基于瞬时闪电强光的线路绝缘子雷击故障定位方法及装置与流程

本发明涉及电力系统高电压技术领域，具体涉及一种基于瞬时闪电强光的线路绝缘子雷击故障定位方法及装置。

背景技术：

雷电是大自然中宏伟壮观的气体放电现象，所产生的雷电流幅值高达数千安至数百千安，从而产生巨大的电磁效应、机械效应和热效应。电力系统中的输电线路一旦遭受雷击，在雷电流对地释放的过程中，会在其绝缘子上引起很高的电压，造成绝缘子闪络放电，引起线路跳闸事故。虽然输电线路采取了一系列的防雷击措施，如：架设避雷线、装设耦合地线、降低接地电阻、提高线路绝缘、安装线路避雷器或放电间隙等等，但输电线路雷击跳闸事故仍时有发生。一般情况下输电线路绝缘具有自恢复功能，大多数雷击造成的冲击闪络和工频电弧放电在线路跳闸后能够迅速去电离，线路的绝缘极少发生永久性的损坏，因此装设线路自动重合闸装置能够快速恢复线路的正常运行，统计结果表明：线路重合闸的成功率高达85％以上。即使如此，线路绝缘在雷击冲击闪络和工频电弧作用下，仍会有一定程度的损伤，特别是重合闸不成功的线路绝缘遭到破坏的程度往往会比较严重。电力系统相关管理制度规定：输电线路一旦遭到雷击，不论重合成功与否，都必须开展针对跳闸而开展的输电线路巡线工作，查找故障准确部位、检查线路设施(包括：导线、绝缘子、接地装置等等)遭受破坏的程度，核查输电线路的安全运行能力，防止运行中发生破坏事故，保证供电可靠性。

由于输电线路穿山越岭、纵横交错，长达数公里至上千公里，再加线路跳闸的故障特征并不十分显著，准确查找故障点十分困难。目前运行的输电线路虽有故障测距、雷电定位系统等技术手段，但实践经验表明：有些故障点查找需要投入大量的人力和物力，有时即使穿越数十公里，登上数十米的线路杆塔，往返巡视多次，放电的具体部位也难以找到，给输电线路日后的安全运行留下隐患。因此，快捷准确的查找故障点，确定故障劣化程度，采取针对性的预防措施和运维策略，对减少雷害事故，提高供电可靠性意义重大。

在输电线路绝缘子雷击闪络故障中，一次雷电主放电的时间极短，只有50～100微秒，统计结果表明：一次雷电放电往往包含多次重复冲击放电，平均重复冲击次数可取3次。一次雷电放电总的延续时间(包括多次冲击放电)，有50％小于0.2秒，大于0.2秒的只占5％。雷击放电的瞬时功率非常大，使空气发生强烈电离、激励和光辐射，表观现象是伴随耀眼的强光闪电。

雷电流超过线路的耐雷水平，会引起线路绝缘子的瞬时冲击闪络，由于时间极短，此时的线路保护装置来不及动作，只有在冲击闪络之后建立起稳定燃烧的工频电弧，才会引起线路跳闸。工频电弧燃烧的持续时间取决于继电保护装置动作时间和断路器固有分闸时间，大约在100毫秒之内，若能记录输电线路绝缘子的工频续流放电现象，即可判定雷击引起绝缘子闪络的故障点，确定故障部位，大幅度降低故障点查找的劳动强度，提高巡视效率，避免恶劣天气下的户外巡视。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题中的不足，本发明的目的在于：提供一种基于瞬时闪电强光的线路绝缘子雷击故障定位方法及装置，便于输电线路运维人员确定线路设施的故障程度，精确评价线路运行状态，提高输电线路的安全运行水平。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

