CN105467269A - 输电线路地线融冰故障定位系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路地线融冰故障定位系统及方法，其包括，融冰机，与地线连接；电流发生装置，产生工频电流以及行波电流且沿地线传输；多个监测装置，沿地线布置，所述监测装置采集地线中的工频电流以及行波电流，以产生监测信号且远程地传输所述监测信号至数据处理中心；数据处理中心，根据所述监测信号识别地线故障，以产生故障数据信息，所述故障数据信息经数据处理中心远程地推送至终端。本发明通过监测装置取得地线的故障点后，远程的将地故障点及相关信息推送至维修人员或监测人员的终端，方便对故障点进行巡视以及检修，有效地提高了融冰效率以及精确消除地线存在的故障隐患。

Description

输电线路地线融冰故障定位系统及方法

技术领域

本发明涉及线路融冰技术领域，特别涉及一种输电线路地线融冰故障定位系统及方法。

背景技术

由于，冬天温度较低，输电线路极易受到天气影响产生覆冰。输电线路覆冰会导致其自重增大，使杆塔承受的重量和张力增大，这样往往会造成输电线路断线，甚至出现倒塔现象，导致供电中断，严重影响输电线路的稳定性。目前，对于输电线路进行除冰，主要是通过融冰机输出直流电流去除覆冰，以减少线路的额外自重。

由于输电线路中有交流电流，其与输电线路中电阻产生热量，使输电线路中的导线很难形成长时间、大厚度的覆冰；又由于导线通过耐压绝缘子与杆塔相连，即是导向形成了大厚度的覆冰，在后续的导线融冰过程中也不易出现耐压绝缘子两端承受电压大于过电压问题，就不会出现闪络点和不平衡融冰的现象，可顺利实现融冰。但是，输电线路中的地线一般仅通有微弱的感应电流，其容易在寒冷天气出现融冰等问题，地线将会产生长时间、大厚度的覆冰，往往造成地线断裂或倒塔现象。

虽然在融冰前，技术工程人员就已经对地线进行了系统改造，即在地线和杆塔之间加装低水平的耐压绝缘子，但在融冰过程中，地线与杆塔之间绝缘子往往会被击穿，即发生接地故障，造成融冰不平衡，使输电线路履冰不平衡，出现倒塔等问题。

