电气铁路高压绝缘子工作状态预警方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种电气铁路高压绝缘子工作状态预警方法和系统。
【背景技术】
[0002]电气化铁路的供电线路上大量使用高压绝缘子，高压绝缘子工作状态的好坏直接关系到铁路运营的安全问题。高压绝缘子的工作状态一般有四个阶段:第一，绝缘子表面积污阶段，该阶段绝缘子泄漏电流以工频为主，幅值小于1mA以下，对于有损坏的绝缘子，如:零值绝缘子和有裂缝的绝缘子，在该阶段会有高频电晕脉冲出现；第二，绝缘子表面湿润阶段，该阶段中绝缘子表面积污层吸收水分，绝缘电阻减少，泄漏电流迅速增大，绝缘子运行状态变坏；第三，绝缘子表面产生局部放电阶段，在潮湿环境中，绝缘子表面积污层受潮，泄漏电流继续增大，并对积污层进行烘干形成干燥带，引起绝缘子承受电压的重新分配，干燥带承受很高电压，形成辉光放电；第四，闪络阶段，该阶段中绝缘子表面的干燥带扩大，局部电弧拉长，污层阻值减小，泄漏电流增大，局部电弧压降不断降低，发展为闪络，严重时引起重大事故。
[0003]目前，国内外动态监测绝缘子工作状态大多采用监测绝缘子泄漏电流的办法进行。例如，通过采集运行电压下绝缘子泄漏电流的最大脉冲幅值，来判断绝缘子的工作状态。但是，由于绝缘子泄漏电流从小到大直到发展为闪络，有一个过程，在这个过程中影响泄露电流的大小除了绝缘子本身好坏、电压等级、天气状况和绝缘子污秽程度这四大因素夕卜，还有其他很多随机因素，难以用一个统一的标准或阈值进行预测。例如，对于比较潮湿的珠三角地区，普通情况下，泄漏电流小于650uA，绝缘子表面无任何爬电；泄漏电流大于1mA时，绝缘子表面明显跳火；泄漏电流大于2mA时串弧间断维持，但这此数据对于干燥地区，却极其不准确。综上所述，采用监测绝缘子泄漏电流的大小无法使用统一阀值判断绝缘子工作状态，无法很好的对高压绝缘子的运行状态进行安全预警。
【发明内容】
[0004]因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的监测绝缘子泄漏电流的大小无法很好的对高压绝缘子的运行状态进行安全预警的缺陷，从而提供一种电气铁路高压绝缘子工作状态预警方法和系统。
[0005]为此，本发明的技术方案如下:
[0006]一种电气铁路高压绝缘子工作状态预警方法，包括如下步骤:
[0007]对绝缘子泄露电流进行采样，得到绝缘子泄露电流的采样数据；
[0008]根据所述采样数据得到所述绝缘子泄露电流的低频脉冲的频谱；
[0009]根据所述采样数据得到所述绝缘子泄露电流的高频脉冲的尺度穿越率；
[0010]根据所述频谱与所述尺度穿越率还原所述泄露电流的脉冲形态；
[0011 ] 根据所述脉冲形态判断绝缘子对应的工作状态。
[0012]优选地，所述根据所述脉冲形态判断绝缘子对应的工作状态的步骤具体包括:
[0013]当所述脉冲形态为正弦的工频泄露电流时，判断工频泄露电流最大值时是否出现尖峰脉冲，是则所述绝缘子对应的工作状态为绝缘子表面湿润阶段，否则所述绝缘子对应的工作状态为安全工作区；
[0014]当所述脉冲形态为三角波时，则所述绝缘子对应的工作状态为绝缘子表面产生局部放电阶段；
[0015]当所述脉冲形态为无规则无零休时，则所述绝缘子对应的工作状态为闪络阶段。
[0016]优选地所述的方法，还包括:比较同一个绝缘子在不同时刻的所述脉冲形态，获取所述绝缘子的脉冲形态的变化，预测该绝缘子变坏的速度。
[0017]优选地所述的方法，还包括:对相同地区相同批次的不同绝缘子在同一时刻的所述脉冲形态进行比较，以查找有缺陷的绝缘子。
[0018]优选地，当多个绝缘子由一条接地线连接共同接地时，则通过如下方式获得每个绝缘子的泄露电流的采样数据:
[0019]在每个绝缘子的进地端对泄露电流进行采样；
