CN115236389A - 一种氧化锌避雷器无线监测方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

一种氧化锌避雷器无线监测方法、系统、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氧化锌避雷器无线监测方法、系统、设备及存储介质，本发明包括实时接收待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号；对初始避雷器电压信号进行远程相位同步，得到与待监测氧化锌避雷器对应的预设运行电压信号处于相同相位的中间避雷器电压信号；根据中间避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和泄露电流信号对应的泄露电流数值，确定阻性电流有效值和全电流有效值；根据阻性电流有效值与全电流有效值之间的比值，得到待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能等级以及运行风险等级；解决了现有的在线监测技术容易造成电压互感器二次短路，导致存在安全隐患的技术问题。本发明可在不停电情况下实时监测氧化锌避雷器的运行状况。

Description

一种氧化锌避雷器无线监测方法、系统、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及氧化锌避雷器技术领域，尤其涉及一种氧化锌避雷器无线监测方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
金属氧化锌避雷器(MOA)是保证电力系统安全运行的重要保护设备，系统电压的波动过MOA的阻性泄露电流值影响非常大，MOA长期无间隙工作，其氧化锌阀片就会加速老化，导致MOA发生热击穿，致使变电站母线或线路断路，后果十分严重。另外，密封不严，会导致避雷器内部受潮，或安装时内部有水分浸入，会使工频电流增加，可导致内部闪络，引起避雷器爆炸。这些故障都能够由阻性泄露电流的变化反映出来，因此，需要检测MOA阻性泄露电流的变化，预测故障是否发生。
在现有技术中，检测MOA阻性泄露电流时通常是通过定期对氧化锌避雷器进行停电测试，但是上述方法在停电测试时必须停运主设备，且试验周期长，导致经济损失大。
为此，现有的在线检测系统是通过远程获取其电压和泄露电流进行分析，但上述方法中获取的电压和电流并不处于同一个位置，需要进行远距离引线，因此容易造成电压互感器二次短路，导致存在安全隐患。
发明内容
本发明提供了一种氧化锌避雷器无线监测方法、系统、设备及存储介质，解决了现有的在线检测系统是通过远程获取其电压和泄露电流进行分析，但上述方法中获取的电压和电流并不处于同一个位置，需要进行远距离引线，因此容易造成电压互感器二次短路，导致存在安全隐患的技术问题。
本发明第一方面提供的一种氧化锌避雷器无线监测方法，所述方法包括：
实时接收待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号；
对所述初始避雷器电压信号进行远程相位同步，得到与所述待监测氧化锌避雷器对应的预设运行电压信号处于相同相位的中间避雷器电压信号；
根据所述中间避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和所述泄露电流信号对应的泄露电流数值，确定阻性电流有效值和全电流有效值；
根据所述阻性电流有效值与所述全电流有效值之间的比值，得到所述待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能等级以及运行风险等级。
可选地，所述实时接收待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号的步骤，包括：
通过电压互感器从待监测氧化锌避雷器对应的母线或者线路实时采集初始避雷器电压信号；
从所述待监测氧化锌避雷器实时采集泄露电流信号；
通过无线通讯单元实时接收所述待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号。
可选地，所述对所述初始避雷器电压信号进行远程相位同步，得到与所述待监测氧化锌避雷器对应的预设运行电压信号处于相同相位的中间避雷器电压信号的步骤，包括：
对所述初始避雷器电压信号进行低通滤波、DA转换和GPS授时，得到所述初始避雷器电压信号的电压过零时间；
根据所述电压过零时间和所述待监测氧化锌避雷器对应的预设运行电压信号过零时间之间的过零时间差，确定相位角；
按照所述相位角对所述初始避雷器电压进行远程相位同步，得到与所述运行电压处于相同相位的中间避雷器电压。
可选地，所述根据所述中间避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和所述泄露电流信号对应的泄露电流数值，确定阻性电流有效值和全电流有效值的步骤，包括：
