CN113092959B - 绝缘子污闪监测方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘子污闪监测方法、装置、设备及存储介质。绝缘子污闪监测方法包括：筛选OPGW光缆上的采样点，获得目标对象；获取目标对象的特征信息，作为目标信息，特征信息包括与目标对象对应的电信号的接收时间、电压幅值、频率值和振动幅值；获取目标对象的电压幅值首次大于预设的第一电压阈值时的接收时间，作为参照时间点；获取参照时间点前预设的第一时间段的目标对象的特征信息，作为预警信息；根据预警信息判断目标对象是否发生闪络故障。通过采集OPGW光缆内返回的后向瑞利散射光信号，可基于后向瑞利散射光信号的偏振态的变化，实现对OPGW光缆上绝缘子的监测。

Description

绝缘子污闪监测方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及输电线路安全技术，尤其涉及一种绝缘子污闪监测方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

输电线路的绝缘子长期暴露在户外环境中，表面会受到灰尘、烟尘和工业排放物等的污染，在绝缘子的表面形成污秽层。绝缘子表面附着的污秽层在潮湿条件下，其可溶物质逐渐溶于水，在绝缘子表面形成一层导电膜，导致绝缘子发生积污闪络现象，严重影响输电线路的正常运行。

目前，针对绝缘子的污闪监测，主要通过安装电子式传感器，以在绝缘子发生污闪现象时检测到绝缘子表面流过的泄露电流，进而实现对绝缘子的污闪监测。

但该方法需要针对输电线路所有暴露在户外的绝缘子均安装电子式传感器进行分别的监测，需要布置大量的电子式传感器以及相应的监测设备，使得监测工作量和运行成本大大的增加，不利于大规模推广。

发明内容

本发明提供一种绝缘子污闪监测方法、装置、设备及存储介质，以降低对绝缘子的污闪监测的工作量和运行成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种绝缘子污闪监测方法，所述绝缘子之间设置有OPGW光缆，所述OPGW光缆的至少一端设置有光学主机，所述光学主机接收所述OPGW光缆返回的后向瑞利散射光信号，并转化为电信号；

所述方法包括：

筛选所述OPGW光缆上的采样点，获得目标对象；

获取所述目标对象的特征信息，作为目标信息，所述特征信息包括与所述目标对象对应的所述电信号的接收时间、电压幅值、频率值和振动幅值；

获取所述目标对象的所述电压幅值首次大于预设的第一电压阈值时的所述接收时间，作为参照时间点；

获取所述参照时间点前预设的第一时间段的所述目标对象的所述特征信息，作为预警信息；

根据所述预警信息判断所述目标对象是否发生闪络故障。

第二方面，本发明实施例还提供了一种绝缘子污闪监测装置，所述绝缘子之间设置有OPGW光缆，所述OPGW光缆的至少一端设置有光学主机，所述光学主机接收所述OPGW光缆返回的后向瑞利散射光信号，并转化为电信号；

所述装置包括：

目标筛选模块，用于筛选所述OPGW光缆上的采样点，获得目标对象；

目标信息获取模块，用于获取所述目标对象的特征信息，作为目标信息，所述特征信息包括与所述目标对象对应的所述电信号的接收时间、电压幅值、频率值和振动幅值；

参照时间获取模块，用于获取所述目标对象的所述电压幅值首次大于预设的第一电压阈值时的所述接收时间，作为参照时间点；

预警信息获取模块，获取所述参照时间点前预设的第一时间段的所述目标对象的所述特征信息，作为预警信息；

判断模块，用于根据所述预警信息判断所述目标对象是否发生闪络故障。

第三方面，本发明实施例还提供了一种绝缘子污闪监测设备，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的绝缘子污闪监测方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面所述的绝缘子污闪监测方法。

本发明通过采集OPGW光缆内返回的后向瑞利散射光信号，可获得OPGW光缆发生污闪时的后向瑞利散射光信号的偏振态的变化，实现对OPGW光缆上的所有采样点的监测，避免需要针对单个绝缘子设置监测设备所带来的工作量和成本，而从OPGW光缆上筛选采样点作为目标对象，获取目标对象判断电压幅值首次大于第一电压阈值的参考时间点，进而获取预警信息判断采样点是否发生闪络故障，可有针对性的对单个采样点进行监测。

