CN117761469A - 一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检方法及系统，包括以下步骤：对待检线路所处区域进行区域划分；单位区域配置处理模块，并安装局部放电传感器；构建待检线路所处区域的区域空间模型；对采集局部放电信号的采集时间进行编码；将获取的电磁波信息与编码序号同步输送给所属区域的处理模块；处理模块进行存储、分析、分类，然后判定获取的电磁波信息是否发生故障；调出超出设计阈值的电磁波信息以及同步传输的编码序号；标记出故障线路以及故障线路的具体故障位置；根据判定的缺陷类型给出合理的修复方案。本申请解决现有技术中发现局部放电缺陷位置定位工作效率低下的问题。
Description
技术领域
本申请涉及一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检方法，属于局部放电巡检技术领域。
背景技术
我国配电网络中安装有大量的架空线路，配网架空线路及沿线设备常年暴露在室外，易受天气影响，导致其故障率常年居高不下。据统计，配网架空线路及沿线设备故障中，绝缘故障在其中占绝大多数。局部放电作为绝缘故障的早期表征已经被证明是一种有效的故障预警式，电力系统电力设备绝缘状态评估领域得到了大量的应用。对于架空线路而言，以局部放电缺陷位置为依据可将其分为线路局部放电缺陷和沿线设备局部放电缺陷，因此，开展架空线路及沿线设备中的局部放电缺陷检测能够有效避免可能出现的绝缘故障。
现有的局部放电缺陷检测方法为红外测温或者人工进行检测，但是无论是红外测温还是局部放电检测均需检测人员对每台设备和每段线路逐一检测，完成全部带电检测工作需要大量的人力，效率较低，且无法有效检测线路和设备内部的局部放电缺陷，对于发现局部放电缺陷位置定位工作效率低下，给后续的维修工作造成困难。
发明内容
有鉴于此，根据本申请的一个方面，提供了一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检方法，用以解决现有的局部放电缺陷检测方法对于发现局部放电缺陷位置定位工作效率低下，给后续的维修工作造成困难的问题。具体方案为：
一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检方法，包括以下步骤：
（1）对待检线路所处区域进行区域划分；
（2）给划分的各单位区域分别配置处理模块，并在各架空线缆的端部分别布设局部放电传感器；
（3）分别记录各架空线缆以及各局部放电传感器的位置信息；
（4）根据各局部放电传感器的位置信息以及各架空线缆构建待检线路所处区域的区域空间模型；
（5）基于各架空线缆、各局部放电传感器的位置信息以及局部放电传感器采集局部放电的采集数据及时间进行编码；
（6）通过局部放电传感器获取所在架空线缆上的局部放电的电磁波信息，并将获取的电磁波信息与编码序号同步输送给所属区域的处理模块；
（7）处理模块对接收到的电磁波信息进行存储、分析、分类，根据获取的电磁波信息是否超出设计阈值，判定是否发生故障；
（8）若出现故障，则调出超出设计阈值的电磁波信息以及同步传输的编码序号；
（9）根据调取的电磁波信息判定缺陷类型，基于编码序号在构建的区域空间模型上标记出故障线路以及故障线路的位置空间坐标信息，并计算出故障线路上的具体故障位置；
（10）根据判定的缺陷类型给出合理的修复方案。
优选的，编码的规则具体包括：
以划分的各个区域作为第一编码序号；
以各个区域内的局部放电传感器作为第二编码序号；
以局部放电信号的信号源距离放电传感器所在的架设线路的长度作为第三编码序号；
以局部放电传感器采集到的局部放电的电磁波信息的时间作为第四编码序号。
优选的，所述设计阈值与所述处理模块所在的区域的空间环境相匹配；
