CN116990718A - 一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法，涉及电力检测技术领域。通过磁阻电流互感器实时获取目标绝缘子的交流泄漏电流作为原始电流；目标绝缘子的上端连接至高压母线，下端穿过磁阻电流互感器后连接至接地母排；根据磁阻电流互感器的基本属性对原始电流进行第一次矫正得到矫正电流；确定矫正电流的谐波失真因子，根据谐波失真因子对矫正电流进行第二次矫正得到目标交流泄漏电流；谐波失真因子用于表示电流的畸变失真程度。本发明采用磁阻电流互感器采集目标绝缘子的原始电流提高抗磁干扰性能，然后通过对泄漏电流进行两次矫正，提高泄漏电流的检测精度。

Description

一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法

技术领域

本发明属于电力检测技术领域，具体涉及一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法。

背景技术

泄漏电流是指在设备或线路绝缘状态下，由于一些因素(如潮湿、灰尘、腐蚀等)而导致的电流流失，正常情况下泄漏电流应当趋于零。泄漏电流测试的目的是检验设备或线路的绝缘性能，提高产品质量，并保证设备和人身安全。对于绝缘电器来说，泄漏电流是必须控制的，因为过高的泄漏电流会使设备发生故障、增强机构烧毁，严重时可能危及人身安全。通过泄漏电流测试可以及早排查故障，提高设备可靠性，降低后期维护成本，同时也符合国家法规和行业标准。

对于中高压输电线路上绝缘子的电流泄漏检测，泄漏电流的幅度非常小从几百微安培到数兆安培不等，且输电线路中高电流会产生强磁场，对泄漏电流产生干扰使泄漏电流发生畸变，严重影响泄漏电流的检测精度。

发明内容

本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法，所述方法包括：

通过磁阻电流互感器实时获取所述目标绝缘子的交流泄漏电流作为原始电流；目标绝缘子的上端连接至高压母线，下端穿过所述磁阻电流互感器后连接至接地母排；

根据所述磁阻电流互感器的基本属性对所述原始电流进行第一次矫正得到矫正电流；

确定所述矫正电流的谐波失真因子，根据所述谐波失真因子对所述矫正电流进行第二次矫正得到目标交流泄漏电流，将所述目标交流泄漏电流发送至云端服务器；所述谐波失真因子用于表示电流的畸变失真程度。

可选地，所述磁阻电流互感器包括测量层、防护层和信号处理电路，所述磁阻电流互感器为多级开环结构；所述测量层由高渗透磁环和位于开环处的电流互感器组成；所述电流互感器连接所述信号处理电路；防护层由多个高导电环与多个高渗透磁环在所述测量层外部交替构成。