附图说明

图1为本发明实施例一中的绝缘子污闪监测方法的流程图；

图2a是本发明实施例二中的绝缘子污闪监测方法的流程图；

图2b是本发明实施例二中的绝缘子污闪监测器的结构图；

图3是本发明实施例三中的绝缘子污闪监测装置的结构图；

图4是本发明实施例四中的绝缘子污闪监测设置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的绝缘子污闪监测方法的流程图，本实施例可适用于对输电线路暴露在户外的绝缘子的污闪现象的监测的情况，该方法可以由本发明实施例提供的绝缘子污闪监测来执行，该绝缘子污闪监测装置可以由软件和/或硬件实现，可配置在计算机设备中，例如，手机、平板电脑、可穿戴设备(如智能手表、智能眼镜等)。

在本发明实施例中，绝缘子是指安装在不同电位的导体或导体与接地构件之间的能够耐受电压和机械应力作用的器件。绝缘子种类繁多，形状各异。不同类型绝缘子的结构和外形虽有较大差别，但都是由绝缘件和连接金具两大部分组成的。绝缘子是一种特殊的绝缘控件，在架空输电线路中起到重要作用。早年间绝缘子多用于电线杆，慢慢发展于高型高压电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体，它是为了增加爬电距离的，通常由玻璃或陶瓷制成，就叫绝缘子。绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效，否则绝缘子就不会产生重大的作用，就会损害整条线路的使用和运行寿命。而污闪则是指绝缘子的绝缘表面附着的污秽物在潮湿条件下，其可溶物质逐渐溶于水，在绝缘表面形成一层导电膜，使绝缘子的绝缘水平大大降低，在电力场作用下出现的强烈放电现象，容易造成输电线路的跳闸，进而造成大面积的停电事故。

本实施例所述的绝缘子污闪监测方法具体包括如下步骤：

步骤110、筛选OPGW光缆上的采样点，获得目标对象。

在本发明实施例中，绝缘子之间设置有OPGW光缆，OPGW光缆的至少一端设置有光学主机，光学主机接收OPGW光缆返回的后向瑞利散射光信号，并转化为电信号。采用的OPGW光缆(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，光纤复合架空地线)作为架空高压输电线的地线，OPGW光缆把光纤放置在架空高压输电线的地线中，用以构成输电线路上的光纤通信网，这种结构形式兼具地线与通信双重功能，并且在现有的电力系统中很多的线路均采用的OPGW光缆进行搭建，对于线路的改造工作量相对较小，并且在大部分地区均可直接使用已安装的OPGW光缆进行本发明所述的绝缘子污闪监测。

通过在OPGW光缆的至少一端上设置光学主机，向OPGW光缆内发送前向偏振光信号，并且光学主机还可接收由OPGW光缆返回的后向散射光，并可通过光探测器转化为电信号以便于上位机的读取和计算。在OPGW光纤内的传输的前向偏振光信号在绝缘子发生闪络时流过地线的泄露电流产生的磁场的作用下将发生法拉第磁光效应，使OPGW光纤内的偏振光信号的偏振态发生变化，而偏振光信号由于OPGW光缆内部的光纤材料不均发生散射现象，从而产生反向的散射光，而散射光中的瑞利散射光将保留前向偏振光的偏振态信息，因此可检测由OPGW光缆返回的瑞利散射光的偏振态信息实现对绝缘子污闪的监测。

其中，法拉第磁光效应是指：当前向偏振光信号在OPGW光缆中传播时，若在平行于前向偏振光信号的传播方向上加一强磁场，则前向偏振光信号的振动方向将发生偏转，偏转角度ψ与磁感应强度B和光穿越介质的长度l的乘积成正比，即ψ＝VBl，比例系数V称为费尔德常数，与介质性质及光波频率有关。偏转方向取决于介质性质和磁场方向。即，在OPGW光缆内传播的前向偏振光信号在绝缘子发生污闪时，流过地线的泄露电流将在OPGW光缆的表面形成电磁场，该电磁场将会改变OPGW光缆内传播的前向偏振光信号的振动方向。

其中，OPGW光缆上的采样点主要指的是依据光学主机的空间分辨率将OPGW光缆返回的反向散射光划分为若干份，每份对应一个采样点。所谓空间分辨率，是指光学主机的定位精度，也就是如果在OPGW光缆某一点上的磁场发生变化，系统能够确定该点位置的最小范围。

可选的，对于采样点的筛选，可以是针对性的针对某一采样点进行选取，或者是预先设定一条件对采样点进行筛选。例如，可以是预先对各个采样点的数据进行监控，当监控到数据异常时选取对应的采样点作为本发明实施例中的目标对象，进而进一步的判断是否在该采样点处发生污闪现象，从而有针对性的对采样点的数据进行判断，降低对算力的需求。又或者，在本步骤中只是将OPGW光缆上的所有采样点按照一定的数量进行分组，将所有采样点分割为多个组。

