一种电力线路绝缘故障预警装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电力线路绝缘故障预警装置，包括穿芯式行波传感器、行波信号检测单元、高精度GPS同步时钟单元、电力线路绝缘故障预警主机。其中的核心部分是电力线路绝缘故障预警主机，包括GPRS无线通信模块、精确定位预警模块、人机交互模块、存储模块。本实用新型以精确行波定位技术为基础，将成熟应用于输电线路行波定位技术嵌入到绝缘故障预警装置中，以行波信号幅值和两个同向行波信号之间的到达时间间隔作为绝缘预警判据，可以实现绝缘预警程度的准确判断，提升电力系统绝缘预警水平，降低绝缘事故发生率，有利于电力线路长期保持安全稳定运行。
【专利说明】一种电力线路绝缘故障预警装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属电力输电网故障检测【技术领域】，特别涉及一种电力线路绝缘故障预
I=I目.0
【背景技术】
[0002]电力网架结构复杂，高压线路输送距离长，可能穿越高山密林或污秽地区，因线路绝缘子老化、雷击闪络、断线、碰线、鸟粪污闪、线路下方树枝摆动放电等各种类型故障时有发生，易导致线路出现停电事故。线路上主要的绝缘控件即为绝缘子，绝缘子的机械强度必须能够固定并且支撑电力线路，电气性能必须能使电力线路之间以及电力线路与大地之间具有足够的绝缘。一般绝缘子在户外运行，周围是强电场、强磁场以及恶劣天气等环境，很容易出现绝缘子内部间隙、表面损坏等情况，致使导线与杆塔之间绝缘降低，严重时将在电力系统中造成停电等事故。
[0003]根据上述分析，电力线路绝缘故障发生频繁，危害严重，亟需专家学者进行深入研究。当前国内外缺乏成熟的线路绝缘故障在线监测及精确定位技术，长期以来电力部门都是等到线路发生故障停电后，找到故障点并对故障点进行处理再恢复供电，无法做到未雨绸缪，无法在线监视电力线路的运行状况，无法把故障消除在萌芽状态；而故障发生后，故障点的查找往往通过目测沿线巡视，一直没有比较准确的指导系统，费时费力，效率低下。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种电力线路绝缘故障预警装置，实现电力线路绝缘故障预警程度判断。
[0005]本实用新型采用的技术方案为:
[0006]一种电力线路绝缘故障预警装置，包括:
[0007]穿芯式行波传感器，安装于电路线路两端的电容式电压互感器的接地线上；
[0008]行波信号检测单元，连接所述穿芯式行波传感器的信号输出端；
[0009]电力线路绝缘故障预警主机，连接所述行波信号检测单元；
[0010]高精度GPS同步时钟单元,连接所述电力线路绝缘故障预警主机。
[0011]所述穿芯式行波传感器用于感应电容式电压互感器接地线上的行波信号并传送给行波信号检测单元，所述行波信号检测单元把采集的穿芯式行波传感器上的暂态行波信号进行模数转换、并把转换后的数字信号传送给电力线路绝缘故障预警主机，所述电力线路绝缘故障预警主机根据行波信号检测单元转换后的暂态行波信号判断绝缘预警程度，所述高精度GPS同步时钟单元，为电力线路绝缘故障预警主机记录行波到达时刻提供精确授时。
[0012]所述电力线路绝缘故障预警主机包括:用于实现线路两端绝缘预警装置通信功能的GPRS无线通信模块；用于故障精确定位及预警功能的精确定位预警模块；用于预测绝缘闪络放电的发展趋势的人机交互模块；用于记录一段时间内的绝缘故障信息的存储模块。
[0013]本实用新型以精确行波定位技术为基础，将成熟应用于输电线路行波定位技术嵌入到绝缘故障预警装置中，提高了绝缘预警的精确性；故障行波属于暂态突变信号，频率范围是1kHf 2MHz，故障行波信号具有速度快、数据量大等特点，丰富的故障信息有利于绝缘预警的实现；穿芯式行波传感器检测灵敏度高，定位误差小，绝缘预警可靠性高；以行波信号幅值和两个同向行波信号之间的到达时间间隔作为绝缘预警判据，可以实现绝缘预警程度的准确判断，提升电力系统绝缘预警水平。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0015]图1是本实用新型电力线路绝缘故障预警装置的原理框图。
[0016]图2是本实用新型电力线路绝缘故障预警装置的工作流程图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示的一种电力线路绝缘预警装置，包括:穿芯式行波传感器、行波信号检测单元、高精度GPS同步时钟单元、电力线路绝缘故障预警主机。