对所述中间避雷器电压信号进行移相直至与所述泄露电流信号对应的容性电流信号处于相同相位，得到目标避雷器电压信号；
根据所述目标避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和所述泄露电流信号对应的泄露电流数值，确定阻性电流有效值和容性电流有效值；
计算所述阻性电流有效值和所述容性电流有效值之间的平方和的算术平方根，得到全电流有效值。
可选地，所述根据所述目标避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和所述泄露电流信号对应的泄露电流数值，确定阻性电流有效值和容性电流有效值的步骤，包括：
按照预设倍数调节所述避雷器电压数值，得到目标避雷器电压数值；
对所述目标避雷器电压数值与所述泄露电流数值进行减法运算，得到目标泄露电流数值；
对所述避雷器电压数值与所述目标泄露电流数值进行正交运算，得到正交结果；
判断所述正交结果是否为目标阈值；
若所述正交结果不为所述目标阈值，则跳转执行所述按照预设倍数调节所述避雷器电压数值，得到目标避雷器电压数值的步骤；
若所述正交结果为所述目标阈值，则将所述目标泄露电流数值确定为阻性电流数值，将所述目标避雷器电压数值确定为容性电流数值；
按照所述阻性电流数值和所述容性电流数值生成对应的阻性电流有效值和容性电流有效值。
可选地，所述按照所述阻性电流数值和所述容性电流数值生成对应的阻性电流有效值和容性电流有效值的步骤，包括：
通过采集所述阻性电流数值对应的阻性电流信号；
对所述阻性电流信号进行放大、分压和低通滤波，得到所述阻性电流信号对应的阻性电流有效值；
通过采集所述容性电流数值对应的容性电流信号；
对所述容性电流信号进行放大、分压、低通滤波，得到所述容性电流信号对应的容性电流有效值。
可选地，所述根据所述阻性电流有效值与所述全电流有效值的比值，得到所述待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能以及运行风险的步骤，包括：
计算所述阻性电流有效值与所述全电流有效值之间的比值；
按照所述比值所处的风险阈值区间从预设键值表匹配对应的性能等级和风险等级；
将所述性能等级确定为所述待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能等级；
将所述风险等级确定为所述待监测氧化锌避雷器对应的运行风险等级。
本发明第二方面提供的一种氧化锌避雷器无线监测系统，所述系统包括：
避雷器电压采集模块，用于实时接收待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号；
第一避雷器电压同步模块，用于对所述初始避雷器电压信号进行远程相位同步，得到与所述待监测氧化锌避雷器对应的预设运行电压信号处于相同相位的中间避雷器电压信号；
避雷器全电流分析模块，用于根据所述中间避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和所述泄露电流信号对应的泄露电流数值，确定阻性电流有效值和全电流有效值；
第二避雷器电压同步模块，用于根据所述阻性电流有效值与所述全电流有效值之间的比值，得到所述待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能等级以及运行风险等级。
本发明第三方面提供的一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述任一项所述的氧化锌避雷器无线监测方法的步骤。
本发明第四方面提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述任一项所述的氧化锌避雷器无线监测方法。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明通过实时接收待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号，以解析初始避雷器电压信号的相位，针对初始避雷器电压信号进行远程相位同步，直至初始避雷器电压信号的相位与待监测氧化锌避雷器的预设运行信号处于相同相位，生成中间避雷器电压信号，根据中间避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和泄露电流信号对应的泄露电流数值，从而确定阻性电流有效值和全电流有效值，计算阻性电流有效值和全电流有效值之间的比值，以便得到待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能等级和运行风险等级。解决了现有的在线检测系统是通过远程获取其电压和泄露电流进行分析，但上述方法中获取的电压和电流并不处于同一个位置，需要进行远距离引线，因此容易造成电压互感器二次短路，导致存在安全隐患的技术问题。