CN110658417B - 架空线路故障定位方法、系统以及存储装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种架空线路故障定位方法、系统以及存储装置，故障定位方法包括：故障定位装置将装置信息按照预设权重进行评分排序，判断自身的评分是否为最高；若是，确定自身为核心终端，向其他故障定位装置发送的装置信息中评分最高的故障定位装置发送全功能工作的指令，并向剩余故障定位装置分别发送休眠充电或全功能工作的指令；若否，确定评分最高的故障定位装置为核心终端，接收并执行其发送的指令；故障定位装置将故障电流信息发送给后台处理器，以根据故障电流信息进行故障定位。本发明能够在出现故障时快速获取故障电流信息，从而根据获取的信息快速定位故障节点，缩短了查找时间，降低了事故影响，减少了停电时间，提高了检修效率。

Description

架空线路故障定位方法、系统以及存储装置

技术领域

本发明涉及电力故障领域，尤其涉及一种架空线路故障定位方法、系统以及存储装置。

背景技术

电力系统中，当配电线路发生故障时，需要及时找出故障发生点修复故障线路，以恢复正常供电。现有的配电线路故障监测方法是：在配电线路上每间隔一定的距离设置一个监测节点，并在每个监测节点安装一个故障指示装置，在故障指示装置上设置有指示器，监测节点处于正常输电状态时，故障指示装置的指示器显示与正常输电对应的颜色(比如白色)，当监测节点所属线路段发生输电故障时，故障指示装置的指示器显示故障电流信息对应的颜色(比如红色)，巡视人员需要沿着架空线路获取故障电流信息，这种方式需要消耗大量人力，而且故障电流信息的获取效率低，故障节点的查找耗时也较长，使得输电线路发生故障后事故影响较大，停电时间较长。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种架空线路故障定位方法、系统以及存储装置，能够在出现故障时快速获取故障电流信息，从而根据获取的信息快速定位故障节点，缩短了查找时间，降低了事故影响，减少了停电时间，提高了检修效率。

为解决上述问题，本发明采用的一个技术方案为：一种架空线路故障定位方法，所述故障定位方法应用于沿架空线路分布式设置的至少两个故障定位装置，所述故障定位方法包括：S1：所述故障定位装置获取并发送装置信息，将所述装置信息与其他故障定位装置发送的装置信息按照预设权重进行评分排序，判断自身的装置信息的评分是否为最高，所述装置信息包括电池电量、架空线路电流以及地理位置；若是，则执行S2，若否，则执行S3；S2：所述故障定位装置确定自身为核心终端，获取其他故障定位装置发送的装置信息中评分最高装置信息对应的故障定位装置，向所述故障定位装置发送全功能工作的指令，并根据剩余未接收指令的故障定位装置的电池电量情况和地理位置，向剩余故障定位装置分别发送休眠充电或全功能工作的指令；S3：确定发送的装置信息中评分最高的装置信息对应的故障定位装置为核心终端，接收并执行所述核心终端发送的指令，所述指令包括休眠充电或全功能工作的指令；S4：所述核心终端和接收所述全功能工作指令的故障定位装置检测所述架空线路的电流波形，并在出现故障电流波形时，分别将所述故障电流信息发送给后台处理器，以根据所述故障电流信息进行故障定位，所述故障电流信息包括故障电流波形以及获取所述故障电流波形的时间。

进一步地，在进行评分排序时，所述电池电量的预设权重为50％，所述架空线路的电流的预设权重为45％，所述地理位置坐标的预设权重为5％。

进一步地，所述地理位置为所述故障定位装置在所述架空线路上的位置。

进一步地，所述根据剩余未接收指令的故障定位装置的电池电量情况和地理位置，向所述剩余故障定位装置分别发送休眠或全功能工作的指令的步骤具体包括：所述核心终端将所述架空线路划分为具有预设长度的多个区间，获取所述区间内的故障定位装置的电池电量，判断所述电池电量是否大于第一阈值；若是，则向所述电池电量大于第一阈值的故障定位装置中电池电量最高的故障定位装置发送全功能工作的指令，并向所述区间内的其他故障定位装置发送休眠充电的指令；若否，则向所述区间内电池电量不大于第一阈值的故障定位装置发送休眠充电的指令。