可选地，所述电流互感器的磁芯为软磁材料,软磁材料上绕有励磁线圈和感应线圈。

可选地，所述磁阻电流互感器的基本属性为所述测量层和所述防护层的宽度，所述防护层中高导电环和高渗透磁环的宽度；

根据所述磁阻电流互感器的基本属性对所述原始电流进行第一次矫正得到矫正电流：

I₁和I₀分别为所述矫正电流和所述原始电流，D_w和D_c分别为所述测量层、所述防护层的宽度，D₀和D₁分别为所述防护层中高导电环和高渗透磁环的宽度。

可选地，确定所述矫正电流的谐波失真因子，根据所述谐波失真因子对所述矫正电流进行第二次矫正得到目标交流泄漏电流包括：

确定所述矫正电流在时域的最大峰值和有效值，将所述最大峰值与有效值的比值作为谐波失真因子；

若所述谐波失真因子大于预设阈值，则将所述矫正电流进行傅里叶分解得到频域的多个电流谐波；

针对每一电流谐波，根据所述谐波失真因子修正该电流谐波，得到修正谐波；

将各修正谐波进行傅里叶合成得到目标交流泄漏电流，将所述目标交流泄漏电流发送至云端服务器。

可选地，针对每一电流谐波，根据所述谐波失真因子修正该电流谐波，得到修正谐波包括：

针对每一电流谐波，确定该电流谐波的中心频率、谐波阶次与有效区间；有效区间为该电流谐波的幅值大于预设限值的部分；

根据所述谐波失真因子修正该电流谐波：

其中，I₂为该电流谐波的修正谐波，y(f)为该电流谐波的有效区间表达式，f₀和f₁为有效区间的下限与上限，ω为中心频率，n为谐波阶次，k为所述谐波失真因子。

可选地，所述方法还包括：

获取所述目标绝缘子的所处环境的平均温度与平均湿度；

将所述平均温度、所述平均湿度和所述目标交流泄漏电流分别作为空间坐标的横轴坐标、纵轴坐标和竖轴坐标；

在预设空间曲面上匹配与所述空间坐标距离最近的目标点，根据所述目标点在所述预设空间曲面上的区域位置确定所述目标绝缘子的污染程度；所述预设空间曲面的坐标系的横轴、纵轴和竖轴分别对应温度、湿度和泄漏电流强度，所述预设空间曲面是根据历史记录的绝缘子的电流泄漏数据拟合得到的，预先根据不同等高线将所述预设空间曲面划分为不同区域，依据各区域等高线由低到高依次对应的污染程度由低到高。

本发明的有益效果：

本发明实施例提供的一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法，其特征在于，方法包括：通过磁阻电流互感器实时获取目标绝缘子的交流泄漏电流作为原始电流；目标绝缘子的上端连接至高压母线，下端穿过磁阻电流互感器后连接至接地母排；根据磁阻电流互感器的基本属性对原始电流进行第一次矫正得到矫正电流；确定矫正电流的谐波失真因子，根据谐波失真因子对矫正电流进行第二次矫正得到目标交流泄漏电流，将目标交流泄漏电流发送至云端服务器；谐波失真因子用于表示电流的畸变失真程度。本发明采用磁阻电流互感器采集目标绝缘子的原始电流提高抗磁干扰性能，然后通过对泄漏电流进行两次矫正，提高泄漏电流的检测精度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明实施例提供的一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的磁阻电流互感器测量的剖面示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法的流程图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

本发明实施例提供了一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法。参见图1，图1为本发明实施例提供的一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法的流程图。方法包括：

S101，通过磁阻电流互感器实时获取目标绝缘子的交流泄漏电流作为原始电流。

S102，根据磁阻电流互感器的基本属性对原始电流进行第一次矫正得到矫正电流。

S103，确定矫正电流的谐波失真因子，根据谐波失真因子对矫正电流进行第二次矫正得到目标交流泄漏电流，将目标交流泄漏电流发送至云端服务器。

目标绝缘子的上端连接至高压母线，下端穿过磁阻电流互感器后连接至接地母排；谐波失真因子用于表示电流的畸变失真程度。

本发明实施例提供的一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法，采用磁阻电流互感器采集目标绝缘子的原始电流提高抗磁干扰性能，然后通过对泄漏电流进行两次矫正，提高泄漏电流的检测精度。

一种实现方式中，通过上述方法云端服务器可以在线实时获取目标交流泄漏电流，后续可以对目标交流泄漏电流进行分析以确定目标绝缘子的老化程度或者污染程度，便于对中高压输送电路进行及时维护。

在一个实施例中，参见图2，图2为磁阻电流互感器测量的剖面示意图。磁阻电流互感器包括测量层、防护层和信号处理电路，磁阻电流互感器为多级开环结构；测量层由高渗透磁环和位于开环处的电流互感器组成；电流互感器连接信号处理电路；防护层由多个高导电环与多个高渗透磁环在测量层外部交替构成。

一种实现方式中，目标绝缘子的接地线穿过磁环的中心,泄漏电流产生的环形分散磁场将在测量层堆积，使泄漏电流所产生的磁场在磁环的气隙中累积放大。电流互感器利用隧道磁阻效应机理和惠斯通桥结构,实现了电流信号的感应输出。信号处理电路放大生成的电信号,在输出时完成交流电流的采集和测量。