步骤120、获取目标对象的特征信息，作为目标信息。

其中，特征信息包括与目标对象对应的电信号的接收时间、电压幅值、频率值和振动幅值。

在前述步骤中从OPGW光缆上选取所需的采样点作为目标对象，在此步骤中则是从光学主机采集到的数据中将与该目标对象对应的数据进行筛选获取，即获取与目标对象对应的特征信息。

其中，特征信息可包括光学主机接收到反向散射光转化而成的接收时间，转化而成的电信号的电压幅值以及电信号的频率值和振动幅值。具体的，可通过光学主机记录接收到反向散射光的接收时间，并获取与接收时间对应的电信号的电压大小作为电压幅值，然后根据接收时间与电压幅值做傅里叶频谱变换得到电信号的频谱信息，即可获得电信号对应的频率值和振动幅值。此外，需要注意的是，在本发明实施例中，对于所获取的目标信息为某一段时间内与目标对象对应的特征信息，并非限定是某一单一时间下的数据。

步骤130、获取目标对象的电压幅值首次大于预设的第一电压阈值时的接收时间，作为参照时间点。

在本发明实施例中，所获取的目标对象的目标信息为包括在预设的检测时间段内的接收时间和与对应接收时间的电压幅值的数据集合，对应不同的接收时间的电压幅值并不完全相同，在本步骤中主要需要确定在目标信息对应的时间段内第一次出现电压幅值大于预设的第一电压阈值时的接收时间，作为所需的参照时间点。

步骤140、获取参照时间点前预设的第一时间段的采样点的特征信息，作为预警信息。

在前述步骤中确定了用作参照的参照时间点，在本步骤中，从光学主机采集的数据中找到在参照时间点之前的预设的第一时间段的电信号的特征信息，作为本发明实施例中所需的预警信息。

步骤150、根据预警信息判断目标对象是否发生闪络故障。

当绝缘子发生污闪时，在采样点的特征信息中将会出现特定的数据特征，并且在该数据特征出现之前同样会有一定的预兆特征，例如在发生污闪时，在检测到该数据特征前一段时间内将会有一定的电流产生，使得光学主机检测到的反向散射光信号对应的电信号出现一定的电压幅值，并且其电信号的频率落入在一定的范围内，由此可根据预警信息判断目标对象处是否正在发生闪络故障。

本实施例的技术方案，通过采集OPGW光缆内返回的后向瑞利散射光信号，可获得OPGW光缆发生污闪时的后向瑞利散射光信号的偏振态的变化，实现对OPGW光缆上的所有采样点的监测，避免需要针对单个绝缘子设置监测设备所带来的工作量和成本，而从OPGW光缆上筛选采样点作为目标对象，获取目标对象判断电压幅值首次大于第一电压阈值的参考时间点，进而获取预警信息判断采样点是否发生闪络故障，可有针对性的对单个采样点进行监测。

实施例二

图2a为本发明实施例二提供的一种绝缘子污闪监测方法的流程图。图2b为本发明实施例二提供的一种绝缘子污闪监测器的结构图，本实施例是在实施例一的基础上进行的细化，进一步的细化了对绝缘子污闪监测的具体操作。

在本发明实施例中，绝缘子之间设置有OPGW光缆，OPGW光缆的至少一端设置有光学主机，光学主机接收OPGW光缆返回的后向瑞利散射光信号，并转化为电信号。

示例性的，如图2b所示，光学主机可包括脉冲激光源、第一掺铒光纤放大器EDFA1、第二掺铒光纤放大器EDFA2、第三掺铒光纤放大器EDFA3、偏振控制器、起偏器、环形器、滤波器、偏振分束器、第一光探测器、第二光探测器、第一高速采集卡。

脉冲激光源、第一掺铒光纤放大器EDFA1、偏振控制器、起偏器、环形器依次通过光纤连接。其中，脉冲激光源提供脉冲光信号，偏振控制器和起偏器对脉冲光信号进行处理后输出偏振态稳定的偏振光进入到环形器的1号端口，环形器内部将偏振光由1号端口转由2号端口输出至OPGW光缆内，然后2号端口采集OPGW光缆内散射回来的散射光，并经由3号端口输出至滤波器将散射光信号中的布里渊散射光与拉曼散射光进行滤除，留下瑞利散射光输出至偏振分束器，偏振分束器将接收到的瑞利散射光分解成两个垂直偏振态分量的光信号，并分别输出至第二掺铒光纤放大器EDFA2、第三掺铒光纤放大器EDFA3进行放大，然后再分别输入到第一光探测器、第二光探测器内进行光电转化，将光信号的强度变化和偏振态变化信息转化为电信号，最后经由第一高速采集卡对电信号进行采集并输出至上位机进行进一步的处理。