同时，对于地线融冰故障定位精度较低，一旦发生接地故障，往往造成中断时间过长，融冰效率低，远不能满足工程的实际需要。

发明内容

本发明的目的是克服或减缓至少上述缺点中的部分，特此提供一种输电线路地线融冰故障定位系统，其包括，

融冰机，与地线连接；

电流发生装置，产生工频电流以及行波电流且沿地线传输；

多个监测装置，沿地线布置，所述监测装置采集地线中的工频电流以及行波电流，以产生监测信号且远程地传输所述监测信号至数据处理中心；

数据处理中心，根据所述监测信号识别地线故障，以产生故障数据信息，所述故障数据信息经数据处理中心远程地推送至终端。

优选地，所述监测装置包括行波电流采集单元、工频电流采集单元、数据处理单元、电源模块和无线通讯单元；

所述电源模块供电所述行波电流采集单元、工频电流采集单元、数据处理单元和无线通讯单元，

所述行波电流采集单元采集地线中的行波电流，且产生行波电流信号，

所述工频电流采集单元采集地线中的工频电流，且产生工频电流信号，

所述数据处理单元接收所述行波电流信号以及工频电流信号，以产生监测信号，

所述无线通讯单元传输所述监测信号至远端的数据处理中心。

根据权利要求2所述的输电线路地线融冰故障定位系统，其特征在于，所述无线通讯单元为GPRS通讯模块，所述无线通讯单元通过基站传输所述监测信号至数据处理中心。

优选地，所述终端为手机，所述数据处理中心以短信形式推送所述故障数据信息至终端，所述终端通过其集成的GPRS通讯模块解码所述故障数据信息并显示。

优选地，所述数据处理中心通过互联网推送所述故障数据信息至服务器，所述终端登入所述服务器读取所述故障数据信息并显示。

另外，所述终端为电脑，所述服务器为web服务器，所述终端通过浏览器登入所述web服务器对应的网页读取所述故障数据信息并显示。

另外，所述终端为手机，所述服务器为APP服务器，所述终端通过应用APP登入所述APP服务器，以读取所述故障数据信息并显示。

本发明亦公开了一种输电线路地线融冰故障定位方法，其包括：

S1、沿地线布置多个监测点；

S2、沿地线传输工频电流以及行波电流；

S3、于各监测点采集地线的工频电流以及行波电流；

S4、由任意监测点采集的工频电流识别地线故障的发生；

S5、由各监测点采集的行波电流定位地线故障的发生位置；

S6、远程传输所述地线故障的发生位置至用户。

优选地，于S4中，取任意监测点采集的工频电流，且监视工频电流的变化，在工频电流大小由一特定数值激增至另一稳定的特定数值后，识别地线故障的发生。

优选地，于S5中，(1)结合各监测点采集的行波电流，以单端行波测距法和双端行波测距法分别对地线故障进行定位，获取多个定位结果；(2)比对多个定位结果，取得地线故障的定位点。

本发明的监测装置通过对故障工频电流的采集，远程的传输至数据处理中心判断故障的放生，再通过各个监测装置采集的行波电流，由数据处理中心进行精确的地线故障定位。在取得地线的故障点后，远程的将地故障点及相关信息推送至维修人员或监测人员的终端，方便对故障点进行巡视以及检修，有效地提高了融冰效率以及精确消除地线存在的故障隐患。

附图说明

现在将参照所附附图更加详细地描述本发明的这些和其它方面，其所示为本发明的当前优选实施例。其中：

图1为输电线路地线融冰故障定位系统的构架图；

图2为监测装置的电路原理图；

图3为输电线路地线融冰故障定位方法的流程图；

图4为电源模块的电路结构图。

图中：1、融冰机；；2、基塔；3、监测装置；301、行波电流采集单元；302、工频电流采集单元；303、数据处理单元；304、电源模块；305、无线通讯单元；4、数据处理中心；5、终端。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，一种输电线路地线融冰故障定位系统，其由融冰机1、电流发生装置、多个监测装置3、数据处理中心4以及终端5。

融冰机1的正、负与地线连接成回路；那么在地线履冰后，可以对地线进行直流融冰。电流发生装置与地线连接，并沿地线输出工频电流和行波电流；监测装置3，沿地线布置且相邻的监测装置3相距10～20km，监测装置3对工频电流以及行波电流进行采集，以产生监测信号且远程地传输监测信号至数据处理中心4；数据处理中心4，根据监测信号识别地线故障，以产生故障数据信息，故障数据信息经数据处理中心4远程地推送至终端5。

结合上述系统构架，本实施例对地线故障识别的方案是，在工频电流的波幅首先为某一特定的数值，然后再突然增大，最后稳定为另一特定电流时判定地线故障发生；对行波电流利用双端定位和单端分别定位，获得多个定位结果，在比对各定位结果，准确定位地线故障的位置。

由于，本实施例的监测装置3是广泛地沿地线分布，则监测装置3与数据处理中心4的无线传输方式，亦能够降低布线成本和难度，且能够提高本实施例的系统在各地区的适用性。

具体如图2，本实施例的监测装置3包括行波电流采集单元301、工频电流采集单元302、数据处理单元303、电源模块304和无线通讯单元305。

电源模块304主要是与地线耦合的线圈和整流电路，线圈将导线中的高压电转换成低压交流电，整流电路对低压交流电进行整流，变换成可供IC以及MCU使用的直流电。该直流电可以为行波电流采集单元301、工频电流采集单元302、数据处理单元303和无线通讯单元305提供直流电源。

