用于检测高压直流电力系统中的漏电流的波形分离器设备和方法与流程

本申请要求2016年12月2日提交的美国临时专利申请no.62/429,459和2016年12月2日提交的加拿大专利申请no.2,950,506的优先权，两者的标题均为“用于检测高压直流电力系统中的漏电流的波形分离器设备和方法(waveformseparatorapparatusandmethodfordetectingleakagecurrentinhighvoltagedirectcurrentpowersystems)”。

本文描述的实施例涉及用于测量漏电流的设备和方法，更具体地，涉及用于测量流过高压直流电力系统中的绝缘结构的漏电流的设备和方法。

背景技术：

电力系统包括数个绝缘结构，例如室外绝缘体。通过室外绝缘体从支撑结构(例如杆或塔)支撑通电线。这种绝缘体由介电材料制成，介电材料例如为瓷器、玻璃或其它合适的材料。这些绝缘体在经过一段时间后趋于劣化。绝缘体劣化的主要原因之一是介电污染。室外绝缘体持续地暴露于环境中，并且污染物(例如盐、灰尘、沙和其它工业污染物)倾向于作为干燥层沉积或积聚在绝缘体表面上。干燥的污染物层在例如小雨或晨露的轻微润湿条件下变得导电，从而降低了绝缘体的介电性能。由于绝缘体的一端被通电，并且另一端接地，因此降低的介电性能导致通过绝缘体到地流过电流。该电流通常称为漏电流。当污染严重时，漏电流可达到不可接受的高水平。当漏电流超过特定电压等级的最高允许值时，可能导致称为闪络(flashover)的情况。闪络产生可能危及线路人员的高温电弧，导致停电和设备损坏。

流过室外绝缘体的漏电流的测量和分析可用于确定绝缘体劣化并因此预测闪络情况。通常，确定漏电流的峰值或rms值。然后将该值与闪络电压相关联以预测闪络。为了防止闪络，周期性地测量和分析流过绝缘体的漏电流。

电力系统中的其它主要绝缘结构包括空中悬臂或其它支撑结构，例如脚手架、梯子或格子塔。这些结构使工人能够到达架空的通电线，以便在通电线上进行裸手工作。这种结构包括电绝缘部分，其确保没有从通电线到地的电路径。绝缘结构允许工人在通电线上直接地工作。如果由于上述因素导致这种绝缘结构的电阻发生故障，则工人可能会遭受电击和伤害。

有数种方法可用于检测通过这种绝缘结构的漏电流的流动。一些已知的方法涉及在测试之前使传输线断电。本文讨论的方法涉及在通电条件下的检测。换句话说，传输线在检测之前或检测期间被供电并且不被断电。

在传统的高压交流(ac)电力系统中，可以使用ac万用表测量通过绝缘结构的漏电流，ac万用表例如为由fluke^tm和各种其它制造商制造的那些ac万用表。这种ac万用表可以通过电引线可操作地耦合到绝缘体，用于测量流过该绝缘体的漏电流。

近年来，使用高压直流(hvdc)技术的电力传输已被接受作为传统ac电力系统的替代方案。用于hvdc电力系统中的绝缘结构也易受上述电介质劣化的影响。然而，由于交流电和直流电之间的基本差异(分别是双向相对于单向)，在ac电力系统中用于检测漏电流的ac电流测量装置不能安全地用于hvdc系统中。

m.roman等人的标题为“绝缘体漏电流监测：高压直流传输线的挑战(insulatorleakagecurrentmonitoring:challengesforhighvoltagedirectcurrenttransmissionlines)”的一篇科学论文阐明了ac和直流(dc)电力系统之间的差异。它还证实ac和dc漏电流测量装置之间没有直接映射。

用于测量低功率应用(例如低于6kv)中的漏电流的dc仪表是已知的。这种dc仪表的采样率通常可以在60到100hz的范围内。

在申请人试图测量hvdc系统中的漏电流期间，申请人观察到漏电流是包括瞬时峰值或放电的复合dc电流。这种放电的幅度高，并且可以最好地描述为“短持续时间”或“短暂的”或“非常窄的”的峰值。换句话说，放电的幅度高，但通常持续时间非常短。通常，申请人已经观察到这种峰值根据峰值的能量具有小于一微秒到几百分之一秒的持续时间。幅度和持续时间越大，能量越高。高能量峰值存在百分之一秒是危险的并且代表非常接近闪络风险。由于这个原因，较低能量短持续时间峰值对于检测是最关键的，因为它们提供更安全和早期的警告。