一种实现方式中，防护层的高导电环可产生涡流效应,削弱外部干扰磁场,并防止泄漏电流所产生的磁场外泄，从而消除高频磁干扰引起的交流磁场的涡流。防护层的高渗透磁环可以形成低磁阻磁通径，引导外部干扰的磁感应线沿高渗透磁环壁移动,从而实现了外部准静态干扰的磁通分流。由多个高导电环与多个高渗透磁环在测量层外部交替构成防护层不仅可以减少泄漏电流产生的磁场外泄,还可以提高弱电流引起磁场测量的信噪比。

在一个实施例中，电流互感器的磁芯为软磁材料,软磁材料上绕有励磁线圈和感应线圈。

在一个实施例中，磁阻电流互感器的基本属性为测量层和防护层的宽度，防护层中高导电环和高渗透磁环的宽度；

步骤S102进行第一次矫正具体包括：

I₁和I₀分别为矫正电流和原始电流，D_w和D_c分别为测量层、防护层的宽度，D₀和D₁分别为防护层中高导电环和高渗透磁环的宽度。

一种实现方式中，测量层和防护层的宽度能够影响电流的检测精度，测量层的宽度越宽，或者，高导电环与多个高渗透磁环在测量层外部交替设置的越多，则磁阻电流互感器的测量越精准。通过磁阻电流互感器实际的基本属性可以对原始电流进行补偿。

在一个实施例中，参见图3，在图1的基础上步骤S103包括：

S1031，确定矫正电流在时域的最大峰值和有效值，将最大峰值与有效值的比值作为谐波失真因子。

S1032，若谐波失真因子大于预设阈值，则将矫正电流进行傅里叶分解得到频域的多个电流谐波。

S1033，针对每一电流谐波，根据谐波失真因子修正该电流谐波，得到修正谐波。

S1034，将各修正谐波进行傅里叶合成得到目标交流泄漏电流，将目标交流泄漏电流发送至云端服务器。

一种实现方式中，矫正电流的有效值即为矫正电流的RMS(RootMean Square,根均方平均数)，由于本发明检测的是交流泄漏电流，因此预设阈值可以设置为1.414。若谐波失真因子等于预设阈值则说明矫正电流正常；若谐波失真因子大于预设阈值，则说明矫正电流存在谐波失真，因此需要对矫正电流进行第二次矫正。

在一个实施例中，步骤S1033具体包括：

步骤一，针对每一电流谐波，确定该电流谐波的中心频率、谐波阶次与有效区间；有效区间为该电流谐波的幅值大于预设限值的部分；

步骤二，根据谐波失真因子修正该电流谐波：

其中，I₂为该电流谐波的修正谐波，y(f)为该电流谐波的有效区间表达式，f₀和f₁为有效区间的下限与上限，ω为中心频率，n为谐波阶次，k为谐波失真因子。

在一个实施例中，方法还包括：

步骤一，获取目标绝缘子的所处环境的平均温度与平均湿度。

步骤二，将平均温度、平均湿度和目标交流泄漏电流分别作为空间坐标的横轴坐标、纵轴坐标和竖轴坐标。

步骤三，在预设空间曲面上匹配与空间坐标距离最近的目标点，根据目标点在预设空间曲面上的区域位置确定目标绝缘子的污染程度。

预设空间曲面的坐标系的横轴、纵轴和竖轴分别对应温度、湿度和泄漏电流强度，预设空间曲面是根据历史记录的绝缘子的电流泄漏数据拟合得到的，预先根据不同等高线将预设空间曲面划分为不同区域，依据各区域等高线由低到高依次对应的污染程度由低到高。