具体如图4，电源模块304包括有2个熔断器(F1和F2)、5个电阻(R1至R4)、7个电容(C1至C7)、2个电感(L1至L2)、3个二极管(D1至D3)，熔断器(F1)相对于线圈的另一端接地，电阻(R1)为压敏电阻(R1)、压敏电阻(1)一端接地，一端与熔断器(F1)相对于线圈的另一端连接，电阻(R2)与压敏电阻(R1)连接，所述二极管(D1)阳极与电阻(R2)连接，二极管(D1)阴极分别与滤波电容(C1)、电感(L1)和电阻(R5)连接，滤波电容(C1)的阴极接地，电感(L1)与电阻(R5)并联，滤波电容(C2)的阳极与电感(L1)连接，，滤波电容(C2)的阴极接地，电源模块304还包括有VIPER12A(1至8引脚)和7805集成稳压电路，二极管(C2)的阳极与VIPER12A的5至8引脚连接，VIPER12A的1、2引脚短接，滤波电容(C3)的阳极与3引脚连接，滤波电容(C3)的阴极与1引脚连接，滤波电容(C4)的阳极与4引脚连接，滤波电容(C3)的阴极与1引脚连接，稳压二极管(D3)阳极与3引脚连接，稳压二极管(D3)的阴极与4引脚连接，二极管(D2)的阴极与4引脚连接，阳极与7805集成稳压电路的输入端连接，VIPER12A的1引脚与电感(L2)连接，电感(L2)相对于1引脚的另一端分别与二极管(D2)的阳极和滤波电容(C5)的阳极连接，滤波电容(C5)的阴极接地，7805集成稳压电路的输出端分别与滤波电容(C6)的阳极和电容(C7)连接，滤波电容(C6)的阴极和电容(C7)接地。

上述电源模块304中，地线中的交流电经二极管(D1)整流为直流电源，电感(L1)与电阻(R5)并联，防止电路开断，电流突变，滤波，滤波电容(C1、C2)可以使电子电路的工作性能更加稳定，同时也降低了交变脉动波纹对电子电路的干扰，其中VIPER12A将整流后的直流电源通过内设专用电流PWM调制器和场效应管，将220V直流电降压为12V直流电，12V直流电后，再经过7805集成稳压电路将12V直流电转换为5V的直流稳压电源作为输出。

行波电流采集单元301采集地线中的行波电流，且产生行波电流信号。工频电流采集单元302采集地线中的工频电流，且产生工频电流信号。数据处理单元303接收行波电流信号以及工频电流信号，以产生监测信号。无线通讯单元305传输监测信号至远端的数据处理中心4。

结合上述监视装置3的结构，本实施例的监测装置3实现了对地线中行波电流的采集和工频电流的采集，在对采集的工频电流和行波电流信息进行处理并远程的传输至数据处理中心4，其具体的各功能单元的具体电路结构均为成熟技术，故本实施例不再详述。

进一步地，本实施例的无线通讯单元305为GPRS通讯模块，无线通讯单元305通过基站传输监测信号至数据处理中心4。那么，监测装置3输出的监测信号以GSM的形式传输至数据处理中心4，能够有效地防止地线以及导线中的交流电对监测信号产生影响，且基塔2作为全球通讯的必备工具，其分布广泛、使用较多，适于本实施例监测装置3沿地线广泛的搭建和使用。

为了实现对地线故障的实时监测以及维修，数据处理中心4在识别地线的具体故障点后，可以以短信形式推送故障数据信息至用户的终端5，用户的终端5通常是手机，其集成有常见的GPRS通讯模块，即可解码故障数据信息即可显示。

此外，数据处理中心4亦可以上传故障数据信息至服务器，终端5登入服务器读取故障数据信息并显示。例如，

终端5为电脑，服务器为web服务器，终端5通过浏览器登入web服务器对应的网页读取故障数据信息并显示。那么，用户无需在指定的操作地点对故障数据信息进行读取和识别，仅需利用电脑即可，方便用户及时获取地线的故障点，提高维修效率；

终端5为手机时，服务器则为APP服务器，终端5通过应用APP登入APP服务器，以读取故障数据信息并显示。那么，用户可以通过手机随时随地的获取地线的故障点，使用户能够更加高效的识别故障点以及检修。

