CN106597222B - 一种基于地线电流的输电线路过电压故障类型识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于地线电流的输电线路过电压故障类型识别方法，该识别方法包括如下步骤：1)通过电流检测系统获得架空地线和杆塔接地线上的电流波形；2)对所述电流波形进行预处理，去除特高频脉冲干扰后的波形；3)对处理后的波形进行窗口截取处理，获得含有电流波形的固定时间长度的数据；4)对步骤3)中的数据进行频谱特征和脉冲数提取；5)对提取后的频谱特征和脉冲数按识别流程过点压故障类型进行分类。通过对地线电流的频谱特征和脉冲数可准确识别输电线路过电压故障类型，在输电线路安全运行状态判断上有重要作用，且该方法简单有效，易于实现。

Description

一种基于地线电流的输电线路过电压故障类型识别方法

技术领域

本发明涉及一种输电线路过电压故障类型识别方法，具体是一种基于地线电流的输电线路过电压故障类型识别方法，属于架空输电线路过电压故障在线监测领域。

背景技术

输电线路上导线和地线会因为雷击或短路器的动作，产生过电压，从而造成线路绝缘子的闪络和地线绝缘子间隙的击穿。地线绝缘子间隙击穿放电、雷击绝缘子串沿面放电、操作过电压绝缘子沿面闪络及雷击绝缘子沿面闪络等线路故障，严重时候会导致线路跳闸和线路的安全运行。

现有技术中存在的技术方法，不能够有效掌握输电线路绝缘子串及架空地线绝缘子的运行状态，也不能通过在线监测地线电流的技术手段得地线电流，对波形分析以此来达到对输电线路过电压故障类型的识别，及时发现故障，进而导致预防事故的恶化。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于地线电流的输电线路过电压故障类型的识别方法，利用线路故障电流监测装置采集放电电流波形，通过对波形分析识别，判断线路安全状态，并且达对线路状态具有预警的作用。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于地线电流的输电线路过电压故障类型识别方法，该识别方法包括如下步骤：

1)通过电流检测系统获得架空地线和杆塔接地线上的电流波形；

2)对所述电流波形进行预处理，去除特高频脉冲干扰后的波形；

3)对处理后的波形进行窗口截取处理，获得含有电流波形的固定时间长度的数据；

4)对步骤3)中的数据进行频谱特征和脉冲数提取；

5)对提取后的频谱特征和脉冲数按识别流程过点压故障类型进行分类。

进一步，所述电流监测系统包括采集卡、工控机、太阳能板、蓄电池及高频电流传感器。

进一步，所述高频电流传感器频带范围为0-1MHz，且高频电流传感器安装与架空地线上。

进一步，：所述步骤2)中的预处理为10点预处理

进一步，所述步骤3)中的窗口截取处理为：窗口长度是50Hz信号的整数倍，且范围为20ms-100ms。

进一步，所述步骤3)中的频谱特征值指：50Hz信号含量，100Hz信号含量，150Hz信号含量，10kHz-500kHz信号含量，0.5MHz-1MHz信号含量。

进一步，所述脉冲数为窗口长度内的脉冲数。

进一步，所述识别流程为：首先计算H₅₀，H₁₀₀和H₁₅₀总含量，如果总含量大于50％，且脉冲数小于2，则判断为绝缘子串沿面污秽放电故障；若总含量大于50％，且脉冲数大于2，则判断为地线绝缘子间隙击穿放电故障。

进一步，所述识别流程为：去除H₅₀，H₁₀₀和H₁₅₀的含量，如果H_10-500k含量大于等于60％，则判断为操作过电压绝缘子沿面闪络故障；若如果H_0.5-1M含量大于等于60％，则判断为雷击绝缘子沿面闪络。

本发明的有益效果是：该方法是一种简单、准确、实时识别放电波形，以此掌握线路绝缘子架空地线绝缘子的运行状态的方法。通过对地线电流的频谱特征和脉冲数可准确识别输电线路过电压故障类型，在输电线路安全运行状态判断上有重要作用，且该方法简单有效，易于实现。

附图说明

图1为本发明整体流程示意图；

图2为本发明电流检测系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示：一种基于地线电流的输电线路过电压故障类型的识别方法，