本发明通过无线实时监测各个氧化锌避雷器运行状况，在不停电情况下及时掌握氧化锌避雷器的绝缘性能等级和运行风险等级，从而提前预测是否存在故障，进而针对各种预测结果对应作出处置方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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一些实施例，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它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种氧化锌避雷器无线监测方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例提供的一种氧化锌避雷器无线监测方法的步骤流程图；
图3为本发明实施例提供的一种氧化锌避雷器无线监测方法执行过程的步骤流程图；
图4为本发明实施例提供的全电流有效值、容性电流有效值和阻性电流有效值的相位关系示意图；
图5为本发明实施例提供的一种氧化锌避雷器无线监测系统的结构框图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种氧化锌避雷器无线监测方法、系统、设备及存储介质，用于解决现有的在线检测系统是通过远程获取其电压和泄露电流进行分析，但上述方法中获取的电压和电流并不处于同一个位置，需要进行远距离引线，因此容易造成电压互感器二次短路，导致存在安全隐患的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种氧化锌避雷器无线监测方法的步骤流程图。
本发明提供的一种氧化锌避雷器无线监测方法，此方法包括以下步骤：
步骤101、实时接收待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号。
需要说明的是，氧化锌避雷器是一种用来保护电力设备的装置，由于氧化锌避雷器具有的非线性特性，在正常电压下只有微安级的电流流过。当发生雷击或者系统电路故障时，避雷器端电压急剧上升，内部动态绝缘电阻迅速下降，将过剩的电压能泄入大地，从而保护用电设备的安全；
避雷器电压是指待监测氧化锌避雷器所对应相线的电压互感器二次侧的电压；
泄露电流是指避雷器在没有故障并且施加电压的作用下，流经绝缘部分的电流，因此，泄露电流是衡量氧化锌避雷器绝缘性好坏的重要标志之一，是产品安全性能的重要指标。
在本发明实施例中，需实时采集、实时接收待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号，以便于提前预测氧化锌避雷器是否存在故障，进而针对预测结果对应作出处置方案。
步骤102、对初始避雷器电压信号进行远程相位同步，得到与待监测氧化锌避雷器对应的预设运行电压信号处于相同相位的中间避雷器电压信号。
需要说明的是，预设运行电压是指待监测氧化锌避雷器对应预设的运行电压。通常情况下，氧化锌避雷器的母线运行电压与容性电流的相位差为90°，阻性电流和运行电压相位相同。
在本发明实施例中，因采集到的各个待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号的相位与预设运行电压信号的相位可能存在不一致，所以先对初始避雷器电压信号进行远程相位同步，直至与待监测氧化锌避雷器对应的预设运行电压信号处于相同相位，以便远程相位同步后得到的中间避雷器电压信号与容性电流信号的相位差为90°，中间避雷器电压信号与阻性电流信号的相位相同。
步骤103、根据中间避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和泄露电流信号对应的泄露电流数值，确定阻性电流有效值和全电流有效值。
需要说明的是，泄露电流由容性电流、阻性电流组成，两者之和称为全电流。有效值是指在相同的电阻上分别通以直流电流和交流电流，经过一个交流周期的时间，如果它们在电阻上所消耗的电能相等，则把该直流电流或电压的大小作为交流电流或电压的有效值。
在本发明实施例中，获取中间避雷器电压信号对应的避雷器电压数值、泄露电流信号对应的泄露电流数值，并调节避雷器电压数值的倍数，将调节倍数后的避雷器电压数值和泄露电流信号对应的泄露电流数值进行减法运算，得到减法结果，将避雷器电压数值再和减法结果进行正交运算，从而得到阻性电流有效值和全电流有效值。
步骤104、根据阻性电流有效值与全电流有效值之间的比值，得到待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能等级以及运行风险等级。