所述设计阈值根据不同季节采集的局部放电的电磁波信息进行调整。
优选的，所述设计阈值为波形特征，所述波形特征包括波形出现时间、波形幅值和波形的频域脉冲信号的幅值。
优选的，故障线路中具体故障位置的计算采用定位算法；
所述定位算法包括： 放电源信号分离算法和幅值差异定位算法。
优选的，所述电磁波信息的分析、分类过程具体为：
首先，构建局部放电信号的缺陷类型库；
然后，提取局部放电的电磁波信息的信号特征以及统计特征；
最后，根据信号特征对电磁波信息进行分类，以及根据统计特征对电
磁波信号进行类别判定；
所述信号特征包括持续时间、峰值幅度以及峰值时间；
所述统计特征包括均值、标准差、峰值。
优选的，所述缺陷类型的判断具体为：
首先，将采集到的脉冲原始波形数据通过相位叠加生成PRPD图谱；
然后，对生成的PRPD图谱进行计算，通过计算结果分析具体的放电类型；
最后，根据放电图谱特征判断缺陷类型。
优选的，所述缺陷类型库的构建采用神经网络算法来实现，其具体过程为：
（1）搭建XLPE电力电缆局部放电实验平台，设计典型的绝缘故障局部放电模型；
（2）利用高频电流法采集不同绝缘故障的PRPD谱图和脉冲波形图，将采集数据分为训练样本和测试样本，分别对PRPD谱图提取统计特征量，对脉冲信号原始波形图提取时域特征量，波形图经过快速傅里叶变换后提取频域特征量；
（3）对特征量进行归一化，利用训练样本设置网络参数，构建融合极限学习机网络；
（4）将测试样本归一化后的特征量送入训练完成的融合极限学习机网络，得到放电类型的识别结果。
一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检系统，所述系统包括：局部放电传感器，布设于待检线路所处区域内的各架空线缆上，用于采集各架空线缆上的局部放电的电磁波信息；编码模块，基于局部放电传感器的位置信息，以及局部放电的电磁波信息采集时间对采集到的电磁波信息进行编码，并将电磁波信息以及编码序号同步输送给处理模块；
处理模块，与划分的区域的数量相匹配，分别对应设置于各划分区域内，所述处理模块对接收到的电磁波信息和同步的编码序号进行储存，通过提取电磁波信息的信号特征对电磁波信息进行分类，通过提取电磁波信息的统计特征对电磁信后进行类别判定；
分析模块，分别与各处理模块连接，基于接收到各处理模块对电磁波信息的分类和类别判定结果，分别给出各处理模块对应的设计阈值；
各处理模块对采集到的电磁波信息与设计阈值进行比对，并将超出阈值的电磁波信息进行标记发送给分析模块；
分析模块根据超出设计阈值的电磁波信息同步的编码对应的查找出故障线路，并根据超出阈值的电磁波信息的分类和类别信息，基于分类和类别信息判定超出阈值的电磁波信息的缺陷类型；
并将缺陷类型所对应的修复方案以及修复位置发送给处理模块，以对精确修复提供指导建议。
优选的，所述处理模块配置有显示器。
本申请能产生的有益效果包括：
本申请通过对待检测线路进行区域划分，并对应的给每一个区域划分分别配置有处理模块，可同时进行一个或者多个区域待测线路的同时检测；
根据各局部放电传感器的位置信息以及各架空线缆构建待检线路所处区域的区域空间模型，实现可以待检测线路区域进行合理的区域划分，同时配合基于各架空线缆、各局部放电传感器的位置信息以及局部放电传感器的采集局部放电的时间所产生的编码序号、以及系统内的算法，当出现故障时，可精确的查找并标记出故障线路的故障位置，以及缺陷类型，实现第一时间精确的给出合理的修复建议，从而解决现有技术中发现局部放电缺陷位置定位工作效率低下的问题。
附图说明
图1为本申请一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检方法的流程示意图；
图2为本申请实施例一中单位区域内局部放电传感器的布置图；