所述基于瞬时闪电强光的线路绝缘子雷击故障定位方法，包括以下步骤：

1)、在雷击架空线路的主放电阶段，光传感器采集强光突变信息，闪电突变的强光使光传感器动作；

2)、光传感器发出指令，摄像装置接收到拍摄启动信号并启动，记录空间内的绝缘子此时是否发生雷击闪络的图片，并保存至存储器；

3)、通过信号传输单元将摄像装置拍摄到的图片传输至用户终端；

4)、输电线路运维人员根据拍摄到的图像判断输电线路雷击闪络的杆塔或相位。

进一步优选，所需的拍摄启动信号来自雷击放电的强光突变量，无需采用成本昂贵的实时录像装置，装置自身消耗功率低，供电系统的容量要求容易实现。由于装置无需一直处于工作状态，信号传输回路只是传送雷击闪络状态的图片信息，通信所需的流量大幅减少，可以节省了大量的通讯流量费用。同时，避免了无用图片信息推送至客户终端，提高了输电线路状态信息的诊断效率。

进一步优选，用户终端包括运维人员的专用终端、手机终端、调度自动化主站终端。

所述的基于瞬时闪电强光的线路绝缘子雷击闪络故障定位方法的装置，包括箱体，箱体的内部设置光传感器、摄像装置、存储器、拍摄启动电路、信号传输电路以及供电系统，以上部件集成在箱体内部。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明能够自动记录输电线路空间雷电放电时的图片信息，通过线路绝缘子有无闪络放电现象，判断雷击绝缘子闪络故障的具体部位，避免了雷击事故后输电线路巡视带来的一系列问题，提高了故障线路的巡视效率，有利于故障的分析处理，提高输电线路安全运行水平。

附图说明

图1本发明的结构示意图；

图2本发明流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：

实施例1

如图1-2所示，本发明所述基于瞬时闪电强光的线路绝缘子雷击故障定位方法，包括以下步骤：

1)、在雷击架空线路的主放电阶段，光传感器采集强光突变信息，闪电突变的强光使光传感器动作；

2)、光传感器发出指令，摄像装置接收到拍摄启动信号并启动，记录空间内的绝缘子此时是否发生雷击闪络的图片，并保存至存储器；

3)、通过信号传输单元将摄像装置拍摄到的图片传输至用户终端；

4)、输电线路运维人员根据拍摄到的图像判断输电线路雷击闪络的杆塔或相位

进一步优选，所需的拍摄启动信号来自雷击放电的强光突变量，无需采用成本昂贵的实时录像装置，装置自身消耗功率低，供电系统的容量要求容易实现。由于装置无需一直处于工作状态，信号传输回路只是传送雷击闪络状态的图片信息，通信所需的流量大幅减少，可以节省了大量的通讯流量费用。同时，避免了无用图片信息推送至客户终端，提高了输电线路状态信息的诊断效率。

进一步优选，用户终端包括运维人员的专用终端、手机终端、调度自动化主站终端。

所述的基于瞬时闪电强光的线路绝缘子雷击闪络故障定位方法的装置，包括箱体，箱体的内部设置光传感器、摄像装置、存储器、拍摄启动电路、信号传输电路以及供电系统，以上部件集成在箱体内部。

光传感器用于采集雷击过程中瞬变的强光信息，光的强度及其突变速度达到定值后，通过启动拍摄电路和摄像装置及其存储器，实现输电线路绝缘子闪络过程图像的记录，通过信号传输电路将图片信息传输至用户终端。

本装置可以直接安装在输电线路杆塔上，摄像头对准沿线路走廊的空间区域(包括线路绝缘子)。为避免自然光状态下光传感器频繁动作，利用闪电瞬间突变的特征，以强光突变量作为激发和启动的判据。

另外，本装置具有定期自检功能，自检异常发出“装置故障信号”至用户终端，便于装置自身的运行维护管理。

其中，供电系统由风力发电组件、光伏电池板、蓄电池等构成，为整个装置提供信号电源和操作电源。

装置的动作原理是：雷电主放电产生的强光闪电激发光传感器，通过光传感器触发拍摄启动电路，使摄像装置快速进入工作状态，拍摄该区域内的包括线路绝缘子在内的空间场景，若有雷击闪络故障，即可记录下绝缘子沿面闪络时电弧燃烧的画面，以之作为故障定位的判据。摄像头拍摄的画面，可以通过信号传输电路传送至运维人员的专用终端、手机终端、调度自动化主站等等，实现故障信息的快速推送。