需要说明的是，根据电力设备预防性试验规程，阻性电流有效值占全电流有效值的比例可用来判定避雷器的绝缘性能，因金属氧化锌避雷器本身是容性的，理论上正常的避雷器泄露电流都是容性电流，但因为避雷器内部存在的杂散电阻，所以会有一小部分阻性电流通过，往往阻性电流仅占全电流的10％～20％，当阻性电流增加时，全电流也会增加，同时避雷器绝缘性能也会随之降低，从而造成内部受潮或者绝缘破坏等不良影响。
在具体实施例中，计算阻性电流有效值和全电流有效值之间的比值，得到阻性电流有效值与全电流有效值之间的占比，按照占比对应的性能等级和风险等级，从而得出待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能等级以及运行风险等级。
本发明通过实时接收待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号，以解析初始避雷器电压信号的相位，针对初始避雷器电压信号进行远程相位同步，直至初始避雷器电压信号的相位与待监测氧化锌避雷器的预设运行信号处于相同相位，生成中间避雷器电压信号，根据中间避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和泄露电流信号对应的泄露电流数值，从而确定阻性电流有效值和全电流有效值，计算阻性电流有效值和全电流有效值之间的比值，以便得到待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能等级和运行风险等级。解决了现有的在线检测系统是通过远程获取其电压和泄露电流进行分析，但上述方法中获取的电压和电流并不处于同一个位置，需要进行远距离引线，因此容易造成电压互感器二次短路，导致存在安全隐患的技术问题。本发明通过无线实时监测各个氧化锌避雷器运行状况，在不停电情况下及时掌握氧化锌避雷器的绝缘性能等级和运行风险等级，从而提前预测是否存在故障，进而针对各种预测结果对应作出处置方案。
请参阅图2-4，图2为本发明实施例提供的一种氧化锌避雷器无线监测方法的步骤流程图。
本发明提供的一种氧化锌避雷器无线监测方法，此方法包括以下步骤：
步骤201、通过电压互感器从待监测氧化锌避雷器对应的母线或者线路实时采集初始避雷器电压信号。
需要说明的是，电压互感器是用来变换电压的仪器，电压互感器变换电压的目的主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者是用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器。
在具体实施例中，初始避雷器电压主要是通过电压互感器从母线或者线路进行采集，初始避雷器电压幅值一般为一定值，只与电压等级有关，如110kV避雷器，其电压就为110/1.732＝63.5kV，到电压互感器二次侧则为100/1.732＝57.7V，因为该电压几乎一定，因此在此采集电压信号实际不关心幅值，而只需要采集其相位。
步骤202、从待监测氧化锌避雷器实时采集泄露电流信号。
在具体实施例中，通过电流互感器从待监测氧化锌避雷器处采集泄露电流信号。
步骤203、通过无线通讯单元实时接收待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号。
需要说明的是，一开始采集到的初始避雷器电压信号、泄露电流信号均是实时信号，具有相位和幅值，分别为初始避雷器电压信号模拟信号和泄露电流模拟信号，如图3所示，初始避雷器电压信号模拟信号和泄露电流模拟信号需经过低通滤波进行过滤，再由AD转换成初始避雷器电压信号数字信号和泄露电流数字信号，进入MCU后才会进行有效值计算。
在本发明实施例中，初始避雷器电压信号主要是通过电压互感器从母线或者线路进行采集，而泄露电流信号直接在待监测氧化锌避雷器处采集，两地相距较远，因此无线通讯单元分为两部分，分别设置于初始避雷器电压采集处和泄露电流采集处，两者之间采用无线通讯单元实时接收初始避雷器电压数字信号和泄露电流数字信号，具体地，无线通讯单元可根据具体情况采用工业WiFi、移动等，优选地，本发明采用工业WiFi，基本可覆盖变电站的场地面积。
步骤204、对初始避雷器电压信号进行远程相位同步，得到与待监测氧化锌避雷器对应的预设运行电压信号处于相同相位的中间避雷器电压信号。
可选地，步骤204可以包括以下步骤S11-S13：
S11、对初始避雷器电压信号进行低通滤波、DA转换和GPS授时，得到初始避雷器电压信号的电压过零时间；
S12、根据电压过零时间和待监测氧化锌避雷器对应的预设运行电压信号过零时间之间的过零时间差，确定相位角；
S13、按照相位角对初始避雷器电压进行远程相位同步，得到与运行电压处于相同相位的中间避雷器电压。
需要说明的是，初始避雷器电压信号为初始避雷器电压数字信号；本发明采用GPS芯片进行授时，GPS对1PPS输出，以脉冲前沿为准时沿，精度一般在几十ns至1μs之间，而运行中的避雷器基波为工频信号，即20ms一个周期，GPS精度可满足场景用途。