本实施例示范性提供了一种输电线路地线融冰故障定位方法，其包括：

第一步，布置监测点；沿地线每间隔10～20km布置一监测点，监测点均安置监测装置3。

第二步，传输工频电流和行波电流；将电流发生装置与地线的起始端以及终止端连接，形成回路，便于电流发生装置沿地线传输工频电流以及行波电流。

第三步，采集工频电流和行波电流；各采集地线的工频电流以及行波电流。

第四步，识别地线故障的发生；取一监测点采集的工频电流且监视工频电流的变化，在工频电流大小由一特定数值激增至另一稳定的特定数值后，识别地线故障的发生。

第五步，定位地线故障的位置；由各监测点采集的行波电流定位地线故障的发生位置。

(1)结合各监测点采集的行波电流，以单端行波测距法和双端行波测距法分别对地线故障进行定位，获取多个定位结果；

(2)比对多个定位结果，取得地线故障的定位点。

第六步，远程传输所述地线故障的发生位置至用户。

Claims (10)

1.一种输电线路地线融冰故障定位系统，其特征在于包括，

融冰机，与地线连接；

电流发生装置，产生工频电流以及行波电流且沿地线传输；

多个监测装置，沿地线布置，所述监测装置采集地线中的工频电流以及行波电流，以产生监测信号且远程地传输所述监测信号至数据处理中心；

数据处理中心，根据所述监测信号识别地线故障，以产生故障数据信息，所述故障数据信息经数据处理中心远程地推送至终端。

2.根据权利要求1所述的输电线路地线融冰故障定位系统，其特征在于，

所述监测装置包括行波电流采集单元、工频电流采集单元、数据处理单元、电源模块和无线通讯单元；

所述电源模块供电所述行波电流采集单元、工频电流采集单元、数据处理单元和无线通讯单元，

所述行波电流采集单元采集地线中的行波电流，且产生行波电流信号，

所述工频电流采集单元采集地线中的工频电流，且产生工频电流信号，

所述数据处理单元接收所述行波电流信号以及工频电流信号，以产生监测信号，

所述无线通讯单元传输所述监测信号至远端的数据处理中心。

3.根据权利要求2所述的输电线路地线融冰故障定位系统，其特征在于，所述无线通讯单元为GPRS通讯模块，所述无线通讯单元通过基站传输所述监测信号至数据处理中心。

4.根据权利要求1所述的输电线路地线融冰故障定位系统，其特征在于，所述终端为手机，所述数据处理中心以短信形式推送所述故障数据信息至终端，所述终端通过其集成的GPRS通讯模块解码所述故障数据信息并显示。

5.根据权利要求1所述的输电线路地线融冰故障定位系统，其特征在于，所述数据处理中心通过互联网推送所述故障数据信息至服务器，所述终端登入所述服务器读取所述故障数据信息并显示。

6.根据权利要求5所述的输电线路地线融冰故障定位系统，其特征在于，所述终端为电脑，所述服务器为web服务器，所述终端通过浏览器登入所述web服务器对应的网页读取所述故障数据信息并显示。

7.根据权利要求5所述的输电线路地线融冰故障定位系统，其特征在于，所述终端为手机，所述服务器为APP服务器，所述终端通过应用APP登入所述APP服务器，以读取所述故障数据信息并显示。

8.一种输电线路地线融冰故障定位方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、沿地线布置多个监测点；

S2、沿地线传输工频电流以及行波电流；

S3、于各监测点采集地线的工频电流以及行波电流；

S4、由任意监测点采集的工频电流识别地线故障的发生；

S5、由各监测点采集的行波电流定位地线故障的发生位置；

S6、远程传输所述地线故障的发生位置至用户。

9.根据权利要求8所述的输电线路地线融冰故障定位方法，其特征在于，

于S4中，取任意监测点采集的工频电流，且监视工频电流的变化，在工频电流大小由一特定数值激增至另一稳定的特定数值后，识别地线故障的发生。

10.根据权利要求8所述的输电线路地线融冰故障定位方法，其特征在于，

于S5中，

(1)结合各监测点采集的行波电流，以单端行波测距法和双端行波测距法分别对地线故障进行定位，获取多个定位结果；

(2)比对多个定位结果，取得地线故障的定位点。