CN108802586B - 一种用于输电线路电晕放电与异常放电的识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于输电线路电晕放电与异常放电的识别方法，包括下列步骤：S1、通过监测终端采集声发射波脉冲与行波电流波形脉冲信号；S2、判断行波电流波形脉冲持续时间内是否存在声发射波脉冲信号；S3、当行波电流波形脉冲与声发射波脉冲信号同时存在时，获取若干声发射波脉冲信号，将声发射波脉冲信号样本分为k≥0和k<0两部分；S4、分别在声发射波脉冲信号k≥0和k<0的部分构建基准线；S5、分别计算两部分样本的占空比；S5、判断两部分样本的占空比大小，并根据判断结果确定放电类型。本发明可使工作人员在线路隐患监测中排除电晕放电波形的干扰问题，正确识别输电线路电晕放电与异常放电情况。

Description

一种用于输电线路电晕放电与异常放电的识别方法

技术领域

本发明涉及电力系统放电监测技术领域，尤其涉及一种用于输电线路电晕放电与异常放电的识别方法。

背景技术

电晕放电是电场强度超过临界值时引起带电导体周围空气发生电离所产生的一种发光发热的放电现象。近年来，随着输电线路不断地向大容量、高电压的方向发展，正常运行的高压输电线电晕放电也越来越强烈。在电力部门对输电线路异常放电监测与诊断的研究逐步深入后，发现高压输电线路自身的电晕放电产生的波形与树障、漂浮物等线路隐患产生的异常放电波形均存在频率高、幅值小的特点，波形特征极其相似，很难进行有效的区分，因此电晕放电成为输电线路隐患监测过程中很强的干扰因素，给隐患诊断的准确性带来不利的影响。

电力部门针对输电线路的电晕放电和隐患放电的研究是独立进行的，还没有一套综合分析的系统或者相关技术研究出来。目前针对输电线路的电晕放电和隐患放电的研究还不够深入，还没有研究出直接有效的手段来区分两类放电事件，因此在后续输电线路隐患监测的研究中投入更多的精力，从不同的角度获取可靠的方法辨识输电线路的电晕放电和隐患放电波形。现阶段针对输电线路电晕放电的检测主要是通过声传感器检测电晕放电时的声发射波，声传感器可将线路电晕宽频声信号以电压的形式输出，而线路隐患监测的系统主要由电流传感器采集放电行波电流的方法完成。这两种不同的监测技术无法在输电线路隐患放电监测系统工作时，有效排除高压导线电晕放电的干扰

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于输电线路电晕放电与异常放电的识别方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于输电线路电晕放电与异常放电的识别方法，包括下列步骤：

S1、通过监测终端采集输电线路一次侧的声发射波脉冲与行波电流波形脉冲信号；

S2、判断行波电流波形脉冲持续时间内是否存在声发射波脉冲信号；

S3、当所述行波电流波形脉冲持续时间内存在声发射波脉冲信号时，分别采样若干完整工频周期时间内的声发射波脉冲波形信号，将声发射波脉冲波形信号样本分为k≥0和k<0两部分；

S4、分别在所述声发射波脉冲波形信号样本k≥0和k<0的部分构建基准线；

S5、分别计算两部分样本绝对值大于基准线绝对值的点的占空比；

S5、判断两部分样本的占空比大小，并根据判断结果确定放电类型。

优选的，所述监测终端设于输电线路一次侧上，包括声传感器与电流传感器、GPS定位装置，所述声传感器可检测电晕放电时的声发射波脉冲；所述电流传感器可检测行波电流波形脉冲信号；所述GPS定位装置可确定放电时间以及放电地点。

优选的，所采集的声发射波脉冲与行波电流波形脉冲信号样本数量为n＝f*t，其中f为声传感器的采样率，t为采集时长，所获得的每个样本值为k。

优选的，步骤S2中，所述判断行波电流放电事件持续时间内是否存在声发射波信号的方法为，根据行波电流波形脉冲信号判断是否有放电事件发生，根据GPS定位装置所提供的时间信息，判断放电事件发生时间段内，是否检测到声发射波脉冲信号，如果不存在，则该放电事件为异常放电事件。