图3为本申请一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检系统的模块框架图；
图4为本申请一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检系统的结构示意图；
图5为本申请实施例二的模块组成示意图；
图6为本申请实施例一中缺陷类型为干扰噪声时的波形图；
图7为本申请实施例一中缺陷类型为气隙放电时的波形图；
图8为本申请实施例一中缺陷类型为电晕放电时的波形图；
图9为本申请实施例一中缺陷类型为沿面放电时的波形图；
图10为本申请实施例一中缺陷类型为内部放电时的波形图；
图11为本申请实施例一中缺陷类型为浮动电极时的波形图。
部件和附图标记列表：
1-第一塔杆；2-第二塔杆；3-第三塔杆；4-第四塔杆；5-第五塔杆；6-局部放电传感器。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
实施例1：
如附图1所示的一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检方法，包括以下步骤：
对待检线路所处区域进行区域划分；
其中，对待检线路所处区域的区域划分以面积或者架设线路的数量为单位进行划分；
（2）给划分的各单位区域分别配置处理模块，并在各区域内的架空线缆上分别布设局部放电传感器；
其中，局部放电传感器的安装通过绝缘手杆来实现，具体为：使用绝缘手杆将局部放电传感器带电悬挂在正在运行的架空线路上；
局部放电传感器与处理模块之间无线连接，以实现将采集到的局部放电检测信号传输到处理模块中，并通过设置在处理模块中的显示装置进行显示，以实现对采集到的局部放电信号的电磁波信息的处理和显示；
在本实施例中，处理模块和显示装置构成了手持式显示终端；
（3）根据各局部放电传感器的位置信息以及各架空线缆构建出待检线路所处区域的区域空间模型；
其中，区域空间模型的构建方法为：
首先，分别采集各架空线缆的两个端点的三维空间坐标以及各局部放电传感器的三维坐标，并对不同的架空线缆采用不同的颜色或符号进行标记；
各局部放电传感器分别与所在架空线缆的标记保持一致；
然后，以任意区域中的任意一条架空线缆的其中任意一个端点为原点建立坐标系，并将同区域或者不同区域的其他线缆的端点以及传感器的三维坐标换算为所建立的坐标系内的坐标；
最后，将相同颜色或者符号的标记的端点进行连接以等比例或实际尺寸绘制出各架空线缆，即完成待检线路区域空间模型的构建。实现模拟出真实的待检线路区域的各架空线缆位置的布设以及各架空线缆的长度。
构建完成待检线路区域空间模型之后，可按照架空线路的布设的面积或者其架空线路的布设数量进行区域的划分，在本实施例中，按照架空线路的布设数量进行区域的划分，如附图2所示，为划分的某一单位区域，其中，在第一塔杆1、第二塔杆2、第三塔杆3、第四塔杆4以及第五塔杆5上分别安装有局部放电传感器6。
基于各架空线缆、各局部放电传感器的位置信息以及局部放电传感器所采集到的局部放电信号的采集时间进行编码；
在本实施例中，编码的规则为：
以划分的各个区域作为第一编码序号，如第一区域、第二区域、第三区域等分别计作为1，2，3...n；
以各个区域内的局部放电传感器作为第二编码序号，计作①，②，③......；
以局部放电信号的信号源距离放电传感器所在的架设线路的长度作为第三编码序号，通过阿拉伯数据记录，如局部放电的信号源距离位于第一塔杆1的长度为30米，则记作30m；
以局部放电传感器采集到的局部放电的电磁波信息的时间作为第四编码序号，其中采集时间以月、日、时、分、秒显示在线缆长度的后面；
如附图2中，在第一塔杆1和第二塔杆2之间的线缆上进行局部放电，第一塔杆1和第二塔杆2的线缆长度为40米，设置在第一塔杆1上的局部放电传感器在3月4日12时45分30秒采集到的电磁波信息的编码序号为：1①30m0304124530。