进一步地，所述核心终端或接收所述全功能工作指令处于全功能工作状态的故障定位装置判断自身的电池电量是否大于第一阈值；若是，则所述核心终端或所述故障定位装置继续全功能工作；若否，则发送自身的装置信息以及即将进入休眠状态的信息，电池电量大于第一阈值的所述故障定位装置或核心终端执行S1。

进一步地，未进入休眠充电状态的所述故障定位装置周期发送自身的装置信息。

进一步地，所述故障定位装置接收所述休眠充电的指令后判断自身的电池电量是否超过第二阈值；若是，则所述故障定位装置执行S1；若否，则所述故障定位装置继续休眠充电。

进一步地，所述根据所述故障电流信息进行故障定位的步骤具体包括：所述后台处理器根据所述故障电流信息获取所述核心终端和所述故障定位装置获取所述故障电流波形的时间差，根据所述时间差进行故障定位。

基于相同的发明构思，本发明还提出一种架空线路故障定位系统，其中，所述故障定位系统包括沿架空线路分布式设置的故障定位装置、后台处理器，所述后台处理器与所述故障定位装置通信连接，所述处理器接收并根据所述故障定位装置发送的故障电流波形以及与所述故障电流波形对应的时间进行故障定位，其中，所述故障电流波形和所述时间通过如上任一项所述的架空线路故障定位方法得到。

基于相同的发明构思，本发明又提出一种具有存储功能的存储装置，存储装置存储有计算机程序，所述计算机程序在被执行时用于实现如上任一项所述的架空线路故障定位方法。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明在架空线路上分布式设置故障定位装置，并在出现故障时通过故障定位装置将故障电流信息发送给后台处理装置，缩短了查找时间，降低了事故影响，减少了停电时间，提高了检修效率；并且本发明根据各个故障定位装置的评分选择核心终端，由核心终端规划其他故障定位装置的休眠情况，能够节约用电，降低单个故障定位装置损坏的影响，从而提高故障定位效率。

附图说明

图1为本发明架空线路故障定位方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明自助协商休眠流程图；

图3为本发明架空线路故障定位系统一实施例的结构示意图；

图4位本发明具有存储功能的存储装置一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

请参阅图1、2，其中，图1为本发明架空线路故障定位方法一实施例的流程示意图；图2为本发明自助协商休眠流程图。结合图1、图2对本发明的架空线路故障定位方法做详细说明。

当架空线路发生故障时，输送的电流会产生幅值很大的非稳态量，并从故障点向两端传播，称为行波。为行波传播速度接近光速，约为3.0×108米/秒。根据行波到达两个故障定位装置的时刻来确定故障点的位置称为：行波故障定位。本发明利用故障电流波形到达两个故障定位装置的时间差来确定故障发生位置，从而实现快速故障定位。

在本实施例中，本发明的架空线路故障定位方法包括如下步骤：

S1：故障定位装置获取并发送装置信息，将装置信息与其他故障定位装置发送的装置信息按照预设权重进行评分，判断自身的装置信息的评分是否为最高，装置信息包括电池电量、架空线路电流以及地理位置；若是，则执行S2，若否，则执行S3。

在本实施例中，至少两个故障定位装置沿架空线路分布式设置。

优选的，为了保持定位准确，故障定位装置每个塔杆设置一个，并在架空线路的分支出现上也对应设置一个。

在本实施例中，故障定位装置包括定位模块和采集器，其中，定位模块设置有电池，且定位模块将电池作为后备电池，通过电流感应供电和太阳能供电的方式向自身以及故障定位装置中的采集器供电，当电流感应供电和太阳能供电的方式提供的电流不足时，定位模块通过设置的电池向自身以及采集器供电。

在本实施例中，电池为锂电池，在其他实施例中，后备电池还可以为镍镉、镍氢、铅蓄、铁锂电池中的至少一种，在此不做限定。

在本实施例中，装置信息为故障定位装置获取的电池电量、架空线路电流以及自身的地理位置，其中，地理位置为故障定位装置在架空线路的输电路径上的位置。

在本实施例中，故障定位装置卡接在架空线上，通过故障定位装置上的电流互感器获取架空线的工频电流，检测故障行波以定位故障点，其与架空线路没有直接的电气连接，不影响架空线路的正常运行。