在申请人的经验中，由于峰值是短暂的，所以传统的dc仪表不会对这种峰值做出反应并且峰值没有被记录。申请人认为，为了捕获这种瞬时峰值，必须改进传统的dc仪表，使得它们具有明显高于传统的采样率，例如，至少10,000个样本/秒(10khz)。此外，这些记录的峰值需要被编目，并以有意义且及时的方式显示给用户。

因此，需要一种相对简单且廉价的dc漏电流检测设备或仪表，不需要非常高的采样率，其可以与hvdc系统中的几种类型的电绝缘结构一起使用，以精确地指示流过这样的结构的漏电流电压峰值并以有意义且及时的方式向操作者或用户显示检测到的漏电流。

技术实现要素：

dc漏电流全部包括快速dc瞬变(峰值)。漏电流峰值在发生、幅度和持续时间上是随机的。这些瞬变的极性取决于dc传输线的极性。这些峰值的平均值(dc)取决于它们的发生、幅度和宽度。峰值的持续时间主要非常短，在几微秒或更短的范围内。采样模拟/数字转换器(adc)在没有极高采样率的情况下无法精确地采样漏电流，采样率可能是100ks/sec，这可能实际上是不可能的。知道峰值的平均值和它们的数量/秒两者可以给我们灾难性故障/闪络到来的迹象。在本发明中，使用模拟滤波器和放大器将漏电流分离成两个分量。dc分量由微控制器adc以相当低的速率采样并被进一步处理。ac分量由电压比较器数字化，特别是有正和负电流峰值比较器。比较器阈值电平是可调的，并提供与漏电流峰值成比例的0-5v脉冲。微处理器对来自比较器的脉冲进行计数。只有一个比较器产生数字输出脉冲。哪个比较器取决于漏电流的极性。这提供了漏电流的任一极性的测量，而无需交换输入或必须切换。

因此，在一个方面，提供了一种用于确定流过高压直流电力系统中的绝缘结构的dc漏电流的波形分离器系统。dc漏电流是复合dc电流，其包括一个或多个高幅度瞬时峰值并且具有dc分量和ac分量。该系统包括波形分离器，该波形分离器构造用于接收流过绝缘结构的复合dc电流并将复合dc电流分离成相应的直流(dc)分量和交流(ac)分量。ac分量具有第一变化率，并且dc分量具有第二变化率。第一变化率大于第二变化率。该系统还包括至少一个比较器，其构造用于接收ac分量并产生至少一个相应的数字信号。该系统还包括处理器，该处理器构造用于：(a)接收至少一个相应的数字信号和dc分量，(b)分析至少一个相应的数字信号和dc分量，以及(c)确定流过绝缘结构的合成漏电流。

因此，在另一方面，提供了一种用于确定流过高压直流电力系统中的绝缘结构的dc漏电流的方法。dc漏电流是复合dc电流，其包括一个或多个高幅度瞬时峰值，并且具有dc分量和ac分量。该方法包括将复合dc电流分离成其慢速移动的直流(dc)分量和快速移动的交流(ac)分量。该方法还包括分析快速移动的ac分量并产生对应于快速移动的ac分量的至少一个数字信号。此外，该方法包括分析至少一个相应的数字信号和慢速移动的dc分量，用于确定流过绝缘结构的合成漏电流。

因此，在另一方面，提供了一种用于确定通过介电材料泄漏的dc电流的方法。介电材料电耦合到传导dc电流的通电电力线。通过介电材料泄漏的dc电流是复合dc电流，其包括一个或多个高幅度瞬时峰值并且具有dc分量和ac分量。该方法包括将复合dc电流分离成其直流(dc)分量和交流(ac)分量。该方法还包括分析ac分量并产生对应于ac分量的至少一个数字信号。此外，该方法包括分析至少一个相应的数字信号和dc分量，用于确定通过介电材料泄漏的合成dc电流。

因此，在另一方面，提供了一种方法。该方法包括在土表面上方提供通电的dc电线。该方法还包括将基本上电绝缘的构件的第一端定位成靠近通电的dc电线，并将基本上电绝缘的构件的第二端定位成靠近土表面。另外，该方法包括在绝缘构件和土表面之间串联地提供dc电流计，用于测量通过绝缘构件泄漏的复合dc电流。此外，该方法包括使用dc电流计确定通过绝缘构件的合成漏电流。