此外，还包括上位机，上位机内可被配置有用于实现本发明实施例所述绝缘子污闪监测方法的软件和/或硬件，上位机与第一高速采集卡连接，用于对监测主机的数据的读取和处理。

示例性，还可以包括光学从机，光学从机可接收由光学主机发出的偏振光信号，用于检验偏振光信号的传输状态是否正常。具体可包括第四掺铒光纤放大器EDFA4、第三光探测器、第二高速采集卡，第四掺铒光纤放大器EDFA4与OPGW光缆远离光学主机的一端连接，第四掺铒光纤放大器EDFA4将接收到的偏振光信号放大后输入至第三光探测器进行光电转化，并将输出的电信号输送至第二高速采集卡，最后第二高速采集卡可与上位机连接，将采集的电信号发送至上位机进行光信号的传输状态质量检测。

本发明实施例所述的绝缘子污闪监测方法具体包括如下步骤：

步骤201、基于光学主机的空间分辨率将OPGW光缆划分为若干采样点。

光学主机的空间分辨率是指光学主机的定位精度，也就是如果在OPGW光缆某一点上的磁场发生变化，系统能够确定该点位置的最小范围，表征光学主机可分辨的最小监测范围。在本发明实施例中，可将OPGW光缆按照光学主机的空间分辨率将OPGW光缆划分为若干个段，即若干个采样点，并且按照与光学主机的距离进行编排。

示例性的，假设OPGW光缆长度为10km，而光学主机的空间分辨率为1m，则OPGW光缆包括10000个采样点，每个采样点对应1m长度的OPGW光缆。

步骤202、采集各个采样点的电信号的采样波形图和采样频谱图。

其中，采样波形图的横坐标对应后向瑞利散射光信号的接收时间，纵坐标对应后向瑞利散射光信号转化的电信号的电压幅值；采用频谱图中的横坐标对应后向瑞利散射光信号转化的电信号的频率值，纵坐标对应后向瑞利散射光信号转化的电信号的振动幅值。对各个采样点的电信号的采样波形图和采样频谱图采集，可通过上位机与高速采集卡的连接从光学主机获取。此外还可以设置有中间存储介质对光学主机的采集数据进行存储，在上位机需要时可通过对中间存储介质的读取获取所需的数据。

步骤203、对采样波形图和采样频谱图进行采样，获得采样波形坐标集和采样频谱坐标集。

在本发明实施例中，在前述步骤中通过高速采集卡将后向瑞利散射光信号转化为电信号，并采集成为采样波形图和采样频谱图的存在，而在本步骤中需要将采样波形图和采样频谱图的数据提取出来使用，则按照一定的间隔大小从采样波形图和采样频谱图中分别采样出采样波形图和采样频谱图中的数据并分别存至采样波形坐标集和采样频谱坐标集内。

在具体实现中，步骤202和步骤203可合并或省略，只要能够从后向瑞利散射光信号转化后的电信号中采集本发明实施例中所需的接收时间、电压幅值、频率值和振动幅值即可。例如，直接通过高速采集卡按照时间先后采集电压幅值、频率值和振动幅值，并分别存至采样波形坐标集和采样频谱坐标集。

步骤204、基于采样波形坐标集和采样频谱坐标集选取符合预设的特征条件的采样点，作为参考对象。

在具体实现中，预设的特征条件可以是绝缘子发生污闪时后向瑞利散射光信号的变化特征条件。例如，可以是后向瑞利散射光信号转化的电信号在绝缘子发生污闪时的电压幅值、频率值和振动幅值变化和分布作为特征条件进行筛选采样点，作为参考对象。

在一个可选的实施例中，预设的特征条件可以包括：

步骤2041、遍历每个采样点的采样波形坐标集，筛选电压幅值大于预设的第二电压阈值的接收时间，作为每个采样点的初始时间集。

在本发明实施例中，遍历每个采样点的波形坐标集即对每个采样点的采样波形坐标集中的每一个电压幅值均进行读取和比较，从而从所有的采样波形坐标集中找到电压幅值大于预设的第二电压阈值的所有接收时间，从而获得每个采样点的初始时间集。需要注意的是，在采样波形坐标集中电压幅值大于预设的第二电压阈值的接收时间不一定只有一个，也可能一个也没有。

步骤2042、获取每个初始时间集中值最大的接收时间，作为每个采样点的目标时间。

其中，经过前述步骤2041后每个采样点均被筛选出来一个由接收时间组成的初始时间集，在本步骤中需要获取每个初始时间集中的最大值。

步骤2043、将每个目标时间在预设的时间范围内的采样点作为参考对象。

在具体实现中，首先将每个采样点在初始时间集内的最大接收时间与预设的时间范围进行比较，从而判断每个采样点的最大接收时间是否符合发生污闪时的后向瑞利散射光信号的接收时间变化特征，即发生绝缘子污闪时，电压幅值大于第二电压阈值的持续时间在时间范围内。

