CN107884675A - 具有输电线路雷击故障定位的监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有输电线路雷击故障定位的监测方法，其特征是，在输电线路杆塔上设置声波采集装置，有雷电时，收集声波采集装置采集到的声波信号，若声波采集装置采集到一次声波信号，则判定雷电未击中杆塔；若声波采集装置采集到二次声波信号，则判定雷电击中杆塔。本发明成本低，实现原理简单，故障定位快、安装方便等优点，适合在易受雷击的区域逐基杆塔安装，通过对雷击声波信号的采集分析处理，能够有效的帮助用户在雷击故障发生的第一时间定位故障点，减少用户的排查难度，更快排除故障。

Description

具有输电线路雷击故障定位的监测装置

技术领域：

本发明涉及一种具有输电线路雷击故障定位的监测装置。

背景技术：

现有输电线路雷击故障定位存在如下缺点：

综合雷击故障定位基于定向定位和时差定位2种技术。定向定位原理清晰,在多站系统中几乎不存在探测死区,但是它的探测精度受电磁波传播途径及探测站周围环境影响较大。虽然时差定位利用全球卫星定位系统(GPS)进行时差校正,大大提高了定位精度,但由于该方法不能对雷击故障性质进行识别,因而其应用存在着很大的局限性。行波故障定位基于雷击故障后故障点产生的行波,通过测定故障点行波至单端时间或双端时间差来进行定位,但是其定位精度一般为几km的范围,仍需巡线、登杆检查来确认故障点,并且不能判别故障性质。逐基杆塔安装的故障定位通过安装在各基杆塔上测量装置,测定其电压电流信号来实现的故障定位,它利用光电互感器采集杆塔上的各种信号,然后用OPGW中的1根光纤将信号传至控制室。若发生故障,可根据返回的信号结合电磁暂态程序计算结果判断发生的位置。由于仍需巡线、登杆检查,而且装置本身造价、安装及运行维护费用均很高,不利于推广。

发明内容：

本发明针对目前技术存在的问题，提出了一种具有输电线路雷击故障定位的监测装置，利用雷电的声音进行故障判断。

本发明的技术方案为：具有输电线路雷击故障定位的监测方法，其特征是，在输电线路杆塔上设置声波采集装置，有雷电时，收集声波采集装置采集到的声波信号，若声波采集装置采集到一次声波信号，则判定雷电未击中杆塔；若声波采集装置采集到二次声波信号，则判定雷电击中杆塔。

判定雷电击中杆塔的具体方法为包括如下步骤：

(1)声波采集装置采集到声波信号时上传声波发生时间点，若无二次声波传来则判定无雷击发生；

(2)当声波采集装置采集到二次声波时，每个杆塔上的声波采集器向远程服务器上传采集到的时间点，当两个间隔的杆塔G1、G3采集到的时间点相同时，则判定两个间隔杆塔之间的杆塔G2受到雷击。

本发明的有益效果是：具有输电线路雷击故障定位的监测装置由于成本低，实现原理简单，故障定位快、安装方便等优点，适合在易受雷击的区域逐基杆塔安装，通过对雷击声波信号的采集分析处理，能够有效的帮助用户在雷击故障发生的第一时间定位故障点，减少用户的排查难度，更快排除故障。

附图说明：

图1是本发明的系统原理图。

具体实施方式：

如图1所示本发明分为CPU、信号采集及分析处理模块、时钟同步模块、通讯模块、故障显示模块、服务端、电源模块等几部分组成。CPU控制信号采集及分析处理模块、时钟同步模块、通讯模块、故障显示模块等。信号采集及分析处理模块用作采集雷击产生的声波信号，模块对采集到的声波触发时间进行采集记录并分析，通过通讯模块将触发时间上传至后台服务端。时钟同步模块通过获取GPS时钟或者通讯基站时钟，同步到设备系统时钟。通讯模块采用基于2G/3G/4G无线通信方式，用作通讯传输和系统时钟同步。

服务端用作采集、记录前端信号采集及分析处理模块上传的报警信息，并对报警信息进行分析比对，通过产生的时间顺序，判定雷击故障的准确位置。

故障显示模块是在信号采集及分析处理模块驱动下的显示装置，信号采集及分析处理模块在接收到后台服务端发送的告警联动控制指令后能够产生状态翻转，通过醒目的颜色提示用户故障点。

装置采用太阳能电池板+磷酸铁锂电池供电，延长设备的工作时间和使用寿命。实际环境中，由于声波传输具有一定的衰减，可能#2～#4号铁塔不一定能够采集到声波信号，根据时间变化同样能够确定雷击故障点。声波的在空气中根据衰减系数大约30米会衰减29db，100米会衰减40db。雷鸣的声音大小在约在90分贝左右，在杆塔发生雷击的声音没有找到具体数据，根据对分贝大小标准的有关数据：

做一个粗略的估算，造成的被雷击的响声会在100分贝以上。

根据声音传输衰减参数，100多分贝的声波传播二三百米之后就会衰减到正常的背景噪音之中。所以雷击声响只会周围左右传播两三个杆塔。如遭遇复杂地形可能会造成传播距离更短。可能不太使用复杂的统计的方法就可以大约得出声源的位置信息。

如果是远场的雷声的声源，就会在输电线上几乎同时采集到声音，利用各铁塔之间采集到声音的时间差因素来通过统计的手段来滤除这样的干扰。

由于噪音的干扰和地形的干扰会比较大，此种手段只能生成一种辅助信息，提供断

电时刻，声波传感器布设地段哪个地方有比较大的声源，然后使用统计手段来得出各处

采集到声音的相互之间的时间关系，利用此种信息，结合线路上其他的检测技术手段来

预判发生雷击故障的故障点位置信息。

上述实施案例仅是为清楚本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对属于本发明的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种具有输电线路雷击故障定位的监测方法，其特征是，在输电线路杆塔上设置声波采集装置，有雷电时，收集声波采集装置采集到的声波信号，若声波采集装置采集到一次声波信号，则判定雷电未击中杆塔；若声波采集装置采集到二次声波信号，则判定雷电击中杆塔。

2.根据权利要求1所述的具有输电线路雷击故障定位的监测方法，其特征是，判定雷电击中杆塔的具体方法为包括如下步骤：

(1)声波采集装置采集到声波信号时上传声波发生时间点，若无二次声波传来则判定无雷击发生；

(2)当声波采集装置采集到二次声波时，每个杆塔上的声波采集器向远程服务器上传采集到的时间点，当两个间隔的杆塔G1、G3采集到的时间点相同时，则判定两个间隔杆塔之间的杆塔G2受到雷击。