附图说明

图1是流过hvdc系统中的绝缘结构的复合dc电流的代表性波形；

图2是说明用于测量流过高压直流(hvdc)电力系统中的绝缘结构的漏电流的设备的一个实施例的方框图；

图3是说明图1的设备的进一步细节的方框图；

图4a和4b是通过绝缘结构泄漏并由图2和图3的设备处理的复合dc电流的dc分量和ac分量的代表性波形，图4a示意性地表示复合dc电流的dc分量的性质以及图4b示意性地表示复合dc电流的ac分量的性质；

图5a和5b是图4b的ac分量的负脉冲和正脉冲的代表性波形，图5a表示负脉冲以及图5b表示正脉冲；

图6是图2的设备被封装在壳体或外壳内以提高便携性的外透视图；

图7是图2和3的设备的所提出的样机实施例的框图；

图8是图6的设备的透视图，该设备位于使用中的位置，以监测通过电耦合到通电的高压导体的绝缘悬臂泄漏的电流；

图9是描绘绝缘部件的图，图6的设备可以电耦合到该绝缘部件，以监测通过它们泄漏的电流；

图9a是图8的绝缘悬臂的内部视图，示出了图9中所示的一个或多个绝缘部件的位置；和

图10是绝缘梯的视图，该绝缘梯与通电的高压导体和图6的设备接触配置，用于测量通过绝缘梯泄漏的dc电流；

图11是绝缘脚手架的视图，该绝缘脚手架与通电的高压导体和图6的设备接触配置，用于测量通过绝缘脚手架泄漏的dc电流；和

图12是在更换与通电的高压导体相关的室外绝缘体期间使用的绝缘热棒的视图，图6的设备被电耦合到该系统，用于测量通过系统的绝缘部件泄漏的电流。

具体实施方式

以下段落描述了一种用于精确测量、指示和处理流过在通电的高压直流(hvdc)电力系统中的绝缘结构的漏电流的设备。绝缘结构的示例包括，但不限于，室外绝缘体、空中悬臂、绝缘脚手架、绝缘热棒、液压线、光纤缆线或可以被设计和已知在一定程度上为绝缘结构的任何其它结构，该结构的材料允许它是介电的、绝缘的或隔绝的。

如上文背景技术中所解释的，申请人已经观察到通过hvdc系统中的绝缘结构泄漏的dc电流是包含一个或多个高幅度“短持续时间”或“瞬时”或“非常窄的”随机峰值的复合dc电流的形式。表示流过这种绝缘结构的复合dc电流的波形如图1所示。

参考图2和图3，设备10包括波形分离器12、至少一个电压比较器14和处理器16。波形分离器12被配置为接收流过hvdc系统中的绝缘结构18的复合dc电流。在一个实施例中并参考图2和3，电流感测电路20可用于测量通过绝缘结构18泄漏的复合dc电流。电流感测电路20可操作地耦合到绝缘结构18和波形分离器12。电流感测电路20的示例包括，但不限于，一个或多个高精度分流器或分流电阻器(未示出)，其接收复合dc电流并输出对应于所接收的复合dc电流的电压。该一个或多个分流电阻器可以与一个或多个放大器相关联，所述放大器将跨过一个或多个分流电阻器的电压放大到能够由波形分离器12进一步处理的水平。

可以在几乎任何频率下进行电流测量或测量电流测量值，所述频率例如为从每秒10次测量到每秒1000次或更多次测量。

如将在以下段落中详细解释的，绝缘结构18可包括单个绝缘结构或多个绝缘结构。在多个绝缘结构的情况下，在一个实施例中，可以建立电收集点，并且可以感测通过电收集点泄漏的复合dc电流以传导到波形分离器12以进行进一步处理。

图4a和4b分别示意性地表示复合dc电流的dc分量和ac分量的性质。ac分量可以被描述为具有第一变化率，并且dc分量可以被描述为具有第二变化率。ac分量和dc分量的变化率取决于多种因素，包括dc电力线的电压等级、绝缘结构的介电特性或绝缘结构的介电污染。然而，在大多数情况下，ac分量的变化率(第一变化率)大于并且通常显著地大于dc分量的变化率(第二变化率)。dc分量通常是稳定的或基本上稳定的，因此在测量过程中基本上不会改变。换句话说，dc分量的变化率，即第二变化率，非常低。如图4b所示，ac分量快速上下升降，因此本文已将ac分量描述为快速移动的或快速变化的。另一方面，dc分量的变化不如ac分量快，或者如图4a所示以慢速变化。因此，dc分量被描述为慢速移动或慢速变化。