例如，在发生绝缘子污闪时，检测到的后向瑞利散射光信号的电信号的电压幅值大于0.05v，持续时间在50ms至60ms之间。

在一个可选的实施例中，预设的特征条件还可以包括：

步骤2044、遍历每个采样点的采样频谱坐标集，筛选振动幅值与预设的第一振幅阈值的第一比值大于预设的第一阈值的频率值，作为每个采样点的初始频率集。

在本发明实施例中，读取每个采样点的采样频谱坐标集中的所有振动幅值，然后获取所有振动幅值与预设的第一振幅阈值的比值大于预设的第一阈值的坐标，并将坐标对应的频率值提取作为初始频率集。

步骤2045、获取每个初始频率集中值最大的频率值，作为每个采样点的目标频率。

其中，经过前述步骤2044将符合条件(振动幅值与预设的第一振幅阈值的比值大于预设的第一阈值)的采样频谱坐标的频率值提取至初始频率集中，在此步骤中需要将初始频率集中的最大值找出，作为采样点的目标频率。具体的，可通过max函数获取初始频率集中的最大值，或者是其他能够实现最大值筛选的方式。

步骤2046、将每个目标频率在预设的第一频率范围的采样点作为参考对象。

在具体实现中，将筛选出来的每个采样点的目标频率与预设的第一频率范围进行比较，并将目标频率落入第一频率范围的采样点作为参考对象。其中，第一频率范围的设定与绝缘子发生污闪时的频率分布范围关联，例如，将预设的第一频率范围设定为绝缘子发生污闪时的频率分布范围。

在一个具体的示例中，将与频率值为1500Hz的坐标的振动幅值作为第一阈值，并将第一频率范围设定为5Hz至1500Hz。

在一个可选的实施例中，预设的特征条件还可以包括：

步骤2047、遍历每个采样点的采样频谱坐标集，筛选频率值为工频或谐波频率的振动幅值，作为每个采样点的初始振幅集。

在本发明实施例中，读取每个采样点的采样频谱坐标集中的所有频率值，筛选处于工频及谐波频率的所有坐标点的振动幅值，作为采样点的初始振幅集。

步骤2048、计算每个初始振幅集中值最大的振动幅值与预设的第二振幅阈值的第二比值。

在前述步骤2047中筛选出在工频及谐波频率坐标的振动幅值的初始振幅集，在本步骤中将计算初始振幅集中与预设的第二振幅阈值的比值，并获取其中最大的比值作为所需的第二比值。

步骤2049、将每个第二比值大于预设的第二阈值的采样点作为参考对象。

在具体实现中，绝缘子发生污闪现象时，污闪信号在工频及谐波频率附近的振动幅值较为突出，因此，可将第二比值大于预设的第二阈值的采样点作为参考对象进一步的确认是否发生污闪现象。

在一个具体的示例中，可将预设的第二振幅阈值设定为频率值为1500Hz的坐标的振动幅值，并将第二阈值设定为2，即将振动幅值与频率值为1500Hz的坐标的振动幅值的比大于2的采样点作为参考对象。

此外，在本发明实施例中，对于预设的特征条件并未限定只能是步骤2041-步骤2043、步骤2044-步骤2046或步骤2047-步骤2049中分别所指的条件，还可以是多个条件的组合，例如将参考对象设定为满足任一条件，或同时满足部分条件，或全部条件。并且在本发明实施例中，对于上述步骤2041-步骤2049中的步骤前后顺序并为做具体的限定，其先后顺序可根据实际需要进行调整。

步骤205、从参考对象中选取距离光学主机最近的采样点作为目标对象。

在对OPGW光缆的绝缘子是否发生污闪现象监控过程中，满足预设的特征条件的采样点(参考对象)代表采样点的后向瑞利散射光信号的电信号特征满足缘子发生污闪现象的特征信息，通过对采样点的后向瑞利散射光信号的电信号的特征直接可判断到该采样点可能发生污闪现象。在本发明实施例中，可能在OPGW光缆上有多个采样点同一时间发生污闪现象，所以在本发明实施例中优选距离光学主机最近的点作为目标对象。在其他实施例中，还可以是将参考对象中后面的采样点作为目标对象，在此并不做具体的限定。