在本发明实施例中，对初始避雷器电压数字信号进行低通滤波，并进行DA转换，转换成初始避雷器电压模拟信号，可按照初始避雷器电压模拟信号绘制初始避雷器电压波形图，并对初始避雷器电压波形图进行GPS授时，按照初始避雷器电压波形图，初始避雷器电压信号从负到正或从正到负的过零时记录电压过零时间为T1，同时获取待监测氧化锌避雷器对应的预设运行电压信号过零时间，并针对两者过零时间差确定相位角，从而对初始避雷器电压信号进行远程相位同步直至与运行电压处于相同相位，生成中间避雷器电压。
可在T1+N*T后发出中间避雷器电压对应的正弦波U0，其中T为避雷器电压周期，即工频周期20ms，N为整数。
步骤205、根据中间避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和泄露电流信号对应的泄露电流数值，确定阻性电流有效值和全电流有效值。
可选地，步骤205还包括以下步骤S21-S23：
S21、对中间避雷器电压信号进行移相直至与泄露电流信号对应的容性电流信号处于相同相位，得到目标避雷器电压信号；
S22、根据目标避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和泄露电流信号对应的泄露电流数值，确定阻性电流有效值和容性电流有效值；
S23、计算阻性电流有效值和容性电流有效值之间的平方和的算术平方根，得到全电流有效值。
需要说明的是，泄露电流由容性电流、阻性电流组成，两者之和称为全电流。通常情况下，氧化锌避雷器的母线运行电压与容性电流的相位差为90°，阻性电流和运行电压相位相同。
在本发明实施例中，如图3所示，对中间避雷器电压信号进行远程相位同步直至与待监测氧化锌避雷器对应的运行电压信号处于相同相位，即远程相位同步后得到的目标避雷器电压信号U∠90°与容性电流信号的相位差为90°，目标避雷器电压信号U∠90°与阻性电流信号的相位相同。调节目标避雷器电压信号对应的避雷器电压数值的倍数，将调节倍数后的避雷器电压数值和泄露电流信号对应的泄露电流数值进行减法运算，得到减法结果，将避雷器电压数值再和减法结果进行正交运算，得到阻性电流有效值和容性电流有效值，具体地，如图4所示，
Figure BDA0003744635760000101
式中，I、IC、IR分别为全电流有效值、容性电流有效值和阻性电流有效值，从而得出全电流有效值。
可选地，步骤S22还可以包括以下步骤S221-S227：
S221、按照预设倍数调节避雷器电压数值，得到目标避雷器电压数值；
S222、对目标避雷器电压数值与泄露电流数值进行减法运算，得到目标泄露电流数值；
S223、对避雷器电压数值与目标泄露电流数值进行正交运算，得到正交结果；
S224、判断正交结果是否为目标阈值；
S225、若正交结果不为目标阈值，则跳转执行按照预设倍数调节避雷器电压数值，得到目标避雷器电压数值的步骤；
S226、若正交结果为目标阈值，则将目标泄露电流数值确定为阻性电流数值，将目标避雷器电压数值确定为容性电流数值；
S227、按照阻性电流数值和容性电流数值生成对应的阻性电流有效值和容性电流有效值。
需要说明的是，按照预设倍数调节避雷器电压数值，优选地，避雷器电压数值可以调大K倍，或可以调小K倍，具体预设倍数可根据实际情况调节，在此不作限定。阻性电流数值和避雷器电压数值的正交结果为0，故目标阈值为0。
在具体实施例中，如图3所示，调节避雷器电压数值K倍后，得到目标避雷器电压数值KU∠90°，将目标避雷器电压数值KU∠90°和泄露电流数值I经过减法器进行减法运算KU∠90°-I，得到目标泄露电流数值，具体地，目标泄露电流数值为容性电流的差以及阻性电流，或仅为阻性电流。
将目标泄露电流数值和避雷器电压数值经过乘法器进行正交运算，以正交结果是否为0来判断经过减法器进行减法运算后的目标泄露电流数值是否还有剩余的容性电流数值，当正交结果不为0时，就重复执行调节避雷器电压数值K倍后，然后得到目标避雷器电压数值与目标泄露电流数值再进行减法运算这些步骤，直到避雷器电压数值与目标泄露电流数值的正交结果为0。当正交结果为0时，就说明减法器减掉所有的容性电流数值，此时只剩下阻性电流数值，就表明目标泄露电流数值确定为阻性电流数值，同时目标避雷器电压数值确定为容性电流数值。
将阻性电流数值对应的阻性电流模拟信号进行分压、低通滤波，再由AD转换成阻性电流数字信号，即可得到阻性电流数字信号对应的阻性电流有效值；将容性电流数值对应的容性电流模拟信号进行分压、低通滤波，再由AD转换成容性电流数字信号，即可得到容性电流数字信号对应的容性电流有效值。
步骤206、根据阻性电流有效值与全电流有效值之间的比值，得到待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能等级以及运行风险等级。
可选地，步骤206还可以包括以下步骤S31-S34：
S31、计算阻性电流有效值与全电流有效值之间的比值；
S32、按照比值所处的风险阈值区间从预设键值表匹配对应的性能等级和风险等级；