通过局部放电传感器获取所在架空线缆上的局部放电的电磁波信息，并将获取的电磁波信息与编码序号同步输送给所属区域的处理模块；
处理模块对接收到的电磁波信息进行存储、分析、分类，根据获取的电磁波信息是否超出设计阈值，其中所述设计阈值为波形特征，所述波形特征包括波形出现时间、波形幅值和波形的频域脉冲信号的幅值，具体为：波峰数量小于预设数量阈值、第一个波峰为最高波峰、脉冲周期小于预设脉冲周期阈值和脉冲起点到第一个波峰的上升沿时间小于预设上升沿阈值，所述波形特征满足上述特征中的任意三条，则认定为局部放电信息的波形特征；
判定是否发生故障；
由于实际待测信号叠加了现场气候因素和其他噪声源因素，而不同区域的噪声以及不同季节的气候因素均不相同，这就导致不同区域均使用同一设计阈值，或者同一区域在不同的季节使用同一设计阈值，去进行检测的精确度并不高。因为电力设备湿度、温度和大气压是影响局部放电严重性的重要因素，发生同样持续时窗为1μs的等幅值的局部放电信号，在不同的温度、湿度或大气压下，极端条件下该局部放电预示的危害和处理措施是不一样；因此，在本申请中所述设计阈值与所述处理模块所在的区域的空间环境相匹配；所述设计阈值根据不同季节采集的局部放电的电磁波信息进行调整。来提高设定的阈值与所处区域所处气候的适配性，从而提高检测识别的精度。具体为：
本实施例中的空间环境指的是影响电磁波信息本身的因素，如地形地貌、建筑物等，如较高的天线、越高的位置，在较好的传输条件下，传输效果较好，反之则会影响传输效果。因此，本申请设计阈值结合所在区域的实际空间环境因素和来确定，从而减少误判；
由于电磁波信息在传递时易收到气象因素的影响，而不同的季节中气象因素差异较大，为了确定的设计阈值更精确，本实施例中以季节为时间单位，对设计阈值进行更新，确定出更符号当季的设计阈值，从而进一步减少误判。
进一步的，所述电磁波信息的分析、分类过程为：
首先，构建局部放电信号的缺陷类型库；
然后，提取局部放电的电磁波信息的信号特征以及统计特征；
最后，根据信号特征对电磁波信息进行分类，以及根据统计特征对电磁波信号进行类别判定。
由于，局部放电信号具有一定的时域形态和频域特征，本实施例通过模式识别算法通过提取脉冲信号的特征，如持续时间、峰值幅度、峰值时间等，并基于预先建立的模式或规则进行分类。
首先，接收或捕捉接收电力设备中局部放电产生的高频信号；
根据局部放电信号通常具有特定的统计特征。通过统计特征分析算法提取脉冲信号的统计特征，如均值、标准差、峰值等，
然后，将高频信号进行采样和AD转换，得到数字信号；提取波形特征，将提取的波形特征和缺陷类型库的特征进行匹配识别出局部放电类型；
最后，使用分类器进行判别，可以对不同类型的局部放电进行识别。
尖端放电的发生部位通常是电缆的尖端部分。由于尖端部分具有较小的曲率半径，因此该区域的电场强度会比其他部位更加集中。当尖端部分的电场强度达到一定程度时，就会引发电晕放电。放电初期通常仅在工频相位的负半周出现。
对于沿面放电，通常在绝缘介质表面会出现沿面放电的现象。这种局部放电的形式属于特殊的气体放电现象，电力电缆、电机绕组、绝缘套管的端部等位置比较常见沿面放电。一旦介质内部电场的强度低于电极边缘气隙的电场强度，而且介质沿面击穿电压相对较低，沿面放电就会发生在绝缘介质的表面。通常电压波形、电场的分布、空气质量、介质的表面状态、气候条件等均会对沿面放电电压产生影响，所以沿面放电体现出不稳定的特点。
对于内部放电，固体绝缘介质内部比较常见内部放电。在生产加工绝缘介质时难免存在材料与工艺缺陷的问题，导致绝缘介质内部出现内部缺陷，比如掺入少量的空气或者杂质等。一旦绝缘受到高压作用，内部缺陷就有发生局部击穿或者重复性击穿的可能。通常介质自身的特性、气隙大小、缺陷的位置与形状、气隙气体的种类等会对内部放电的发生条件产生影响。