波形分离器12将感测的复合dc电流分离成其慢速变化或慢速移动的dc分量和快速变化或快速移动的ac分量。图4a和4b分别示出了dc分量和ac分量的性质。ac分量可以具有正弦、矩形、三角形或类似形状的波形。在一个实施例中，波形分离器12包括形成滤波器组的一个或多个高通和低通滤波器。高通和低通滤波器是已知的结构。滤波器组由图3中的附图标记12a总体地表示。

ac分量由至少一个电压比较器14接收，该电压比较器14提供与接收的ac分量对应的数字信号。ac分量通常包含负分量和正分量。图5a和5b示出了在复合dc电流的ac分量中包含的负和正分量的性质。因此，在一个优选实施例中，设备10包括两个电压比较器：正电压比较器22a和负电压比较器22b(图3)。正电压比较器22a产生代表正ac分量的数字信号。负电压比较器22b产生代表负ac分量的数字信号。

在一个实施例中，在将ac分量馈送到正和负电压比较器22a和22b之前，可以对它们进行调节。调节可包括ac分量的放大。在一个优选实施例中并且如图3所示，该设备包括用于放大ac分量的放大器24。

dc分量也可以在它被处理器16接收之前被调节。调节可以包括滤波、放大或平均或其任何组合。这种调节电路的各种部件是众所周知的，并且这些电路在图2和3中用参考数字26总体地指示。

处理器16接收dc分量和表示正和负ac分量的数字信号以供进一步处理。由于处理dc分量的调节电路26的输出是模拟信号，所以这种模拟信号必须在它可以由处理器16处理之前被数字化。这种数字化通常使用模数转换器(adc)来执行。adc可以是单独的，或者处理器16可以配备有其自身的内置的adc。

在一个实施例中，处理器16接收表示dc分量的数字信号和对应于ac正和负分量的数字信号，并分析它们以产生流过绝缘结构18的合成漏电流值。由处理器16使用已知技术(例如平均技术)进行合成漏电流计算。

在一些实施例中，设备10可以用于警告工人合成漏电流的变化，和/或，如果合成漏电流在不允许的范围内，使得工人可以采取立即预防措施来挽救他们自己和/或相关的设备。因此，在一些实施例中，设备10还包括相关和比较装置28，用于从合成的漏电流确定相关分量或参数值。这里，术语“相关分量”和“参数值”可互换使用。在一个优选的实施例中，相关分量是合成漏电流的峰值泄漏值或rms值。相关分量可以是任何预定量的监测和处理的复合dc电流、合成漏电流。然后可以将峰值漏电流值与阈值进行比较以产生比较结果信号。阈值可以代表故障状况，例如迫近的闪络状况。阈值可以是历史值或通过实验得出的值。比较结果信号可以由响应装置30接收，用于以一种或多种形式或一种或多种形式的组合传播比较结果信号。为此，响应装置30可以与一个或多个传播接口32相关联。比较信号可以以视频或音频或振动形式或这些形式的任何组合，或者例如以触觉、触知或感官反馈的其它形式被传播。传播接口32可以是在本地或远程或两者都能够传播数据的任何已知接口。

相关和比较装置28和响应装置30可以是例如在同一集成电路装置上的处理器16的模块，或者它们例如可以是紧耦合的辅助电路或芯片。

为了便于携带，在一个实施例中，图2和3的设备的大部分部件都是位于被配置成耦合到绝缘结构18的壳体或外壳34(图6)内。提供本文所述的电流测量和处理的处理器16和可由处理器访问的存储器可以设置在外壳34中，或者这种处理器可以在外壳34的外部并且耦合到外壳34以进行来回数据通信。处理器16可以是计算机系统或其它基于微处理器的系统的一部分。尽管描述了一个处理器，但是可以提供多个处理器并对其进行编程以实现本文的漏电流测量和处理，并且这样的处理器可以与设备10的一个或多个其它部件或计算机系统或者两者都一起存在于外壳34中。