在本实施例中，设置在架空线路上的故障定位装置获取并发送自身的电池电量、架空线路电流以及地理位置，其将自身的电池电量、架空线路电流以及地理位置与该架空线路上的其他故障定位装置发送的电池电量、架空线路电量以及地理位置分别进行对比，获取每个故障定位装置电池电量多少的排名，架空线路电流大小的排名以及所在的地理位置的重要性排名，并将这些排名按照预设权重进行评分，获取每个故障定位装置的评分信息，根据评分信息判断自身的装置信息的评分是否为最高。

在本实施例中，电池电量的排名在评分中的预设权重为50％，架空线路电流的排名在评分中的预设权重为45％，地理位置的重要性排名在评分中的预设权重为5％。在其他实施例中，预设权重还可以为其他比例，在此不做限定。

在本实施例中，故障定位装置通过无线通信的方式发送自身的装置信息，其发送装置信息的周期为10分钟，在其他实施例中，该周期也可以为5分钟、7分钟以及其他时间，用户可根据自身需要设置，在此不作限定。

S2：故障定位装置确定自身为核心终端，获取其他故障定位装置发送的装置信息中评分最高装置信息对应的故障定位装置，向故障定位装置发送全功能工作的指令，并根据剩余未接收指令的故障定位装置的电池电量情况和地理位置，向剩余故障定位装置分别发送休眠充电或全功能工作的指令。

在本实施例中，故障定位装置判断自身的装置信息评分最高后，确定自身为核心终端，该核心终端获取其他故障定位装置发送的装置信息的评分信息，获取该评分信息中评分最高的装置信息对应的故障定位装置，向该故障定位装置发送全功能工作的指令，并根据发送装置信息的故障定位装置中未接收指令的其他故障定位装置的电池电量情况和地理位置分别发送全功能工作和休眠充电的指令。

在本实施例中，当其他故障定位装置中评分最高的故障定位装置有多个时，核心终端可以向至少一个评分最高的故障定位装置发送全功能工作的指令。

在本实施例中，核心终端将架空线路划分为具有预设长度的多个区间，获取区间内的故障定位装置的电池电量，判断电池电量是否大于第一阈值；若是，则向电池电量大于第一阈值的故障定位装置中电池电量最高的故障定位装置发送全功能工作的指令，并向区间内的其他故障定位装置发送休眠充电的指令；若否，则向所述区间内电池电量不大于第一阈值的故障定位装置发送休眠充电的指令。

在本实施例中，接收休眠充电指令处于休眠状态的故障定位装置，不发送自身的装置信息以及接收其他故障定位装置发送的信息。

在本实施例中，预设长度为1.5km，在其他实施例中，预设长度还可以为1km、2km以及其他长度，在此不做限定。

在本实施例中，第一阈值为10％。在其他实施例中，第一阈值也可以为20％、15％以及其他值，只需故障定位装置在达到第一阈值后能够向其他故障定位装置发送自身的电池电量信息以及即将进入休眠充电状态的信息即可。

S3：确定发送的装置信息中评分最高的装置信息对应的故障定位装置为核心终端，接收并执行核心终端发送的指令，指令包括休眠充电或全功能工作的指令。

在本实施例中，每个故障定位装置在电池电量大于第一阈值且不处于休眠状态时，周期发送自身的装置信息，并在电池电量不大于第一阈值时广播自身的电池电量信息以及发送自身即将进入休眠充电状态的信息。

因核心终端和处于全功能工作的故障定位装置在工作时可能因工作消耗电池电量，为了使架空线路中的核心终端和处于全功能工作状态故障定位装置能够具有足够的电流工作。核心终端或接收全功能工作指令处于全功能工作状态的故障定位装置判断自身的电池电量是否大于第一阈值，若确定大于第一阈值，则核心终端或故障定位装置继续全功能工作。若确定不大于第一阈值，则向其他故障定位装置发送自身的装置信息以及自身即将进入休眠状态的信息。接收到该信息后，电池电量大于第一阈值且未处于休眠状态的故障定位装置执行S1，重新选择核心终端。