在本实施例中通过脉冲类型识别算法识别区分局部放电信号的噪声、尖端放电、沿面放电和内部放电等信号。具体为：
将采集到的脉冲原始波形数据通过相位叠加生成PRPD图谱，通过对PRPD图谱的计算分析来对原始信号进行区分。
1、相位对齐：
对于放电信号，PRPD图谱在相位标尺上的映射会有聚团现象，若PRPD图谱在相位轴的映射点与相位轴总点数的比值大于0.8，则该信号为噪声信号。为了方便后续计算，将放电信号的PRPD图谱进行相位对齐，即选取均值最大的一组点的几何中心点，将其平移至相位为90°的位置，同时其他点平移相同距离。将平移后的PRPD图谱相位小于180°的区域记为A区，将大于180°的区域记为B区。
2、相位分布：
分别计算A区域的点的数量与总点数的比值、A区域幅值最大值与B区域幅值最大值的差值，将该差值与A区域幅值最大值的比值与之前计算的点数的比值相乘，该乘积反映了PRPD在A、B两个相位区域上的分布情况，乘积值大于0.8时该信号为尖端放电，小于0.8又大于0.6时该信号为沿面放电，小于0.6时为尖端放电。
3、变异系数：
分别计算A区域和B区域幅值与相位的变异系数，该系数反映了放电信号分别在A、B区域分布的离散程度，经数据分析发现尖端放电信号A、B区域幅值变异系数差值较大，B区域幅值变异系数较小；沿面放电信号A、B区域幅值变异系数差值较大，相位变异系数差值较小；内部放电信号A、B区域幅值与相位的变异系数都很大，差值较小。令O（x）为幅值变异系数，P（x）为相位变异系数，则：
尖端放电：0.4<O(A)<0.6，O(B)<0.1，0.1<P(A)<0.25，P(B)<0.1；
沿面放电：0.4<O(A)<0.6，0.1<O(B)<0.4，0.1<P(A)<0.25，0.1<P(B)<0.25；
内部放电：O(A)>0.6，O(B)>0.4， P(A)>0.25，P(B)>0.25。
如附图6-11所示为不同放电缺陷类型的波形图；
在附图6中，波峰的最大值为16dB，诊断结论为：噪声99.94%，即为干扰噪声；
在附图7中，波峰的最大值为49dB，诊断结论为：气隙100%，即为气隙放电；
在附图8中，波峰的最大值为34dB，诊断结论为：电晕99.77%，即为电晕放电；
在附图9中，波峰的最大值为51dB，诊断结论为：沿面99.38%，即为沿面放电；
在附图10中，波峰的最大值为56dB，诊断结论为：内部94.52%，即为内部放电；
在附图11中，波峰的最大值为＞20dB，诊断结论为：浮动电极93.76%；噪声：5.2%，即为浮动电极。
最后，根据放电类型结合现有的各放电类型的特征分析出具体的缺陷类型。
其中，缺陷类型库包括根据实时采集数据进行更新之后分析出的缺陷类型和内置的预先训练好每种局部放电类型的特征，所述缺陷类型库的构建采用神经网络算法来实现，构建过程为：
（1）搭建XLPE电力电缆局部放电实验平台，设计典型的绝缘故障局部放电模型；
（2）利用高频电流法采集不同绝缘故障的PRPD谱图和脉冲波形图，将采集数据分为训练样本和测试样本，分别对PRPD谱图提取统计特征量，对脉冲信号原始波形图提取时域特征量，波形图经过快速傅里叶变换后提取频域特征量；
（3）对特征量进行归一化，利用训练样本设置网络参数，构建融合极限学习机网络；
（4）将测试样本归一化后的特征量送入训练完成的融合极限学习机网络，得到放电类型的识别结果。
其中，内置的预先训练好每种局部放电类型的特征提取方法包括：模拟每种局部放电类型得到对应的模拟数据；扩充训练样本集，通过深度卷积生成对抗网络的生成器，混合模拟数据和随机生成的假数据，生成每种局部放电对应的比较数据；提取分类特征，通过深度卷积生成对抗网络的判别器对比较数据进行判断，扩充训练样本集，通过深度卷积生成对抗网络（DCGAN）的生成器，混合模拟数据和随机生成的假数据，生成每种局部放电对应的比较数据。