步骤206、获取目标对象的特征信息，作为目标信息，特征信息包括与目标对象对应的电信号的接收时间、电压幅值、频率值和振动幅值。

此处所获取的目标对象的特征信息与前述步骤中所述的特征信息一致，可包括目标对象对应的电信号的接收时间、电压幅值、频率值和振动幅值。

步骤207、获取目标对象的电压幅值首次大于预设的第一电压阈值时的接收时间，作为参照时间点。

在具体实现中，在绝缘子发生污闪现象前一定时间内会出现一定的特征信号，在本发明实施例中，首先根据目标对象的电压幅值变化确定电压幅值第一次大于第一电压阈值的接收时间，以确定绝缘子可能发生污闪的时间点。

在一个具体的示例中，第一电压阈值可设定为绝缘子发生污闪时的电信号的电压幅值，例如将第一电压阈值设定为0.05v。

步骤208、获取参照时间点前预设的第一时间段的采样点的特征信息，作为预警信息。

在本发明实施例中，预警信息出现在参照时间点前预设的第一时间段内。即，在发生绝缘子污闪现象时，在OPGW光缆采集到的采样点的后向瑞利散射光信号符合发生污闪的特征的时间点前第一时间段内将会出现预警信号，本发明实施例中需要获取该预警信号的预警信息，以对绝缘子是否发生污闪做进一步的判断。其中，预警信息与前述的目标对象的特征信息一致，可包括与采样点对应的电信号的接收时间、电压幅值、频率值和振动幅值。

步骤209、基于预警信息生成目标对象的预警波形图和预警频谱图。

步骤210、对预警波形图和预警频谱图进行采样，获得预警波形坐标集和预警频谱坐标集。

其中，对于生成目标对象的预警波形图和预警频谱图以及预警波形坐标集和预警频谱坐标集，可参考前述步骤202和步骤203中采样波形图和采样频谱图以及采样波形坐标集和采样频谱坐标集的获取和生成，在此不再赘述。

步骤211、基于预警波形坐标集和预警频谱坐标集判断目标对象是否发生闪络故障。

当绝缘子发生污闪时，在采样点的特征信息中将会出现特定的数据特征，并且在该数据特征出现之前同样会有一定的预兆特征，例如在发生污闪时，在检测到该数据特征前一段时间内将会有一定的电流产生，使得光学主机检测到的反向散射光信号对应的电信号出现一定的电压幅值，并且其电信号的频率落入在一定的范围内，由此可根据预警信息判断目标对象处是否正在发生闪络故障。

在一个具体的实施例中，步骤211可包括以下步骤。

步骤2111、遍历预警波形坐标集，判断目标对象的电压幅值是否大于预设的第三电压阈值；

若目标对象的电压幅值大于第三电压阈值，则执行步骤2122。

在本发明实施例中，需要判断预警信号中电信号的电压幅值是否大于预设的第三电压阈值，而对于第三电压阈值的设定可根据实际情况并结合光学主机对电信号的放大倍数等情况进行调整，例如将第三电压阈值设定为0.025v。

步骤2112、遍历预警频谱坐标集，判断目标对象的振动幅值最大的频率值是否落入预设的第二频率范围；

若振动幅值最大的频率值落入第二频率范围，则执行步骤2123确定目标对象发生闪络故障。

在本步骤中主要为了判断预警信息中振动幅值的峰值位于预设的第二频率范围内。若预警信息中振动幅值的峰值位于预设的第二频率范围内，则代表目标对象的后向瑞利散射光信号符合绝缘子发生污闪的特性，表征此时绝缘子正在发生闪络故障。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种绝缘子污闪监测装置的结构图。该装置包括：目标筛选模块301、目标信息获取模块302、参照时间获取模块303、预警信息获取模块304、判断模块305。