优选的，步骤S3中，在两个完整的工频周期时间内，对声发射波脉冲波形信号进行采样，分别将两个完整的工频周期时间内所获得的声发射波脉冲波形信号样本分为k≥0和k<0两部分。

优选的，步骤S5中，将每个声发射波脉冲波形样本分为k≥0和k<0两部分后，并在各自部分画基准线，基准线表达式为：y＝σ，其中σ的选取原则如下：

对于k≥0的部分：

对于k<0的部分：

式中，k_i为第i个样本的值。

优选的，步骤S5中，采用下式分别计算k≥0的部分、k<0的部分的样本绝对值大于基准线绝对值的点的占空比：

式中，w₁为k≥0的部分的占空比；w₂为k<0的部分的占空比；q为绝对值大于基准线的点数；r₁为k≥0的部分的总采样点数；r₂为k<0的部分的总采样点数。

优选的，步骤S6中，所述判断标准为，当k<0的部分的占空比w₂＞＞w₁时，则可判定放电事件为电晕放电事件，否则，则为异常放电事件。

与现有技术相比，本发明达到的有益效果如下：本发明提供的一种用于输电线路电晕放电与异常放电的识别方法，可以通过一台监测终端来同时测量高压输电线路电晕放电产生的声波形以及隐患异常放电产生行波电流信号，解决了现有技术采用两种不同设备测量两种波形的问题，同时还可使工作人员在线路隐患监测中排除电晕放电波形的干扰问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种用于输电线路电晕放电与异常放电的识别方法的流程图。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1，一种用于输电线路电晕放电与异常放电的识别方法，包括下列步骤：

S1、通过监测终端采集输电线路一次侧的声发射波脉冲与行波电流波形脉冲信号；

S2、判断行波电流波形脉冲持续时间内是否存在声发射波脉冲信号；

S3、当所述行波电流波形脉冲持续时间内存在声发射波脉冲信号时，分别采样若干完整工频周期时间内的声发射波脉冲波形信号，将声发射波脉冲波形信号样本分为k≥0和k<0两部分；

S4、分别在所述声发射波脉冲波形信号样本k≥0和k<0的部分构建基准线；

S5、分别计算两部分样本绝对值大于基准线绝对值的点的占空比；

S5、判断两部分样本的占空比大小，并根据判断结果确定放电类型。

具体的，将所述监测终端设于输电线路一次侧上，对输电线路的一次侧进行样本采集，监测终端中包括声传感器与电流传感器、GPS定位装置，所述声传感器可检测电晕放电时的声发射波脉冲；所述电流传感器可检测行波电流波形脉冲信号；所述GPS定位装置可确定放电时间以及放电地点。

在本发明的一个实施例中，本监测终端所采集的声发射波脉冲与行波电流波形脉冲信号样本数量为n＝f*t，其中f为声传感器的采样率，t为采集时长；所获得的每个样本值记为k。

具体的，在步骤S2中，判断行波电流波形脉冲持续时间内是否存在声发射波脉冲信号，首先通过电流传感器可检测行波电流波形脉冲信号，通过声传感器可检测电晕放电时的声发射波脉冲，当电流传感器检测到行波电流波形脉冲信号时，即判定发生了放电事件，同时根据GPS定位装置所提供的时间信息，确定放电事件发生时间段内，声传感器是否检测到电晕放电时所产生的声发射波脉冲信号，如果声传感器未检测到声发射波脉冲信号，则该放电事件为异常放电事件；

如果声传感器检测到声发射波脉冲信号，则对声发射波脉冲信号进行进一步处理判定，所采取的方式为，首先选取两个工频周期时间内声发射波脉冲信号样本，并分别将两个声发射波脉冲信号样本值按照正负，分成k≥0和k<0两部分，并在各自部分画基准线，基准线表达式为：y＝σ，其中σ的选取原则如下：