[0018]穿芯式行波传感器套接在杆塔CVT (CVT为电容式电压互感器的简称，以下均称为CVT)接地线上，能够有效检测闪络等轻微故障2产生的行波信号1，不失真地传变电力系统一次暂态行波信号。利用CVT接地线提取的电流行波信号，将电流转变成电压信号进行故障定位，无需高速采集装置，直接利用硬件提取，结构简单，造价低，易操作。
[0019]行波信号检测单元将CVT接地线上提取的暂态行波信号进行模数转换，将行波模拟信号转换为数字信号。
[0020]高精度GPS同步时钟单元为装置记录行波到达时间提供精确授时，实现对系统扰动情况异地同步记录。
[0021]电力线路绝缘故障预警主机记录行波到达的时刻、记录行波幅值、计算绝缘故障准确位置、计算两个同向行波信号之间的到达时间间隔、判断绝缘预警程度。
[0022]其中，电力线路绝缘故障预警主机包括:GPRS无线通信模块、精确定位预警模块、人机交互模块、存储模块。
[0023]GPRS无线通信模块实现线路两端绝缘预警装置的通信功能，将本端装置检测到的行波信息发送至对端装置。
[0024]精确定位预警模块具有故障精确定位及预警两个功能:首先，记录行波信号从局部放电的绝缘子沿电力线路传输到达测量点的准确时刻，精确定位局部放电的绝缘子位置；然后，记录行波信号幅值，以及两个同向行波信号之间的到达时间间隔，借助模糊算法对行波幅值及到达时间间隔进行分析，实现绝缘故障预警。
[0025]人机交互模块为电力线路绝缘预警装置的操作平台，可对电力线路的性能发生下降的绝缘子局部放电的时间、绝缘子位置以及线路局部放电历史事件进行查询，通过历史时间反映绝缘闪络的发展过程，预测绝缘闪络放电的发展趋势，合理安排检修。
[0026]存储模块具备一定的存储空间，能够记录一段时间内的绝缘故障信息，如行波到达的时亥IJ、行波幅值、两个同向行波信号之间的到达时间间隔等，为分析电力线路的历史运行情况提供必要信息。
[0027]电力线路绝缘预警装置的工作流程如图2所示:
[0028]步骤1:由安装于CVT接地线上的穿芯式行波传感器从CVT接地线上提取行波信号;
[0029]步骤2:行波信号检测单元实时记录行波传感器二次侧的暂态行波信号幅值，并将检测到的行波信号峰值(Vmax)与预设的整定值(Vset)进行比较，当Vmax ^ Vset时，进入步骤3 ;当Vmax < Vset时,返回步骤I ;
[0030]步骤3:记录暂态行波信号到达的卫星时间，并根据双端行波定位方法确定绝缘故障位置；
[0031]步骤4:记录两个同向行波信号之间的到达时间间隔，结合行波信号峰值判断绝缘预警程度；
[0032]步骤5:输出绝缘故障定位结果及预警程度信号。
【权利要求】
1.一种电力线路绝缘故障预警装置，其特征在于，包括: 穿芯式行波传感器，安装于电路线路两端的电容式电压互感器的接地线上； 行波信号检测单元，连接所述穿芯式行波传感器的信号输出端； 电力线路绝缘故障预警主机，连接所述行波信号检测单元； 高精度GPS同步时钟单元,连接所述电力线路绝缘故障预警主机。
2.如权利要求1所述的电力线路绝缘故障预警装置，其特征在于，所述穿芯式行波传感器用于感应电容式电压互感器接地线上的行波信号并传送给行波信号检测单元，所述行波信号检测单元把采集的穿芯式行波传感器上的暂态行波信号进行模数转换、并把转换后的数字信号传送给电力线路绝缘故障预警主机，所述电力线路绝缘故障预警主机根据行波信号检测单元转换后的暂态行波信号判断绝缘预警程度，所述高精度GPS同步时钟单元，为电力线路绝缘故障预警主机记录行波到达时刻提供精确授时。
3.如权利要求1所述的电力线路绝缘故障预警装置，其特征在于，所述电力线路绝缘故障预警主机包括: 用于实现线路两端绝缘预警装置通信功能的GPRS无线通信模块； 用于故障精确定位及预警功能的精确定位预警模块； 用于预测绝缘闪络放电的发展趋势的人机交互模块； 用于记录一段时间内的绝缘故障信息的存储模块。
【文档编号】G01R31/08GK204203409SQ201420547719
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】赵庆喜, 盛从兵, 李俊防, 邵震, 曾祥君, 喻锟, 蔡夏诗 申请人:国网河南省电力公司濮阳供电公司, 国家电网公司