S33、将性能等级确定为待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能等级；
S34、将风险等级确定为待监测氧化锌避雷器对应的运行风险等级。
需要说明的是，预设键值表如以下表1：
占比(％) 绝缘性能等级 运行风险等级
0～10 优 无异常
10～20 中 可能存在异常
20～30 差 轻度异常
表1
在具体实施例中，计算阻性电流有效值和全电流有效值之间的比值，得到阻性电流有效值与全电流有效值之间的占比，可从表1中看出比值所处的风险阈值区间对应的性能等级和风险等级，当占比达到10％以内时，说明待监测氧化锌避雷器的绝缘性能等级为优，运行风险等级显示无异常，当占比达到20％以内时，说明待监测氧化锌避雷器的绝缘性能等级为中，运行风险等级显示可能存在异常，需要操作人员重点关注，可根据实际情况判断是否需要排查，当占比达到20～30％时，说明待监测氧化锌避雷器的绝缘性能等级为差，运行风险等级显示轻度异常，一旦达到轻度异常，即可需要对待监测氧化锌避雷器进行排查工作，并针对排查结果对应作出处置方案。
本发明通过实时接收待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号，以解析初始避雷器电压信号的相位，针对初始避雷器电压信号进行远程相位同步，直至初始避雷器电压信号的相位与待监测氧化锌避雷器的预设运行信号处于相同相位，生成中间避雷器电压信号，根据中间避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和泄露电流信号对应的泄露电流数值，从而确定阻性电流有效值和全电流有效值，计算阻性电流有效值和全电流有效值之间的比值，以便得到待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能等级和运行风险等级。解决了现有的在线检测系统是通过远程获取其电压和泄露电流进行分析，但上述方法中获取的电压和电流并不处于同一个位置，需要进行远距离引线，因此容易造成电压互感器二次短路，导致存在安全隐患的技术问题。本发明通过无线实时监测各个氧化锌避雷器运行状况，在不停电情况下及时掌握氧化锌避雷器的绝缘性能等级和运行风险等级，从而提前预测是否存在故障，进而针对各种预测结果对应作出处置方案。
请参阅图3-图5，图5为本发明实施例提供的一种氧化锌避雷器无线监测系统的结构框图。
本发明提供的一种氧化锌避雷器无线监测系统，此系统包括：
避雷器电压采集模块501，用于实时接收待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号；
第一避雷器电压同步模块502，用于对初始避雷器电压信号进行远程相位同步，得到与待监测氧化锌避雷器对应的预设运行电压信号处于相同相位的中间避雷器电压信号；
避雷器全电流分析模块503，用于根据中间避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和泄露电流信号对应的泄露电流数值，确定阻性电流有效值和全电流有效值；
第二避雷器电压同步模块504，用于根据阻性电流有效值与全电流有效值之间的比值，得到待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能等级以及运行风险等级。
可选地，避雷器电压采集模块501可以包括：
初始避雷器电压信号子模块，用于通过电压互感器从待监测氧化锌避雷器对应的母线或者线路实时采集初始避雷器电压信号；
泄露电流信号子模块，用于从待监测氧化锌避雷器实时采集泄露电流信号；
无线通讯子模块，用于通过无线通讯单元实时接收待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号。
可选地，第一避雷器电压同步模块502可以包括：
电压过零时间子模块，用于对初始避雷器电压信号进行低通滤波、DA转换和GPS授时，得到初始避雷器电压信号的电压过零时间；
相位角子模块，用于根据电压过零时间和待监测氧化锌避雷器对应的预设运行电压信号过零时间之间的过零时间差，确定相位角；
中间避雷器电压子模块，用于按照相位角对初始避雷器电压进行远程相位同步，得到与运行电压处于相同相位的中间避雷器电压。
可选地，避雷器全电流分析模块503可以包括：
目标避雷器电压信号子模块，用于对中间避雷器电压信号进行移相直至与泄露电流信号对应的容性电流信号处于相同相位，得到目标避雷器电压信号；
确定有效值子模块，用于根据目标避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和泄露电流信号对应的泄露电流数值，确定阻性电流有效值和容性电流有效值；
全电流有效值子模块，用于计算阻性电流有效值和容性电流有效值之间的平方和的算术平方根，得到全电流有效值。
可选地，确定有效值子模块还可以包括：