在处于休眠充电状态的故障定位装置确定电池电量大于第二阈值后，该故障定位装置脱离休眠状态，向其他故障定位装置发送自身的装置信息，架空线路上未处于休眠状态的故障定位装置接收该信息后，执行S1，重新确定故障定位装置。若确定不大于第二阈值，则继续保持休眠充电状态。

在本实施例中，第二阈值为70％。在其他实施例中，第二阈值还可以为75％、80％以及其他值，在此不做限定。

S4：核心终端和接收全功能工作指令的故障定位装置检测架空线路的电流波形，并在出现故障电流波形时，分别将故障电流信息发送给后台处理器，以根据故障电流信息进行故障定位，故障电流信息包括故障电流波形以及获取故障电流波形的时间。

在本实施例中，后台处理器根据故障电流信息获取核心终端和故障定位装置获取故障电流波形的时间差，根据时间差进行故障定位。

在本实施例中，故障电流波形为架空线路故障时产生的行波波形，时间为该行波被采集器获取的时间。

在本实施例中，故障定位装置的采集器通过FPGA实时采集电流波形，根据该电流波形识别故障电流波形，并获取出现故障电流波形的时间点，将该时间点和故障电流波形发送给后台处理器。

在本实施例中，FPGA的信号为Altera EP4CE10，在其他实施例中，FPGA也可以为其他型号，用于采集故障电流波形和时间的器件也可以不是FPGA，还可以是单片机，只需能够通过采集器采集获取故障电流波形和对应的时间即可，在此不做限定。

在本实施例中，当架空线路的故障点位于核心终端和处于全功能工作的故障定位装置之间时，获取故障点、核心终端以及其中一个故障点定位装置在架空线路上的一维坐标X、X1、X2，获取核心终端与该故障点定位装置获取故障电流波形的时间差Δt，根据方程式(X-X1)/波速-(X-X2)/波速＝Δt即可得出故障点的位置，从而实现故障点定位。

当架空线路的故障点位于核心终端和处于全功能工作的故障定位装置的同一侧时，根据核心终端和故障定位装置获取故障电流波形的时间差可确定故障点距离核心终端和故障定位装置的远近，从而缩小故障的范围，提高定位效率。

在本实施例中，当故障定位装置有多个时，获取两个故障定位装置获取故障电流波形的时间差，根据该时间差进行故障定位。

有益效果：本发明在架空线路上分布式设置故障定位装置，并在出现故障时通过故障定位装置将故障电流信息发送给后台处理装置，缩短了查找时间，降低了事故影响，减少了停电时间，提高了检修效率；并且本发明根据各个故障定位装置的评分选择核心终端，由核心终端规划其他故障定位装置的休眠情况，能够节约用电，降低单个故障定位装置损坏的影响，从而提高故障定位效率。

基于相同的发明构思，本发明还提出了一种架空线路故障定位系统，请参阅图3，图3是本申请故障定位系统一实施例的结构示意图，其中，故障定位系统包括沿架空线路分布式设置的至少两个故障定位装置、后台处理器，在图3中以故障定位装置为2两个为例进行说明。后台处理器与故障定位装置通信连接，且故障定位装置之间无线通信连接，处理器接收并根据故障定位装置发送的故障电流波形以及与对应的时间进行故障定位，其中，故障电流波形和时间通过上述实施例所述的架空线路故障定位方法得到。

在本实施例中，后台处理器可以是计算机、平板电脑、手机等具有接收信息以及信息处理功能的智能终端，在此不做限定。

基于相同的发明构思，本发明还提出了一种具有存储功能的存储装置，请参阅图4，图4是本发明具有存储功能的存储装置一实施例的结构示意图，该存储装置存储有程序数据，存储的程序数据在被处理器执行时用于实现如上所述的架空线路故障定位方法，在此不做详述。

其中，具有存储功能的装置可以是便携式存储介质如U盘、光盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟等各种可以存储程序代码的介质，也可以是终端、服务器等。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种架空线路故障定位方法，其特征在于，所述故障定位方法应用于沿架空线路分布式设置的至少两个故障定位装置，所述故障定位方法包括：