其中：绝缘子之间设置有OPGW光缆，OPGW光缆的至少一端设置有光学主机，光学主机接收OPGW光缆返回的后向瑞利散射光信号，并转化为电信号；

目标筛选模块301，用于筛选OPGW光缆上的采样点，获得目标对象；

目标信息获取模块302，用于获取目标对象的特征信息，作为目标信息，特征信息包括与目标对象对应的电信号的接收时间、电压幅值、频率值和振动幅值；

参照时间获取模块303，用于获取目标对象的电压幅值首次大于预设的第一电压阈值时的接收时间，作为参照时间点；

预警信息获取模块304，获取参照时间点前预设的第一时间段的采样点的特征信息，作为预警信息；

判断模块305，用于根据预警信息判断目标对象是否发生闪络故障。

其中，目标筛选模块301包括：

划分单元，用于基于光学主机的空间分辨率将OPGW光缆划分为若干采样点；

第一采样单元，用于采集各个采样点的电信号的采样波形图和采样频谱图；

第二采样单元，用于对采样波形图和采样频谱图进行采样，获得采样波形坐标集和采样频谱坐标集；

第一选取单元，用于基于采样波形坐标集和采样频谱坐标集选取符合预设的特征条件的采样点，作为参考对象；

第二选取单元，用于从参考对象中选取距离光学主机最近的采样点作为目标对象。

预设的特征条件可以包括：

遍历每个采样点的采样波形坐标集，筛选电压幅值大于预设的第二电压阈值的接收时间，作为每个采样点的初始时间集；

获取每个初始时间集中值最大的接收时间，作为每个采样点的目标时间；

将每个目标时间在预设的时间范围内的采样点作为参考对象。

预设的特征条件还可以包括：

遍历每个采样点的采样频谱坐标集，筛选振动幅值与预设的第一振幅阈值的第一比值大于预设的第一阈值的频率值，作为每个采样点的初始频率集；

获取每个初始频率集中值最大的频率值，作为每个采样点的目标频率；

将每个目标频率在预设的第一频率范围的采样点作为参考对象。

预设的特征条件还可以包括：

遍历每个采样点的采样频谱坐标集，筛选频率值为工频或谐波频率的振动幅值，作为每个采样点的初始振幅集；

计算每个初始振幅集中值最大的振动幅值与预设的第二振幅阈值的第二比值；

将每个第二比值大于预设的第二阈值的采样点作为参考对象。

其中，判断模块305包括：

生成单元，用于基于预警信息生成目标对象的预警波形图和预警频谱图；

第三采样单元，用于对预警波形图和预警频谱图进行采样，获得预警波形坐标集和预警频谱坐标集；

判断单元，用于基于预警波形坐标集和预警频谱坐标集判断目标对象是否发生闪络故障。

其中，判断单元包括：

第一遍历子单元，用于遍历预警波形坐标集，判断目标对象的电压幅值是否大于预设的第三电压阈值；

第二遍历子单元，用于若目标对象的电压幅值大于第三电压阈值，则遍历预警频谱坐标集，判断目标对象的振动幅值最大的频率值是否落入预设的第二频率范围；

确定子单元，用于若振动幅值最大的频率值落入第二频率范围，则确定目标对象发生闪络故障。

本实施例提供的绝缘子污闪监测装置可用于执行上述实施例一、实施例二提供的绝缘子污闪监测方法，具有相应的功能和有益效果。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种绝缘子污闪监测设备的结构示意图。如图4所示，该电子设备包括处理器40、存储器41、通信模块42、输入装置43和输出装置44；电子设备中处理器40的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器40为例；电子设备中的处理器40、存储器41、通信模块42、输入装置43和输出装置44可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

存储器41作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本实施例中的一种绝缘子污闪监测方法对应的模块(例如，一种绝缘子污闪监测装置中的目标筛选模块301、目标信息获取模块302、参照时间获取模块303、预警信息获取模块304、判断模块305)。处理器40通过运行存储在存储器41中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的一种绝缘子污闪监测方法。

存储器41可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器41可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器41可进一步包括相对于处理器40远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

通信模块42，用于与显示屏建立连接，并实现与显示屏的数据交互。输入装置43可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。

本实施例提供的一种电子设备，可执行本发明任一实施例提供的绝缘子污闪监测方法，具体相应的功能和有益效果。

实施例五

本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种绝缘子污闪监测方法，绝缘子之间设置有OPGW光缆，OPGW光缆的至少一端设置有光学主机，光学主机接收OPGW光缆返回的后向瑞利散射光信号，并转化为电信号；

方法包括：

筛选OPGW光缆上的采样点，获得目标对象；

获取目标对象的特征信息，作为目标信息，特征信息包括与目标对象对应的电信号的接收时间、电压幅值、频率值和振动幅值；

获取目标对象的电压幅值首次大于预设的第一电压阈值时的接收时间，作为参照时间点；

获取参照时间点前预设的第一时间段的目标对象的特征信息，作为预警信息；

根据预警信息判断目标对象是否发生闪络故障。

当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上的方法操作,还可以执行本发明任一实施例所提供的一种绝缘子污闪监测方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机电子设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络电子设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述绝缘子污闪监测装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种绝缘子污闪监测方法，其特征在于，所述绝缘子之间设置有OPGW光缆，所述OPGW光缆的至少一端设置有光学主机，所述光学主机接收所述OPGW光缆返回的后向瑞利散射光信号，并转化为电信号；