用于传播比较结果信号的一个或多个接口32可以布置或定位在外壳34的表面内和其周围。

图6是设备10的外部视图，其中大部分操作部件被包围在其内。如上所述，通过将设备10的部件包围在外壳34内，提高了设备10的便携性。图6是如何在外壳34的表面内和其周围布置或定位一个或多个传播接口32的一个示例。在该示例中，一个或多个传播接口包括lcd显示器、音频扬声器和图形显示器，用于显示合成漏电流或合成漏电流的任何预定量。

图7是一个实施例的方框图，示出了设备10的所提出的样机10a的操作部件。样机10a包括图2和3中所示的操作部件，并且这些相应的操作部件用与图2和3中的相同的参考数字表示。样机10a的大多数操作部件位于诸如外壳34的壳体中。通过绝缘结构泄漏的复合dc电流通过保护所有电气下游部件免受电力浪涌的瞬态电压保护器装置36流入设备10。样机10a还包括开关38，用于将处理器16从其正常或“运行”设置改变为其校准设置，反之亦然。波形分离器12的滤波器组12a包括低通滤波器12a'和高通滤波器12"。低通和高通滤波器与相应的放大器40'和40"相关联。通过低通滤波器40'滤除dc分量，并且通过高通滤波器40"滤除ac分量。在进一步处理之前，放大两个滤波器的输出。放大器40"的输出被馈送到正和负电压比较器22a和22b，它们又产生对应于复合dc电流的ac部分中包含的正和负分量的数字信号。放大器40'的输出(放大的dc分量)是模拟信号。对应于ac分量的数字信号和对应于dc分量的模拟信号由处理器16接收以进行进一步处理。样机10a的处理器16具有内置的adc42，其接收对应于dc分量的模拟信号并将其数字化。处理器16处理输入信号，以使用本领域公知的方法确定合成漏电流。样机10a的处理器16与用于存储与合成漏电流和/或其相关分量有关的信息的外部存储器44相关联。样机10a还包括围绕外壳34的外表面布置的一个或多个传播接口。与样机相关联的传播接口32包括音频扬声器和lcd显示器。如上所述，接口可用于警告工人流过绝缘结构18的合成漏电流的变化。在图7的样机中，处理器16还接收来自温度传感器48和湿度传感器50的输入，温度传感器48和湿度传感器50位于绝缘结构附近，用于感测绝缘结构周围的空气的温度和湿度。从温度和湿度传感器接收的输入也可以被显示在一个或者多个传播接口32上。处理器16包括用于与外围设备(例如传播接口32和/或一个或多个输入装置)通信的串行端口。

以下段落描述了用于测量流过各种形式的绝缘结构的漏电流的设备10的布置和使用。在这些实施例中，设备10的大多数操作部件容纳在外壳34内。设备10通常串联地连接在绝缘构件18和地g之间，以便测量和处理流过绝缘结构18的复合dc电流。如上所述，在一些实施例中，设备10可用于实时监测通过电耦合到高压通电导体的一个或多个绝缘结构泄漏的电流。

图8描绘了处于使用位置的设备10，其中空中升降装置60配备有用于人类乘员的吊斗62。空中提升装置60可以安装到卡车、车辆或拖车底盘64或类似平台，底盘64可以具有或不具有轮子。当设备10在使用中时，悬臂66可以是固定长度，或者可以伸缩方式延伸，其可以延伸使得吊斗62停靠于通电(即带电)高压直流电力线68旁，使得吊斗62内的人类乘员可以对高压直流电力线68进行维护或进一步构造。当设备10处于使用中时，可以用金属部件构造的吊斗62与dc电力线68处于同一电势(即电压)。类似地，吊斗62内的人类乘员也与dc电力线68处于同一电势。为了使吊斗62和吊斗62内的任何人类乘员与dc电力线68处于同一电势，使用接合夹具70。接合夹具70在吊斗62和用于吊斗62和人类乘员的dc电力线68之间提供电连接以实现dc电力线68的电势。吊斗62可枢转地附接到伸缩悬臂66，以允许在吊斗62和伸缩悬臂66之间的相对运动。伸缩悬臂66是由玻璃纤维或玻璃纤维和其它非导电材料制成的电绝缘构件，其它非导电材料可包括塑料和其它材料。