目标避雷器电压数值子模块，用于按照预设倍数调节避雷器电压数值，得到目标避雷器电压数值；
目标泄露电流数值子模块，用于对目标避雷器电压数值与泄露电流数值进行减法运算，得到目标泄露电流数值；
正交结果子模块，用于对避雷器电压数值与目标泄露电流数值进行正交运算，得到正交结果；
判断阈值子模块，用于判断正交结果是否为目标阈值；
跳转执行子模块，用于若正交结果不为目标阈值，则跳转执行按照预设倍数调节避雷器电压数值，得到目标避雷器电压数值的步骤；
容性电流数值子模块，用于若正交结果为目标阈值，则将目标泄露电流数值确定为阻性电流数值，将目标避雷器电压数值确定为容性电流数值；
生成有效值子模块，用于按照阻性电流数值和容性电流数值生成对应的阻性电流有效值和容性电流有效值。
可选地，第二避雷器电压同步模块504还可以包括：
计算比值子模块，用于计算阻性电流有效值与全电流有效值之间的比值；
匹配等级子模块，用于按照比值所处的风险阈值区间从预设键值表匹配对应的性能等级和风险等级；
绝缘性能等级子模块，用于将性能等级确定为待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能等级；
运行风险等级子模块，用于将风险等级确定为待监测氧化锌避雷器对应的运行风险等级。
在具体实施例中，第一避雷器电压同步模块和第二避雷器电压同步模块可以是同一实体避雷器电压同步模块。
本发明通过实时接收待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号，以解析初始避雷器电压信号的相位，针对初始避雷器电压信号进行远程相位同步，直至初始避雷器电压信号的相位与待监测氧化锌避雷器的预设运行信号处于相同相位，生成中间避雷器电压信号，根据中间避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和泄露电流信号对应的泄露电流数值，从而确定阻性电流有效值和全电流有效值，计算阻性电流有效值和全电流有效值之间的比值，以便得到待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能等级和运行风险等级。解决了现有的在线检测系统是通过远程获取其电压和泄露电流进行分析，但上述方法中获取的电压和电流并不处于同一个位置，需要进行远距离引线，因此容易造成电压互感器二次短路，导致存在安全隐患的技术问题。本发明通过无线实时监测各个氧化锌避雷器运行状况，在不停电情况下及时掌握氧化锌避雷器的绝缘性能等级和运行风险等级，从而提前预测是否存在故障，进而针对各种预测结果对应作出处置方案。
本发明实施例还提供了一种电子设备，电子设备包括：存储器及处理器，存储器中储存有计算机程序；计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如上述任一实施例的氧化锌避雷器无线监测方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被执行时实现如本发明任一实施例的氧化锌避雷器无线监测方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，设备和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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例方案的目的。
另外，在本发明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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种氧化锌避雷器无线监测方法，其特征在于，所述方法包括：
实时接收待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号；
对所述初始避雷器电压信号进行远程相位同步，得到与所述待监测氧化锌避雷器对应的预设运行电压信号处于相同相位的中间避雷器电压信号；
根据所述中间避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和所述泄露电流信号对应的泄露电流数值，确定阻性电流有效值和全电流有效值；
根据所述阻性电流有效值与所述全电流有效值之间的比值，得到所述待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能等级以及运行风险等级。
2.根据权利要求1所述的氧化锌避雷器无线监测方法，其特征在于，所述实时接收待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号的步骤，包括：
通过电压互感器从待监测氧化锌避雷器对应的母线或者线路实时采集初始避雷器电压信号；