所述方法包括：

筛选所述OPGW光缆上的采样点，获得目标对象；

获取所述目标对象的特征信息，作为目标信息，所述特征信息包括与所述目标对象对应的所述电信号的接收时间、电压幅值、频率值和振动幅值；

获取所述目标对象的所述电压幅值首次大于预设的第一电压阈值时的所述接收时间，作为参照时间点；

获取所述参照时间点前预设的第一时间段的所述目标对象的所述特征信息，作为预警信息；

根据所述预警信息判断所述目标对象是否发生闪络故障。

2.根据权利要求1所述的绝缘子污闪监测方法，其特征在于，所述筛选所述OPGW光缆上的采样点，获得目标对象，包括：

基于所述光学主机的空间分辨率将所述OPGW光缆划分为若干采样点；

采集各个所述采样点的所述电信号的采样波形图和采样频谱图；

对所述采样波形图和所述采样频谱图进行采样，获得采样波形坐标集和采样频谱坐标集；

基于所述采样波形坐标集和所述采样频谱坐标集选取符合预设的特征条件的所述采样点，作为参考对象；

从所述参考对象中选取距离所述光学主机最近的所述采样点作为目标对象。

3.根据权利要求2所述的绝缘子污闪监测方法，其特征在于，所述预设的特征条件包括：

遍历每个所述采样点的所述采样波形坐标集，筛选所述电压幅值大于预设的第二电压阈值的所述接收时间，作为每个所述采样点的初始时间集；

获取每个所述初始时间集中值最大的所述接收时间，作为每个所述采样点的目标时间；

将每个所述目标时间在预设的时间范围内的所述采样点作为参考对象。

4.根据权利要求2所述的绝缘子污闪监测方法，其特征在于，所述预设的特征条件包括：

遍历每个所述采样点的所述采样频谱坐标集，筛选所述振动幅值与预设的第一振幅阈值的第一比值大于预设的第一阈值的所述频率值，作为每个所述采样点的初始频率集；

获取每个所述初始频率集中值最大的所述频率值，作为每个所述采样点的目标频率；

将每个所述目标频率在预设的第一频率范围的所述采样点作为参考对象。

5.根据权利要求2所述的绝缘子污闪监测方法，其特征在于，所述预设的特征条件包括：

遍历每个所述采样点的所述采样频谱坐标集，筛选所述频率值为工频或谐波频率的所述振动幅值，作为每个所述采样点的初始振幅集；

计算每个所述初始振幅集中值最大的所述振动幅值与预设的第二振幅阈值的第二比值；

将每个所述第二比值大于预设的第二阈值的所述采样点作为参考对象。

6.根据权利要求1所述的绝缘子污闪监测方法，其特征在于，所述根据所述预警信息判断所述目标对象是否发生闪络故障，包括：

基于所述预警信息生成所述目标对象的预警波形图和预警频谱图；

对所述预警波形图和所述预警频谱图进行采样，获得预警波形坐标集和预警频谱坐标集；

基于所述预警波形坐标集和所述预警频谱坐标集判断所述目标对象是否发生闪络故障。

7.根据权利要求6所述的绝缘子污闪监测方法，其特征在于，所述基于所述预警波形坐标集和所述预警频谱坐标集判断所述目标对象是否发生闪络故障，包括：

遍历所述预警波形坐标集，判断所述目标对象的所述电压幅值是否大于预设的第三电压阈值；

若所述目标对象的所述电压幅值大于所述第三电压阈值，则遍历所述预警频谱坐标集，判断所述目标对象的所述振动幅值最大的所述频率值是否落入预设的第二频率范围；

若所述振动幅值最大的所述频率值落入所述第二频率范围，则确定所述目标对象发生闪络故障。

8.一种绝缘子污闪监测装置，其特征在于，所述绝缘子之间设置有OPGW光缆，所述OPGW光缆的至少一端设置有光学主机，所述光学主机接收所述OPGW光缆返回的后向瑞利散射光信号，并转化为电信号；

所述装置包括：

目标筛选模块，用于筛选所述OPGW光缆上的采样点，获得目标对象；

目标信息获取模块，用于获取所述目标对象的特征信息，作为目标信息，所述特征信息包括与所述目标对象对应的所述电信号的接收时间、电压幅值、频率值和振动幅值；

参照时间获取模块，用于获取所述目标对象的所述电压幅值首次大于预设的第一电压阈值时的所述接收时间，作为参照时间点；

预警信息获取模块，获取所述参照时间点前预设的第一时间段的所述采样点的所述特征信息，作为预警信息；

判断模块，用于根据所述预警信息判断所述目标对象是否发生闪络故障。

9.一种绝缘子污闪监测设备，其特征在于，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的绝缘子污闪监测方法。

10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-7中任一所述的绝缘子污闪监测方法。

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