和Zmod2取表1中最小的模阻抗，即“紧凑双回”对应的模阻抗，500kV线路的线路故障前瞬间线路电压Uover为500*1000*1.414/1.732＝408kV。因此，故障相单相接地时的首个电流行波幅值max(i(s))最大值为综合考虑输电线路电压变化范围，线路分布参数差异和开关动作时的过电压，取2.5倍的安全系数，因此500kV输电线路单相接地故障时其首个电流行波幅值max(i(s))最大值取3245A。
单相接地故障电流行波的能量主要集中在10kHz-100kHz，因此单相接地故障首个电流行波的上升时间trise大约为3.5μs。
输电线路单相接地故障后很短一个时间内，可将单相接地故障电流行波等效成一阶跃信号，可以采用包含罗氏线圈和积分器的故障电流传感器，实际上该传感器为一带通滤波器，罗氏线圈外接电阻和积分器参数决定了时间常数，因此单相接地故障电流行波的半波长度由外接电阻确定。通过设定传感器的带宽，使得输电线路单相接地故障时其首个电流行波半波长度tw为25us。
因此，根据式R＝|max(i(s))/trise|/tw得到单相接地故障首个电流行波的电流变化率R的上限3245A/3.5μs/25μs＝37A/μs2。
其次分析绕击故障首个电流行波的电流变化率R的下限73.12A/μs2的计算过程：
而雷击电流具有较高的上升速度，同时具有较短的脉冲持续时间，其首个电流行波上升时间trise通常为几个微妙，不超过5μs。输电线路绕击故障的原因在于雷电电流行波在输电线路上引起的过电压超过了绝缘子的耐压水平，设绝缘子的最大耐压值为Vmax，一般来说，500kV线路的Vmax至少为1675kV，当输电线路发生绕击闪络时，雷电行波的幅值主要由Vmax和工频电压Vf决定，500kV线路Vf最大值为408kV，如果工频电压的极性和雷电行波的极性相同，故障电流行波Vtrvl为Vmax和Vf之和，如果极性相反则Vtrvl为Vmax和Vf之差，对于500kV线路来说Vtrvl的最小值为1675-408＝1266.81kV，同时在计算绕击故障的首个电流行波幅值max(i(s))最大值时，需要将线路模阻抗取最大值，即表1中5D-Z1型线路的模阻抗；由此可得绕击故障时的首个电流行波幅值max(i(s))最大值为3*1266.81*1000/(250.64+250.64+538.14)，该式计算后得到，输电线路绕击闪络时，其首个电流行波幅值max(i(s))最小值为3656A。
当输电线路发生绕击闪络时，故障电流行波的半波长度比实际的雷电电流波长要小很多，和雷电截波非常类似，高电压技术试验标准中雷电截波的波长约为6μs，因此输电线路绕击闪络时雷电首个电流行波的半波长度tw约为几个us，最大值为10μs。此外，雷击电流具有较高的上升速度，同时具有较短的脉冲持续时间，其首个电流行波上升时间trise通常为几个微妙，不超过5μs。
因此，根据式R＝|max(i(s))/trise|/tw得到单相接地故障首个电流行波的电流变化率R的下限3656A/5μs/10μs＝73.12A/μs2。图2显示了本发明所述方法的一种实施流程。
如图2所示，一种输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法，其包括步骤：
输电线路发生单相故障跳闸后，立即判断ABC三相电流行波的极性：如果极性均相同，则判断为输电线路发生了雷击故障且故障类型为反击；如果极性并非均相同，则进行下一步；
确定故障相的电流变化率R，阈值选取50A/μs2，如果R大于50A/μs2，则判断为输电线路发生了雷击故障且雷击故障类型为绕击；如果R并非大于50A/μs2，则判断输电线路发生了单相接地故障；其中
R＝|max(i(s))/trise|/tw
式中，tw为检测到的首个电流行波的半波长度，i(s)表示检测到的首个电流行波，max(i(s))表示检测到的首个电流行波的幅值，trise为检测到的首个电流行波的上升时间。
图3显示了本发明所述系统的在一种实施方式下的结构图。
如图3所示，一种输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其包括：若干组故障检测装置，其设于输电线路上；其中各组故障检测装置均包括三个故障检测装置，该三个故障检测装置包括与积分器连接的宽带罗氏线圈，分别对应检测ABC三相的电流行波信号；无线通讯系统，其与故障检测装置无线连接，以接收故障检测装置传输的电流行波信号；远程监控站，其与无线通讯系统连接，远程监控站根据接收到的任一组故障检测装置的电流行波信号在输电线路发生故障时判断ABC三相电流行波的极性：如果极性均相同，则判断为输电线路发生了雷击故障且故障类型为反击，如果极性并非均相同，则确定故障相的电流变化率R，阈值选取50A/μs2，如果R大于50A/μs2，则判断为输电线路发生了雷击故障且雷击故障类型为绕击；如果R并非大于50A/μs2，则判断输电线路发生了单相接地故障；其中