对于k≥0的部分：

对于k<0的部分：

式中，k_i为第i个样本的值。

具体的，在步骤S5中，采用下式分别计算k≥0的部分、k<0的部分的样本绝对值大于基准线绝对值的点的占空比：

式中，w₁为k≥0的部分的占空比；w₂为k<0的部分的占空比；q为绝对值大于基准线的点数；r₁为k≥0的部分的总采样点数；r₂为k<0的部分的总采样点数，求出上述占空比后，通过下列判断标准进行判断，当k<0的部分的占空比w₂＞＞w₁时，则可判定放电事件为电晕放电事件，否则，则为异常放电事件。

优选的，在本发明的一个实施例中，当w₂值远大于2倍以上的w₁值时，则可判定放电事件为电晕放电事件，否则，则为异常放电事件，工作人员可进行后续隐患放电事件诊断相关操作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种用于输电线路电晕放电与异常放电的识别方法，其特征在于，包括下列步骤：

S1、通过监测终端采集输电线路一次侧的声发射波脉冲与行波电流波形脉冲信号；

S2、判断行波电流波形脉冲持续时间内是否存在声发射波脉冲信号；

S3、当所述行波电流波形脉冲持续时间内存在声发射波脉冲信号时，分别采样若干完整工频周期时间内的声发射波脉冲信号，将声发射波脉冲信号样本分为k≥0和k<0两部分，k为所采集的声发射波脉冲信号的每个样本值；

S4、分别在所述声发射波脉冲信号样本k≥0和k<0的部分构建基准线；

S5、分别计算两部分样本绝对值大于基准线绝对值的点的占空比；

S6、判断两部分样本的占空比大小，并根据判断结果确定放电类型，判断标准为，当k<0的部分的占空比w₂＞＞w₁时，则可判定放电事件为电晕放电事件，否则，则为异常放电事件，其中w₁为k≥0的部分的占空比；w₂为k<0的部分的占空比。

2.根据权利要求1所述的一种用于输电线路电晕放电与异常放电的识别方法，其特征在于，所述监测终端设于输电线路一次侧上，包括声传感器与电流传感器、GPS定位装置，所述声传感器可检测电晕放电时的声发射波脉冲；所述电流传感器可检测行波电流波形脉冲信号；所述GPS定位装置可确定放电时间以及放电地点。

3.根据权利要求1所述的一种用于输电线路电晕放电与异常放电的识别方法，其特征在于，所采集的声发射波脉冲信号样本数量为n＝f*t，其中f为声传感器的采样率，t为采集时长，所获得的每个样本值为k。

4.根据权利要求2所述的一种用于输电线路电晕放电与异常放电的识别方法，其特征在于，步骤S2中，所述判断行波电流波形脉冲持续时间内是否存在声发射波脉冲信号的方法为，根据行波电流波形脉冲信号判断是否有放电事件发生，根据GPS定位装置所提供的时间信息，判断放电事件发生时间段内，是否检测到声发射波脉冲信号，如果不存在，则该放电事件为异常放电事件。

5.根据权利要求3所述的一种用于输电线路电晕放电与异常放电的识别方法，其特征在于，步骤S3中，在两个完整的工频周期时间内，对声发射波脉冲信号进行采样，分别将两个完整的工频周期时间内所获得的声发射波脉冲信号样本分为k≥0和k<0两部分。

6.根据权利要求5所述的一种用于输电线路电晕放电与异常放电的识别方法，其特征在于，步骤S5中，将每个声发射波脉冲波形样本分为k≥0和k<0两部分后，并在各自部分画基准线，基准线表达式为：y＝σ，其中σ的选取原则如下：

对于k≥0的部分：

对于k<0的部分：

式中，k_i为第i个样本的值，n为所采集的声发射波脉冲信号样本数量。

7.根据权利要求6所述的一种用于输电线路电晕放电与异常放电的识别方法，其特征在于，步骤S5中，采用下式分别计算k≥0的部分、k<0的部分的样本绝对值大于基准线绝对值的点的占空比：

式中，w₁为k≥0的部分的占空比；w₂为k<0的部分的占空比；q为绝对值大于基准线的点数；r₁为k≥0的部分的总采样点数；r₂为k<0的部分的总采样点数。