提取分类特征，通过深度卷积生成对抗网络（DCGAN）的判别器对比较数据进行判断，判断的结果反馈给生成器和判别器，经过训练提取每种局部放电类型的特征。
最后判断的结果反馈给生成器和判别器，经过训练提取每种局部放电类型的特征。
本申请的具体的检测过程为：
首先，在各架空线路上的局部放电传感器进行局部放电，通过位于同一线路上、设置在塔杆上的局部放电传感器耦合局部放电信号，同时进行某一个区域、某几个区域或全部区域的检测；
局部放电传感器将采集到的信号发送给处理模块，处理模块通过与设计阈值进行比对，若采集到的某一线缆的电磁波信息超出阈值，则判定该线缆为故障线缆；
若出现故障线缆，则处理模块调取超出设计阈值的电磁波的所有信息以及同步传输的编码序号；利用双端定位法原理定位计算出故障线缆的具体故障位置；
如附图2所示，在第一塔杆1和第二塔杆2之间有一条100米的电缆，假设向距离第一塔杆120米的距离注入一个局放信号，若同时在第一塔杆1、第二塔杆2、第三塔杆3、第四塔杆4以及第五塔杆5上均安装局部放电传感器，则可同步采集局部放电信号。根据双端定位法原理，可同时计算第一塔杆1与第二塔杆2、第一塔杆1与第三塔杆3、第一塔杆1与第四塔杆4以及第二塔杆2与第五塔杆5共四条回路的异常信号位置。
进一步，根据调取的电磁波信息进行具体的故障分析，其分析过程具体为：
首先，进行放电源信号分离；
根据微秒级脉冲时标、脉冲幅值、及等效时频特性，多角度融合观察分离不同特性的聚类图谱，实现放电信号类型识别及定位的功能；
然后，采用幅值差异定位算法首先确定传感器在架空线路上布置的位置；获取在不同位置进行局部放电时，局部放电传感器采集到的电磁波信息数据；对应的计算出局部放电传感器获取的不同位置上的电磁波信息数据的幅值，其中幅值的计算可以使用峰值检测、能量计算等方法来获取；
最后，通过比较局部放电传感器获取的不同位置上的电磁波的信号的幅值，并确定出幅值差异最大的位置或局部放电传感器。幅值差异大的位置或传感器被认为是信号源所在的位置。
实施例2：
如附图3-5所示一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检系统，所述系统包括：局部放电传感器，布设于待检线路所处区域内的各架空线缆上，用于采集各架空线缆上的局部放电的电磁波信息；
编码模块，基于局部放电传感器的位置信息，以及局部放电的电磁波信息采集时间对采集到的电磁波信息进行编码，并将电磁波信息以及编码序号同步输送给处理模块；
处理模块，与划分的区域的数量相匹配，分别对应设置于各划分区域内，所述处理模块对接收到的电磁波信息和同步的编码序号进行储存，通过提取电磁波信息的信号特征对电磁波信息进行分类，通过提取电磁波信息的统计特征对电磁信后进行类别判定；
分析模块，分别与各处理模块连接，基于接收到各处理模块对电磁波信息的分类和类别判定结果，分别给出各处理模块对应的设计阈值；
各处理模块对采集到的电磁波信息与设计阈值进行比对，并将超出阈值的电磁波信息进行标记发送给分析模块；
分析模块根据超出设计阈值的电磁波信息同步的编码对应的查找出故障线路，并根据超出阈值的电磁波信息的分类和类别信息，基于分类和类别信息判定超出阈值的电磁波信息的缺陷类型；
并将缺陷类型所对应的修复方案以及修复位置发送给处理模块，以对精确修复提供指导建议。
进一步的，所述处理模块配置有显示器。
在本实施例中，局部放电传感器主要由高频电流互感器、无线通讯同步模块、电池、绝缘手杆和数据处理模块五部分组成。
其中，采用的高频电流互感器为局部放电感性耦合传感器；无线通讯同步模块主要用于实现其局部放电传感器的通讯功能，以将采集到的电磁波信息同步输送出去；局部放电传感器采用电池供电；
数据处理模块主要包括仪表放大器、数据采集器、ARM处理器（内置滤波算法）、CPU，主要完成同步、数据的采集、分析、上传等功能。