R＝|max(i(s))/trise|/tw
式中，tw为故障检测装置检测到的首个电流行波的半波长度，i(s)表示故障检测装置检测到的首个电流行波，max(i(s))表示故障检测装置检测到的首个电流行波的幅值，trise为检测到的首个电流行波的上升时间。
上述系统中，无线通讯系统包括短距离无线通信网络ZIGBEE和远程无线通信网络GPRS，各组故障检测装置中三个故障检测装置检测到的各相电流行波信号通过短距离无线通信网络ZIGBEE传输汇聚于结点，并从结点通过远程无线通信网络GPRS和Internet传输至远程监控站。故障检测装置供电可以采用CT取电和备份电池组合供电的方式。
下面通过具体实施例验证本发明的实施效果。
实施例一：
500kV的甲、乙同塔双回线，线路全长186.642公里，在线路首端的125.37km处267号杆塔上安装有一组故障检测装置。
某日故障跳闸，267号杆塔上安装的故障检测装置检测到故障行波电流，其信号如图4所示，波头信息如表2所示。
表2故障行波波头信息
由表2可知，B相极性与AC相反，可初步确定线路为绕击或者非雷击故障，故障相B相电流变化率R为7.175，小于50，因此判断为单相接地故障。
经巡检后发现：上述500kV甲线N35-N36右地线断落，断落地线一端挂于500kV乙线导线并下垂至地面；另一端挂于被跨越的另一线路的地线上。该巡检事实与本实施例判断的结论相符。
实施例二：
500kV线路全长148.440km。某日A相故障跳闸。故障检测装置检测到故障行波电流，其信号如图5所示，波头信息如表3所示。
表3故障行波波头信息
由表3可知，A相极性与BC相反，可初步确定线路为绕击或者非雷击故障，故障相A相电流变化率R为77，大于50，因此判断为绕击。
经巡检后发现：上述500kV线路的某塔的A相导线及均压屏蔽环有闪络放电痕迹。该巡检事实与本实施例判断结论相符。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法，其特征在于，包括步骤：
输电线路发生单相故障跳闸后，立即判断ABC三相电流行波的极性：如果极性均相同，则判断输电线路发生了雷击故障且雷击故障类型为反击；如果极性并非均相同，则进行下一步；
确定故障相的电流变化率R，如果R大于一阈值，则判断输电线路发生了雷击故障且雷击故障类型为绕击；如果R并非大于所述阈值，则判断输电线路发生了单相接地故障；其中
R＝|max(i(s))/trise|/tw
式中，tw为检测到的首个电流行波的半波长度，i(s)表示检测到的首个电流行波，max(i(s))为检测到的首个电流行波的幅值的最大值，trise为检测到的首个电流行波的上升时间。
2.根据权利要求1所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法，其特征在于：所述阈值选自37-73.12A/μs2范围内。
3.根据权利要求2所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法，其特征在于：所述阈值为50A/μs2。
4.一种输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其特征在于，包括：
至少一组故障检测装置，其设于输电线路上；其中各组故障检测装置均包括三个故障检测装置，该三个故障检测装置分别对应检测ABC三相的电流行波信号；
无线通讯系统，其与所述至少一组故障检测装置无线连接，以接收故障检测装置传输的电流行波信号；
远程监控站，其与所述无线通讯系统连接，所述远程监控站根据接收到的电流行波信号在输电线路发生故障时判断ABC三相电流行波的极性：如果极性均相同，则判断输电线路发生了雷击故障且雷击故障类型为反击，如果极性并非均相同，则确定故障相的电流变化率R，如果R大于一阈值，则判断输电线路发生了雷击故障且雷击故障类型为绕击；如果R并非大于所述阈值，则判断输电线路发生了单相接地故障；其中
R＝|max(i(s))/trise|/tw
式中，tw为故障检测装置检测到的首个电流行波的半波长度，i(s)表示故障检测装置检测到的首个电流行波，max(i(s))为故障检测装置检测到的首个电流行波的幅值的最大值，trise为检测到的首个电流行波的上升时间。
5.根据权利要求4所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其特征在于：所述阈值选自37-73.12A/μs2范围内。
6.根据权利要求4所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其特征在于：所述无线通讯系统包括短距离无线通信网络和远程无线通信网络，所述各组故障检测装置中三个故障检测装置检测到的各相电流行波信号通过短距离无线通信网络传输汇聚于结点，并从结点通过远程无线通信网络传输至远程监控站。