步骤S1：通过电流监测系统获得架空地线和杆塔接地线上的电流波形；

步骤S2：对通过S1获得的波形进行10点预处理，去除特高频脉冲干扰后的波形；

步骤S3：对通过S2处理后的波形进行窗口截取处理，获得含有电流波形的固定时间长度的数据；

步骤S4：对S3的数据进行频谱特征、脉冲数提取；

步骤S5：根据S4提取的频谱特征和脉冲数按识别流程过电压故障类型进行分类。

如图2所示：电流监测系统包括采集卡、工控机、太阳能板、蓄电池及一个高频电流传感器。高频电流传感器安装在架空地线上，并通过同轴电缆连接至采集卡，采集卡插在工控机内的PCI插槽内，太阳能板给蓄电池充电，蓄电池供电给工控机。

由于高压输电线路现场存在较大电磁干扰，本发明在获得地线故障电流波形后会对原始波形数据进行10点预处理。

波形10点预处理的过程是，若波形数据某一点值大于或等于前一点，且接下来的10个点有少于3个点的值大于(a点)的5倍，则判断这10个点所有大于或等于a点值的点为高频脉冲干扰，并将这些点的值变成a点值。

去除高频干扰的数据进入步骤S3，用长度是50Hz信号的整数倍，且范围为20ms-100ms的时间窗口对数据进行截取，获得含有电流波形的固定时间长度的数据。

固定时间长度的数据作提取特征处理，提取频谱特征和脉冲数特征。

提取的频谱特征指：50Hz信号含量(H₅₀)，100Hz信号含量(H₁₀₀)，150Hz信号含量(H₁₅₀)，10kHz-500kHz信号含量(H_10-500k)，0.5MHz-1MHz信号含量(H_0.5-1M)。

提取的脉冲数特征值指：窗口长度内的脉冲数，高于有效值3倍以上的才称为脉冲。

然后计算H₅₀，H₁₀₀和H₁₅₀总含量，如果总含量大于50％，且脉冲数小于2，则判断为绝缘子串沿面污秽放电故障；若总含量大于50％，且脉冲数大于2，则判断为地线绝缘子间隙击穿放电故障。

最后去除H₅₀，H₁₀₀和H₁₅₀的含量，如果H_10-500k含量大于等于60％，则判断为操作过电压绝缘子沿面闪络故障；若如果H_0.5-1M含量大于等于60％，则判断为雷击绝缘子沿面闪络。

本发明通过对地线电流的频谱特征和脉冲数可准确识别输电线路过电压故障类型，在输电线路安全运行状态判断上有重要作用，且该方法简单有效，易于实现。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (6)

1.一种基于地线电流的输电线路过电压故障类型识别方法，其特征在于，该识别方法包括如下步骤：

1)通过电流检测系统获得架空地线和杆塔接地线上的电流波形；

2)对所述电流波形进行预处理，去除特高频脉冲干扰后的波形；

3)对处理后的波形进行窗口截取处理，获得含有电流波形的固定时间长度的数据；

4)对步骤3)中的数据进行频谱特征和脉冲数提取；

5)对提取后的频谱特征和脉冲数按识别流程过电压故障类型进行分类；

所述步骤3)中的频谱特征值指：50Hz信号含量，100Hz信号含量，150Hz信号含量，10kHz-500kHz信号含量，0.5MHz-1MHz信号含量；

首先计算H₅₀，H₁₀₀和H₁₅₀总含量，如果总含量大于50％，且脉冲数小于2，则判断为绝缘子串沿面污秽放电故障；若总含量大于50％，且脉冲数大于2，则判断为地线绝缘子间隙击穿放电故障；

去除H₅₀，H₁₀₀和H₁₅₀的含量，如果H_10-500k含量大于等于60％，则判断为操作过电压绝缘子沿面闪络故障；若如果H_0.5-1M含量大于等于60％，则判断为雷击绝缘子沿面闪络。

2.根据权利要求1所述一种基于地线电流的输电线路过电压故障类型识别方法，其特征在于：所述电流监测系统包括采集卡、工控机、太阳能板、蓄电池及高频电流传感器。

3.根据权利要求2所述的一种基于地线电流的输电线路过电压故障类型识别方法，其特征在于：所述高频电流传感器频带范围为0-1MHz，且高频电流传感器安装与架空地线上。

4.根据权利要求1所述的种基于地线电流的输电线路过电压故障类型识别方法，其特征在于：所述步骤2)中的预处理为10点预处理。

5.根据权利要求1所述一种基于地线电流的输电线路过电压故障类型识别方法，其特征在于：所述步骤3)中的窗口截取处理为：窗口长度是50Hz信号的整数倍，且范围为20ms-100ms。

6.根据权利要求5所述一种基于地线电流的输电线路过电压故障类型识别方法，其特征在于：所述脉冲数为窗口长度内的脉冲数。