每个检测单元包含2只局部放电传感器（采用感性耦合的方式），用于检测配电网架空线路的局部放电及定位，每个局部放电传感器由高频电流互感器、仪表放大器、数据采集器、ARM处理器（内置滤波算法）、CPU、无线通讯同步模块和电池组成。
高频电流互感器耦合高频脉冲电流，数据采集器完成模数转换，ARM处理器完成信号滤波、捕捉及存储，CPU对信号进行宏观分析及传输。
手持式显示终端包含无线通讯同步模块、CPU、内存、数据库、放电源信号分离算法、脉冲类型识别算法、图谱类型识别算法及幅值差异定位算法。
需要说明的是：
本系统针对10kV-35kV配电网架空线路设计的一款用于架空线路(含沿线设备)的带电检测系统，能够实现对就近范围内的线路(含沿线设备)一次性检测，并可对各类缺陷进行快速检测、精准定位，提前消缺；
精准同步：通过同步模块实现多台智能传感器同步采集，辅助对比脉冲相位特征；
降噪效果显著：配合数字滤波器，以其优良的滤波特性，能够有效滤除绝大多数噪声干扰，提升局部放电检测信噪比和灵敏度；
准确检测及精确定位：根据微秒级脉冲时标、脉冲幅值、等效时频特性，多角度融合观察分离不同特性的聚类图谱，实现放电信号类型识别及定位的功能。
电池供电、无线通信：传感器内置大容量宽温高性能锂电池，工作时长大于8小时，数据采用无线传输，无线传输距离：空旷大于50米，避免了现场布线繁琐及安全问题，更加便携。
传采一体设计：传感器采用高性能超低功耗主控芯片，实现了数据采集、分析和处理，智能化程度高。
高灵敏度、宽频带：高频脉冲电流电流传感器的灵敏度为2pC，带宽为1MHz～100MHz。
智能数据处理算法：脉冲识别、信号分离、幅值差异定位、图谱类型识别等。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (10)
1.一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）对待检线路所处区域进行区域划分；
（2）给划分的各单位区域分别配置处理模块，并在各架空线缆的端部分别布设局部放电传感器；
（3）分别记录各架空线缆以及各局部放电传感器的位置信息；
（4）根据各局部放电传感器的位置信息以及各架空线缆构建待检线路所处区域的区域空间模型；
（5）基于各架空线缆、各局部放电传感器的位置信息以及局部放电传感器采集局部放电的采集数据及时间进行编码；
（6）通过局部放电传感器获取所在架空线缆上的局部放电的电磁波信息，并将获取的电磁波信息与编码序号同步输送给所属区域的处理模块；
（7）处理模块对接收到的电磁波信息进行存储、分析、分类，根据获取的电磁波信息是否超出设计阈值，判定是否发生故障；
（8）若出现故障，则调出超出设计阈值的电磁波信息以及同步传输的编码序号；
（9）根据调取的电磁波信息判定缺陷类型，基于编码序号在构建的区域空间模型上标记出故障线路以及故障线路的位置空间坐标信息，并计算出故障线路上的具体故障位置；
（10）根据判定的缺陷类型给出合理的修复方案。
2.根据权利要求1所述的一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检方法，其特征在于，编码的规则具体包括：
以划分的各个区域作为第一编码序号；
以各个区域内的局部放电传感器作为第二编码序号；
以局部放电信号的信号源距离放电传感器所在的架设线路的长度作为第三编码序号；
以局部放电传感器采集到的局部放电的电磁波信息的时间作为第四编码序号。
3.根据权利要求1所述的一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检方法，其特征在于，所述设计阈值与所述处理模块所在的区域的空间环境相匹配；
所述设计阈值根据不同季节采集的局部放电的电磁波信息进行调整。