从所述待监测氧化锌避雷器实时采集泄露电流信号；
通过无线通讯单元实时接收所述待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号。
3.根据权利要求1所述的氧化锌避雷器无线监测方法，其特征在于，所述对所述初始避雷器电压信号进行远程相位同步，得到与所述待监测氧化锌避雷器对应的预设运行电压信号处于相同相位的中间避雷器电压信号的步骤，包括：
对所述初始避雷器电压信号进行低通滤波、DA转换和GPS授时，得到所述初始避雷器电压信号的电压过零时间；
根据所述电压过零时间和所述待监测氧化锌避雷器对应的预设运行电压信号过零时间之间的过零时间差，确定相位角；
按照所述相位角对所述初始避雷器电压进行远程相位同步，得到与所述运行电压处于相同相位的中间避雷器电压。
4.根据权利要求1所述的氧化锌避雷器无线监测方法，其特征在于，所述根据所述中间避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和所述泄露电流信号对应的泄露电流数值，确定阻性电流有效值和全电流有效值的步骤，包括：
对所述中间避雷器电压信号进行移相直至与所述泄露电流信号对应的容性电流信号处于相同相位，得到目标避雷器电压信号；
根据所述目标避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和所述泄露电流信号对应的泄露电流数值，确定阻性电流有效值和容性电流有效值；
计算所述阻性电流有效值和所述容性电流有效值之间的平方和的算术平方根，得到全电流有效值。
5.根据权利要求4所述的氧化锌避雷器无线监测方法，其特征在于，所述根据所述目标避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和所述泄露电流信号对应的泄露电流数值，确定阻性电流有效值和容性电流有效值的步骤，包括：
按照预设倍数调节所述避雷器电压数值，得到目标避雷器电压数值；
对所述目标避雷器电压数值与所述泄露电流数值进行减法运算，得到目标泄露电流数值；
对所述避雷器电压数值与所述目标泄露电流数值进行正交运算，得到正交结果；
判断所述正交结果是否为目标阈值；
若所述正交结果不为所述目标阈值，则跳转执行所述按照预设倍数调节所述避雷器电压数值，得到目标避雷器电压数值的步骤；
若所述正交结果为所述目标阈值，则将所述目标泄露电流数值确定为阻性电流数值，将所述目标避雷器电压数值确定为容性电流数值；
按照所述阻性电流数值和所述容性电流数值生成对应的阻性电流有效值和容性电流有效值。
6.根据权利要求5所述的氧化锌避雷器无线监测方法，其特征在于，所述按照所述阻性电流数值和所述容性电流数值生成对应的阻性电流有效值和容性电流有效值的步骤，包括：
通过采集所述阻性电流数值对应的阻性电流信号；
对所述阻性电流信号进行放大、分压和低通滤波，得到所述阻性电流信号对应的阻性电流有效值；
通过采集所述容性电流数值对应的容性电流信号；
对所述容性电流信号进行放大、分压、低通滤波，得到所述容性电流信号对应的容性电流有效值。
7.根据权利要求1所述的氧化锌避雷器无线监测方法，其特征在于，所述根据所述阻性电流有效值与所述全电流有效值的比值，得到所述待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能以及运行风险的步骤，包括：
计算所述阻性电流有效值与所述全电流有效值之间的比值；
按照所述比值所处的风险阈值区间从预设键值表匹配对应的性能等级和风险等级；
将所述性能等级确定为所述待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能等级；
将所述风险等级确定为所述待监测氧化锌避雷器对应的运行风险等级。
8.一种氧化锌避雷器无线监测系统，其特征在于，所述系统包括：
避雷器电压采集模块，用于实时接收待监测氧化锌避雷器的初始避雷器电压信号和泄露电流信号；
第一避雷器电压同步模块，用于对所述初始避雷器电压信号进行远程相位同步，得到与所述待监测氧化锌避雷器对应的预设运行电压信号处于相同相位的中间避雷器电压信号；
避雷器全电流分析模块，用于根据所述中间避雷器电压信号对应的避雷器电压数值和所述泄露电流信号对应的泄露电流数值，确定阻性电流有效值和全电流有效值；
第二避雷器电压同步模块，用于根据所述阻性电流有效值与所述全电流有效值之间的比值，得到所述待监测氧化锌避雷器对应的绝缘性能等级以及运行风险等级。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-7任一项所述的氧化锌避雷器无线监测方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1-7任一项所述的氧化锌避雷器无线监测方法。
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