[0020]将所述采样数据两两相减，得到每个绝缘子的泄露电流的采样数据。
[0021]优选地所述的方法，还包括采集绝缘子泄露电流的最大幅值并判断所述最大幅值是否超过预设阈值，若是则开始对绝缘子泄露电流进行采样。
[0022]一种电气铁路高压绝缘子工作状态预警系统，包括:
[0023]采集部件，与绝缘子连接，用于对绝缘子泄露电流进行采样，得到绝缘子泄露电流的采样数据；
[0024]采集端数据处理部件，用于根据所述采样数据得到所述绝缘子泄露电流的低频脉冲的频谱，并根据所述采样数据得到所述绝缘子泄露电流的高频脉冲的尺度穿越率；
[0025]传输部件，用于发送所述频谱与所述尺度穿越率至服务器(4);
[0026]服务器，用于根据接收到的所述频谱与所述尺度穿越率还原所述泄露电流的脉冲形态；并用于根据所述脉冲形态判断绝缘子对应的工作状态。
[0027]优选地，所述服务器根据所述脉冲形态判断绝缘子对应的工作状态的过程具体包括:
[0028]当所述脉冲形态为正弦的工频泄露电流时，判断工频泄露电流最大值时是否出现尖峰脉冲，是则所述绝缘子对应的工作状态为绝缘子表面湿润阶段，否则所述绝缘子对应的工作状态为安全工作区；
[0029]当所述脉冲形态为三角波时，则所述绝缘子对应的工作状态为绝缘子表面产生局部放电阶段；
[0030]当所述脉冲形态为无规则无零休时，则所述绝缘子对应的工作状态为闪络阶段。
[0031]优选地，所述服务器还用于比较同一个绝缘子在不同时刻的所述脉冲形态，获取所述绝缘子的脉冲形态的变化，预测该绝缘子变坏的速度；
[0032]还用于对相同地区相同批次的不同绝缘子在同一时刻的所述脉冲形态进行比较，以查找有缺陷的绝缘子。
[0033]优选地，当多个绝缘子由一条接地线连接共同接地时，则通过如下方式获得每个绝缘子的泄露电流的采样数据:
[0034]在每个绝缘子的进地端上安装所述采集部件对泄露电流进行采样；
[0035]所述采集端数据处理部件将每个所述采集部件采集到的所述采样数据两两相减，得到每个绝缘子的泄露电流的采样数据。
[0036]本发明技术方案，具有如下优点:
[0037]1.本发明提供的电气铁路高压绝缘子工作状态预警方法和系统，通过绝缘子泄露电流的低频脉冲中的频谱和高频脉冲的尺度穿越率还原泄露电流的脉冲形态，并根据脉冲形态判断绝缘子对应的工作状态。由于绝缘子在整个工作周期内，泄露电流的形态是有一定的规律可循的，该方法和系统便从泄露电流频谱形态学的特点判定绝缘子的工作状态，不再是现有技术中通过设置绝缘子泄漏电流大小的一个阈值来判断，使得该方法和系统能适用于各个不同的环境，且准确便于使用。
[0038]2.本发明提供的电气铁路高压绝缘子工作状态预警方法和系统，通过比较同一个绝缘子在不同时刻的脉冲形态，获取绝缘子的脉冲形态的变化，预测该绝缘子变坏的速度。由于绝缘子如果在工作周期内变坏，则会表现在泄露电流的脉冲形态上，若当前时刻和上一时刻比，脉冲形态发生了较大的变化，则说明给绝缘子正在迅速变坏，如果发生这种情况，则需要对当前绝缘子进行预警。
[0039]3.本发明提供的电气铁路高压绝缘子工作状态预警方法和系统，通过对相同地区相同批次的不同绝缘子在同一时刻的脉冲形态进行比较，以查找有缺陷的绝缘子。由于不同的绝缘子的地区、批次和时刻均相同，则可以理解为不同绝缘子的外界环境是一样，根据单一变量原则，如果有某个绝缘子的脉冲形态与其他绝缘子不同，则可以说明该绝缘子自身可能是有缺陷的，从而达到查找有缺陷的绝缘子的目的，简单易行。
[0040]4.本发明提供的电气铁路高压绝缘子工作状态预警方法，还包括采集绝缘子泄露电流的最大幅值并判断最大幅值是否超过预设阈值，若是则开始对绝缘子泄露电流进行采样。因为绝缘子只有在最大幅值超过某阈值时，才可能发生工作状态开始变坏的问题，则如此设置有利于节约能耗，且减轻了数据处理量。
【附图说明】
[0041]为了更清楚