继续参照图8，靠近吊斗62安装在伸缩悬臂上的是电晕环72。电晕环72可安装在悬臂66和吊斗62的连接处的三米内或三码(yard)内，或大多数电有利的位置。在悬臂66的相反端处，靠近卡车底盘68或其它安装平台或悬臂66的最低枢轴点，外收集器带74和内收集器带74a(见图9)可分别安装到悬臂66的外部和内部并且抵靠悬臂66的外部和内部。悬臂66可以是中空的并且被用作图9中所示部件的导管或通道，图9中所示部件例如为一个或多个液压管线76、电线78和一个或多个光纤缆线80。也如图9所示，电线78可以穿过悬臂内部，或者可以沿着悬臂66的外表面或内表面的一定长度横穿或延伸。在悬臂66的基部，可以存在一个或多个电收集器82(图9a)，用于监测所有绝缘结构电流流动。电流感测电路20可以感测流过一个或多个收集器的复合dc电流，用于输入到波形分离器12。液压管线76、光纤缆线80和悬臂66中的每个可由介电材料制成并具有电绝缘性质。然而，如上所述，即使是电介质的且绝缘的材料也将允许一定相对量的电流通过，并且设备10被设计成检测该电流水平。

图9a是液压管线76和光纤缆线80如何可以位于悬臂20内部之内的透视图。另外，图9a示出了电收集器82。收集器82是导电的并且可以是夹具的形式，例如如图9a所示的围绕光纤缆线80的夹具。

图10示出了在接触点86和88处与通电的电导体68接触布置的绝缘梯84，并且设备10电连接到绝缘梯84。在绝缘梯84的相反端，第一导电夹紧环90a围绕并接触第一梯腿84a，并且第二导电夹紧环90b围绕并接触第二梯腿84b。夹紧环跨接线92电连接到第一导电夹紧环90a和第二导电夹紧环90b中的每一个。尽管可以使用导电夹紧环90a或90b，但是图10示出了在用于将电流从第一导电夹紧环90a和第二导电夹紧环90b中的每一个传导到设备10的导引线94。图10的配置允许设备10检测通过绝缘梯84到地g经由地线g'泄漏的电流。

图11示出了另一个实施例，其中绝缘脚手架96布置成与通电的dc导体68物理和电接触，例如用电跨接线98。设备10可以电连接到绝缘脚手架96以监测通过绝缘脚手架96泄漏的电流。更具体地，在距离下面的表面(例如绝缘脚手架96可以停靠的地g)一定距离处的给定水平面中，或者距离通电的dc导体68一定距离处的给定的水平面中，穿过该水平面的每个竖直柱96a都电连接导电线98a或多个导电线98a。导电线98a可以通过导电夹环固定在每个竖直柱96a上，以允许导电线98a的连续电环。因此，在绝缘脚手架96周围产生了从竖直杆到竖直杆的连续环。从导电线98a的一个部分，导引线99被连接以形成从导电线98到设备10的导电联接。图11的布置将测量流过绝缘脚手架并通过地线g'进入地g的漏电流。

图12示出了在通电电力线68上更换室外绝缘体104期间使用的第一绝缘热棒100和第二绝缘热棒102，以及在使用这种更换期间设备10的放置。热棒是专业从事维护、构建和重建通电或带电dc电力线的专业人士所使用的名称，用于特定类型的绝缘杆，它们也是工具，并且通常由玻璃纤维或玻璃纤维和其它一种或多种绝缘材料制成。出于实际目的，绝缘材料防止电流从诸如dc电力线68的通电电力线行进到地g。

继续参考图12，在涉及老化或以其它方式受损的绝缘体(例如绝缘体104)的更换的典型情况期间，使用设备10可涉及导体支撑结构106，例如格子塔或接地并因此处于地g的电势(即在业界称为地电势)的任何电力线支撑结构的一部分。作为导体支撑结构106的一部分，图12示出了近似水平或水平的梁108，以及具有相对于水平梁108的成角度的梁110。水平梁和成角度的梁通过连接结构112连接以增加强度。在第一绝缘热棒100和第二绝缘热棒102附接到导体支撑结构106(例如水平梁108)的情况下，第一绝缘热棒100和第二绝缘热棒102悬挂到与绝缘体104相同或近似相同长度。第一绝缘热棒100和第二绝缘热棒102可以通过限制支架114以指定距离分开。第一绝缘热棒100和第二绝缘热棒102中的每一个都通过夹紧装置或某一合适的装置固定到通电的dc电力线68上，并且，类似地，第一绝缘热棒100和第二绝缘热棒102中的每一个通过夹紧装置或某一合适的装置固定到水平梁108上。限制支架114可以位于通电的dc电力线68附近。当第一绝缘热棒100和第二绝缘热棒102如图12所示就位时，绝缘体104可以被移除并且代替导体支撑结构108，在移除之前，承受由于通电的dc电力线68的重力引起的拉伸载荷，第一绝缘热棒100和第二绝缘热棒102中的每一个承受通电的dc电力线68的拉伸载荷的一半。