S1：所述故障定位装置获取并发送装置信息，将所述装置信息与其他故障定位装置发送的装置信息按照预设权重进行评分排序，判断自身的装置信息的评分是否为最高，所述装置信息包括电池电量、架空线路电流以及地理位置；若是，则执行S2，若否，则执行S3；

S2：所述故障定位装置确定自身为核心终端，获取其他故障定位装置发送的装置信息中评分最高装置信息对应的故障定位装置，向所述评分最高装置信息对应的故障定位装置发送全功能工作的指令，并根据剩余未接收指令的故障定位装置的电池电量情况和地理位置，向剩余故障定位装置分别发送休眠充电或全功能工作的指令；

S3：确定发送的装置信息中评分最高的装置信息对应的故障定位装置为核心终端，接收并执行所述核心终端发送的指令，所述指令包括休眠充电或全功能工作的指令；

S4：所述核心终端和接收所述全功能工作指令的故障定位装置检测所述架空线路的电流波形，并在出现故障电流波形时，分别将所述故障电流信息发送给后台处理器，以根据所述故障电流信息进行故障定位，所述故障电流信息包括故障电流波形以及获取所述故障电流波形的时间。

2.如权利要求1所述的架空线路故障定位方法，其特征在于，在进行评分排序时，所述电池电量的预设权重为50％，所述架空线路电流的预设权重为45％，所述地理位置的预设权重为5％。

3.如权利要求2所述的架空线路故障定位方法，其特征在于，所述地理位置为所述故障定位装置在所述架空线路上的位置。

4.如权利要求1所述的架空线路故障定位方法，其特征在于，所述根据剩余未接收指令的故障定位装置的电池电量情况和地理位置，向所述剩余故障定位装置分别发送休眠充电或全功能工作的指令的步骤具体包括：

所述核心终端将所述架空线路划分为具有预设长度的多个区间，获取所述区间内的故障定位装置的电池电量，判断所述电池电量是否大于第一阈值；

若是，则向所述电池电量大于第一阈值的故障定位装置中电池电量最高的故障定位装置发送全功能工作的指令，并向所述区间内的其他故障定位装置发送休眠充电的指令；

若否，则向所述区间内电池电量不大于第一阈值的故障定位装置发送休眠充电的指令。

5.如权利要求4所述的架空线路故障定位方法，其特征在于，所述核心终端或接收所述全功能工作指令处于全功能工作状态的故障定位装置判断自身的电池电量是否大于第一阈值；

若是，则所述核心终端或所述故障定位装置继续全功能工作；

若否，则发送自身的装置信息以及即将进入休眠状态的信息，电池电量大于第一阈值的所述故障定位装置或核心终端执行S1。

6.如权利要求1所述的架空线路故障定位方法，其特征在于，未休眠充电的所述故障定位装置周期发送自身的装置信息。

7.如权利要求1所述的架空线路故障定位方法，其特征在于，

所述故障定位装置接收所述休眠充电的指令后判断自身的电池电量是否超过第二阈值；

若是，则所述故障定位装置执行S1；

若否，则所述故障定位装置继续休眠充电。

8.根据权利要求1所述的架空线路故障定位方法，其特征在于，所述根据所述故障电流信息进行故障定位的步骤具体包括：

所述后台处理器根据所述故障电流信息获取所述核心终端和所述故障定位装置获取所述故障电流波形的时间差，根据所述时间差进行故障定位。

9.一种架空线路故障定位系统，其特征在于，所述故障定位系统包括沿架空线路分布式设置的故障定位装置、后台处理器，所述后台处理器与所述故障定位装置通信连接，所述处理器接收并根据所述故障定位装置发送的故障电流波形以及与所述故障电流波形对应的时间进行故障定位，其中，所述故障电流波形和所述时间通过权利要求1-8任一项所述的架空线路故障定位方法得到。

10.一种具有存储功能的存储装置，其特征在于，所述存储装置存储有计算机程序，所述计算机程序在被执行时用于实现权利要求1-8任一项所述的架空线路故障定位方法。

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