7.根据权利要求6所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其特征在于：所述远程无线通信网络为GPRS/CDMA/GSM网络的其中之一。
8.根据权利要求6所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其特征在于：所述短距离无线通信网络为ZIGBEE通信网络。
9.根据权利要求4所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其特征在于：各所述故障检测装置均包括宽带罗氏线圈。
10.根据权利要求9所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其特征在于：所述宽带罗氏线圈与积分器连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108344922B (zh) * 2017-12-30 2020-02-07 国网重庆市电力公司万州供电分公司 一种基于相类区分和s变换的输电线路直击雷故障识别方法
CN110221180B (zh) * 2019-07-01 2021-07-06 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种10kV配电线路雷击故障识别与定位方法
CN115575726B (zh) * 2022-11-21 2023-02-24 昆明理工大学 一种输电线路多重雷击性质判别方法及系统
CN115616349B (zh) * 2022-11-30 2023-03-14 昆明理工大学 一种基于多元数据融合的多重雷击识别方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6525543B1 (en) * 2000-10-20 2003-02-25 Schweitzer Engineering Laboratories Fault type selection system for identifying faults in an electric power system
CN101242098A (zh) * 2008-03-12 2008-08-13 昆明理工大学 一种直流输电线路行波保护的雷击故障识别方法
CN102788932A (zh) * 2012-06-13 2012-11-21 武汉三相电力科技有限公司 一种输电线路雷电绕击故障的辨识方法
CN103235213A (zh) * 2013-04-03 2013-08-07 上海交通大学 一种输电线路雷电反击和雷电绕击的识别方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100578488C (zh) * 2008-04-21 2010-01-06 国网武汉高压研究院 电网雷害分布确定方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6525543B1 (en) * 2000-10-20 2003-02-25 Schweitzer Engineering Laboratories Fault type selection system for identifying faults in an electric power system
CN101242098A (zh) * 2008-03-12 2008-08-13 昆明理工大学 一种直流输电线路行波保护的雷击故障识别方法
CN102788932A (zh) * 2012-06-13 2012-11-21 武汉三相电力科技有限公司 一种输电线路雷电绕击故障的辨识方法
CN103235213A (zh) * 2013-04-03 2013-08-07 上海交通大学 一种输电线路雷电反击和雷电绕击的识别方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
±800kV直流输电线路雷电绕击电流波形反演恢复研究;束洪春 等;《电力科学与技术学报》;20140630;第29卷(第2期);第3-13页 *
Identification of Back Flash and Shielding Failure on Transmission Line Based on Time Domain Characteristics of Traveling Wave;Yadong Liu et al.;《PES General Meting|Conference & Exposition,2014 IEEE》;20141030;第1-5页 *

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