4.根据权利要求1所述的一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检方法，其特征在于，所述设计阈值为波形特征，所述波形特征包括波形出现时间、波形幅值和波形的频域脉冲信号的幅值。
5.根据权利要求1所述的一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检方法，其特征在于，故障线路中具体故障位置的计算采用定位算法；
所述定位算法包括：放电源信号分离算法和幅值差异定位算法。
6.根据权利要求1所述的一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检方法，其特征在于，所述电磁波信息的分析、分类过程具体为：
首先，构建局部放电信号的缺陷类型库；
然后，提取局部放电的电磁波信息的信号特征以及统计特征；最后，根据信号特征对电磁波信息进行分类，以及根据统计特征对电
磁波信号进行类别判定；
所述信号特征包括持续时间、峰值幅度以及峰值时间；
所述统计特征包括均值、标准差、峰值。
7.根据权利要求6所述的一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检方法，其特征在于，所述缺陷类型的判断的具体为：
首先，将采集到的脉冲原始波形数据通过相位叠加生成PRPD图谱；
然后，对生成的PRPD图谱进行计算，通过计算结果分析具体的放电类型；
最后，根据放电图谱特征判断缺陷类型。
8.根据权利要求6所述的一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检方法，其特征在于，所述缺陷类型库的构建采用神经网络算法来实现，其具体过程为：
（1）搭建XLPE电力电缆局部放电实验平台，设计典型的绝缘故障局部放电模型；
（2）利用高频电流法采集不同绝缘故障的PRPD谱图和脉冲波形图，将采集数据分为训练样本和测试样本，分别对PRPD谱图提取统计特征量，对脉冲信号原始波形图提取时域特征量，波形图经过快速傅里叶变换后提取频域特征量；
（3）对特征量进行归一化，利用训练样本设置网络参数，构建融合极限学习机网络；
（4）将测试样本归一化后的特征量送入训练完成的融合极限学习机网络，得到放电类型的识别结果。
9.一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检系统，其特征在于，所述系统包括：局部放电传感器，布设于待检线路所处区域内的各架空线缆上，用于采集各架空线缆上的局部放电的电磁波信息；
编码模块，基于局部放电传感器的位置信息，以及局部放电的电磁波信息采集时间对采集到的电磁波信息进行编码，并将电磁波信息以及编码序号同步输送给处理模块；
处理模块，与划分的区域的数量相匹配，分别对应设置于各划分区域内，所述处理模块对接收到的电磁波信息和同步的编码序号进行储存，通过提取电磁波信息的信号特征对电磁波信息进行分类，通过提取电磁波信息的统计特征后进行类别判定；
分析模块，分别与各处理模块连接，基于接收到各处理模块对电磁波信息的分类和类别判定结果，分别给出各处理模块对应的设计阈值；
各处理模块对采集到的电磁波信息与设计阈值进行比对，并将超出阈值的电磁波信息进行标记发送给分析模块；
分析模块根据超出设计阈值的电磁波信息同步的编码对应的查找出故障线路，并根据超出阈值的电磁波信息的分类和类别信息，基于分类和类别信息判定超出阈值的电磁波信息的缺陷类型；
并将缺陷类型所对应的修复方案以及修复位置发送给处理模块，以对精确修复提供指导建议。
10.根据权利要求9所述的一种诊断配电网架空线路局部放电的巡检系统，其特征在于，所述处理模块配置有显示器。
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