图12还示出了以某种方式固定到导体支撑结构108的设备10。另外，位于第一绝缘热棒100和第二绝缘热棒102之间的导电跨接线116在两个棒之间形成电路径。导电跨接线116通过与每个接合点一致的导电夹具118牢固地紧固到第一绝缘热棒100和第二绝缘热棒102中的每一个。从导电夹具118中的一个，电引线120允许通过系统泄漏的电流流到设备10。用夹具夹到导体支撑结构106上的导电接地引线122完成了经由导体支撑结构106到地g的电流路径。

如上所述，可以几乎任何频率进行电流测量或测量电流测量值。可以在预定数量的测量之后(例如在100或1000次或者某一其它数量的次数之后)计算平均或合成的漏电流，然后将其存储在可以在设备10内部或外部的存储器中。合成漏电流或测量和处理的漏电流的某一数量或分量(这里称为相关分量或参数值)可以显示在与设备10相关联的一个或多个接口32上。

随着时间的推移，绝缘结构的介电性能可能劣化。因此，合成漏电流或其某一预定量或分量可能从第一值增加到第二值。如上所述，设备10可用于在实时的基础上监测和传播漏电流值中的这种趋势，以便警告工人或操作者流过绝缘结构的漏电流的强度增加。

在一个实施例中，合成漏电流或其任何分量可以与三个操作区域相关联，即安全区域、警告区域和危险区域。在安全区域，漏电流在允许的范围内。在警告区域，合成漏电流在安全区域之外，但不在不允许的范围内。警告区域值不一定构成危险情况。在危险区域，合成漏电流在不允许的范围内。危险区域通常表示迫近的闪络状况。危险区域表明绝缘完整性已经受到损害。如本领域技术人员将理解的，危险区域限度将比绝缘带电线结构的实际闪络阈值低几个数量级的幅度，以提供额外的警告时间和足够的安全系数，以使工人从绝缘结构中移除自身和/或采取措施停止或减少通过地50的电流的量。对于dc电压等级或范围的用于安全、警告和危险区域的阈值可以从代表故障情况的历史值中推导出来，故障情况例如为用于此等级的迫近的闪络情况。安全区域限度将根据设备可操作地耦合到的电力线的dc电压范围或精确的dc电压而变化。

在一个实施例中，安全区域(例如绿色)中的漏电流值可以通过一系列绿条以及给定值以图形方式显示。可以通过强度的彩色灯、物理图表或任何其它图形显示器来显示漏电流值。在一个实施例中，还显示警告(例如黄色)和危险区域(例如红色)漏电流值。然而，警告和危险区域中的值还可以伴随有某种类型的听觉或视觉警告信号，以警告操作者存在漏电流的强度增加。

由本文描述的设备确定的合成漏电流值可以绘制在图表上。或者，信息阵列可以编译和存储在例如与设备10相关联的存储器中的数据库中。电流及其持续时间的测量值可以在经过给定的时间段作为一系列整数(或值)被存储在存储器中。数据库可以包括信息列，包括，但不限于：时间(例如秒或微秒)、一定时间间隔(例如每1/60秒，每1/100秒，每1/120秒)的dc复合电流(例如微安)的安培读数、合成漏电流(例如微安培)的安培读数和在预定时间段内(例如每秒，每十秒)的合成漏电流的平均安培值。作为一个示例，可以在与设备10相关联的显示器上显示用于预定数量的读数的合成漏电流的平均安培值，或者预定时间段内的平均安培值，以供观看者或设备10的用户进行可视化检查。此外，代替在显示器上显示数值，图形表示可以同时地被显示或替代地被显示。图形表示可以是连续变化的条形图，其以图形方式显示合成漏电流的安培值。

为了优化存储器的使用，可以从与设备相关联的存储器中删除任何“旧的”或过去相关的历史记录和显示的合成漏电流值，以便向用户或工人提供关于绝缘结构18的当前或瞬时的绝缘特性或状态的更新的、更相关的数据。