一种实现方式中，检测目标绝缘子的电流泄漏是为了确定目标绝缘子的污染程度，云端服务器可以在线实时采集目标绝缘子的所处环境的平均温度、平均湿度和目标交流泄漏电流评估目标绝缘子的污染程度，以便及时对目标绝缘子进行维护或更换。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidStateDisk(SSD))等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

通过磁阻电流互感器实时获取所述目标绝缘子的交流泄漏电流作为原始电流；目标绝缘子的上端连接至高压母线，下端穿过所述磁阻电流互感器后连接至接地母排；

根据所述磁阻电流互感器的基本属性对所述原始电流进行第一次矫正得到矫正电流；

确定所述矫正电流的谐波失真因子，根据所述谐波失真因子对所述矫正电流进行第二次矫正得到目标交流泄漏电流，将所述目标交流泄漏电流发送至云端服务器；所述谐波失真因子用于表示电流的畸变失真程度。

2.根据权利要求1所述的一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法，其特征在于，所述磁阻电流互感器包括测量层、防护层和信号处理电路，所述磁阻电流互感器为多级开环结构；所述测量层由高渗透磁环和位于开环处的电流互感器组成；所述电流互感器连接所述信号处理电路；防护层由多个高导电环与多个高渗透磁环在所述测量层外部交替构成。

3.根据权利要求2所述的一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法，其特征在于，所述电流互感器的磁芯为软磁材料,软磁材料上绕有励磁线圈和感应线圈。

4.根据权利要求2所述的一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法，其特征在于，所述磁阻电流互感器的基本属性为所述测量层和所述防护层的宽度，所述防护层中高导电环和高渗透磁环的宽度；

根据所述磁阻电流互感器的基本属性对所述原始电流进行第一次矫正得到矫正电流：

I ₁和I ₀分别为所述矫正电流和所述原始电流，D_w和D_c分别为所述测量层、所述防护层的宽度，D₀和D₁分别为所述防护层中高导电环和高渗透磁环的宽度。

5.根据权利要求1所述的一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法，其特征在于，确定所述矫正电流的谐波失真因子，根据所述谐波失真因子对所述矫正电流进行第二次矫正得到目标交流泄漏电流包括：

确定所述矫正电流在时域的最大峰值和有效值，将所述最大峰值与有效值的比值作为谐波失真因子；

若所述谐波失真因子大于预设阈值，则将所述矫正电流进行傅里叶分解得到频域的多个电流谐波；

针对每一电流谐波，根据所述谐波失真因子修正该电流谐波，得到修正谐波；

将各修正谐波进行傅里叶合成得到目标交流泄漏电流，将所述目标交流泄漏电流发送至云端服务器。

6.根据权利要求5所述的一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法，其特征在于，针对每一电流谐波，根据所述谐波失真因子修正该电流谐波，得到修正谐波包括：

针对每一电流谐波，确定该电流谐波的中心频率、谐波阶次与有效区间；有效区间为该电流谐波的幅值大于预设限值的部分；

根据所述谐波失真因子修正该电流谐波：

其中，I₂为该电流谐波的修正谐波，y(f)为该电流谐波的有效区间表达式，f₀和f₁为有效区间的下限与上限，ω为中心频率，n为谐波阶次，k为所述谐波失真因子。

7.根据权利要求1所述的一种用于中高压的在线微交流泄漏的检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述目标绝缘子的所处环境的平均温度与平均湿度；

将所述平均温度、所述平均湿度和所述目标交流泄漏电流分别作为空间坐标的横轴坐标、纵轴坐标和竖轴坐标；

在预设空间曲面上匹配与所述空间坐标距离最近的目标点，根据所述目标点在所述预设空间曲面上的区域位置确定所述目标绝缘子的污染程度；所述预设空间曲面的坐标系的横轴、纵轴和竖轴分别对应温度、湿度和泄漏电流强度，所述预设空间曲面是根据历史记录的绝缘子的电流泄漏数据拟合得到的，预先根据不同等高线将所述预设空间曲面划分为不同区域，依据各区域等高线由低到高依次对应的污染程度由低到高。