本发明涉及架空线路带电检测技术领域，具体来说是一种用于架空绝缘线的缺陷区间带电检测装置及其检测方法。
背景技术：
随着电网公司提升架空线绝缘率的要求，架空绝缘线越来越广泛的使用在城市和郊区的配电线路中。然而，由于其工作状态受到自然天气、周围环境以及电力系统过电压等影响，可能导致架空绝缘线中绝缘含有缺陷部分会产生局部放电，从而影响架空绝缘线的安全运行，降低架空绝缘线的运行可靠性。
近年来，电力企业往往在架空绝缘线巡检中采用超声检测方法，通过沿着架空绝缘线的架设路径采取异常超声信号来判断其绝缘状态。然而这种超声信号灵敏度较低、传播具有方向性，特别是无法满足于实际应用。对于较长的架空绝缘线路，需要人力利用载体沿着架空绝缘线在地面进行缓慢行进，沿线巡查耗时耗力，在城市繁华路段则更加无法使用。
因此，如何研发出一种无需进行沿线行进巡线的绝缘线缺陷部分检测装置及其方法已经成为急需解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中架空绝缘线绝缘缺陷检测方式无法满足实际使用需要的缺陷，提供一种用于架空绝缘线的缺陷区间带电检测装置及其检测方法来解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于架空绝缘线的缺陷区间带电检测装置，包括架空绝缘线，还包括带电测试组件A和带电测试组件B，带电测试组件A与带电测试组件B两者结构相同，带电测试组件A和带电测试组件B均挂在架空绝缘线上；
所述的带电测试组件A包括电流检测线圈组件，电流检测线圈组件的输出端与光电信号转换电路的输入端相连，光电信号转换电路的输出端通过光纤与极性检测电路相连；
所述的电流检测线圈组件包括绝缘外壳，绝缘外壳为圆环形且设有外缺口，绝缘外壳内安装有高频电流检测线圈，绝缘外壳上安装有安全支撑杆，安全支撑杆以绝缘外壳圆心为方向的延长线与外缺口以绝缘外壳圆心为方向的延长线相垂直，安全支撑杆旁安装有后级电路盒，后级电路盒内安装有光电信号转换电路，高频电流检测线圈与光电信号转换电路的输入端相连，绝缘外壳的内圆外壁上安装有4根辅助杆，4根辅助杆均朝向绝缘外壳的内圆圆心且均固接在套环上，套环位于绝缘外壳的内圆圆心处，套环上开设有内缺口，内缺口的位置与外缺口相对应，套环套在架空绝缘线上。
所述的极性检测电路包括光电转换电路，光纤与光电转换电路的输入端相连，光电转换电路的输出端与滤波放大电路的输入端相连，滤波放大电路的输出端与极性判断电路的输入端相连，极性判断电路的输出端与保持电路的输入端相连，保持电路的输出端接入极性指示电路。
所述的高频电流检测线圈为基于聚四氟乙烯骨架绕制的自积分罗氏线圈。
还包括服务器端，所述的极性指示电路上接有无线发送芯片，带电测试组件A和带电测试组件B均与服务器端进行无线数据通信。
一种用于架空绝缘线的缺陷区间带电检测装置的检测方法，包括以下步骤：
电流检测线圈在挂线状态下的预处理，服务器端给无线发送芯片发送命令，命令无线发送芯片利用天线在被检测区间内向架空绝缘线注入脉冲信号，带电测试组件A的电流检测线圈组件和带电测试组件B的辅助电流检测线圈组件检测此脉冲信号输出的电压极性，将其设置为电流检测线圈组件的标定极性和辅助电流检测线圈组件的标定极性；
电流脉冲波的获取，带电测试组件A检测架空绝缘线上的局部放电脉冲信号，带电测试组件B检测架空绝缘线上的局部放电脉冲信号，并将两个局部放电脉冲信号发送给服务器端进行判断；
缺陷区间局部放电故障的判断，服务器端将电流检测线圈组件与辅助电流检测线圈组件的局部放电脉冲信号对应与电流检测线圈组件的标定极性和辅助电流检测线圈组件标定极性进行对比，
若电流检测线圈组件的局部放电脉冲信号与电流检测线圈组件的标定极性相同且辅助电流检测线圈组件的局部放电脉冲信号与辅助电流检测线圈组件标定极性相同，则判定当前区间内存在绝缘缺陷；
若电流检测线圈组件的局部放电脉冲信号与电流检测线圈组件的标定极性相反且辅助电流检测线圈组件的局部放电脉冲信号与辅助电流检测线圈组件标定极性相反，则判定当前区间内存在绝缘缺陷；
若电流检测线圈组件的局部放电脉冲信号与电流检测线圈组件的标定极性相反且辅助电流检测线圈组件的局部放电脉冲信号与辅助电流检测线圈组件标定极性相同，则判定绝缘缺陷不在当前区间内；
若电流检测线圈组件的局部放电脉冲信号与电流检测线圈组件的标定极性相同且辅助电流检测线圈组件的局部放电脉冲信号与辅助电流检测线圈组件标定极性相反，则判定绝缘缺陷不在当前区间内。
有益效果
本发明的一种用于架空绝缘线的缺陷区间带电检测装置及其检测方法，与现有技术相比针对架空绝缘线以区间的方式进行定位，根据定位区间内缺陷点发生的局部放电以进行绝缘缺陷方位的判断。本发明能够对架空绝缘线中缺陷点局部放电进行局部放电测量和缺陷位置区间的定位，具有安全，便携和高效的特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中电流检测线圈组件的结构示意图；
图3为本发明的电路连接原理图；
图4为本发明中极性检测电路的电路连接原理图；
图5为本发明中带电测试组件A与带电测试组件B均为负向状态时的缺陷位置局部放电检测原理图；
图6为本发明所涉及的检测方法顺序图；
其中，1-带电测试组件A、2-带电测试组件B、3-架空绝缘线、4-电流检测线圈组件、5-光电信号转换电路、6-光纤、7-极性检测电路、8-服务器端、11-绝缘外壳、12-外缺口、13-高频电流检测线圈、14-安全支撑杆、15-后级电路盒、16-内缺口、17-辅助杆、18-套环、21-无线发送芯片、22-极性指示电路、23-光电转换电路、24-滤波放大电路、25-极性判断电路、26-保持电路。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
如图1所示，本发明所述的一种用于架空绝缘线的缺陷区间带电检测装置，包括架空绝缘线3、带电测试组件A1和带电测试组件B2，带电测试组件A1与带电测试组件B2两者结构相同。带电测试组件A1和带电测试组件B2均挂在架空绝缘线3上，带电测试组件A1和带电测试组件B2形成针对于架空绝缘线3的区间，利用带电测试组件A1和带电测试组件B2在此区间内判断是否存在局部放电，从而判断出此区间内是否存在绝缘缺陷。
带电测试组件A1包括电流检测线圈组件4，电流检测线圈组件4用于检测出架空绝缘线中的局部放电信号，根据带电测试组件A1和带电测试组件B2检测的信号极性异同判断架空绝缘线中绝缘缺陷点是否所在此位置区间。
如图3所示，电流检测线圈组件4的输出端与光电信号转换电路5的输入端相连，电流检测线圈组件4通过其自带的自积分电阻把电流信号转换为电压信号(直接获取电阻上的电压)，再将电压信号通过光电信号转换电路5转换成光信号，通过光信息进行传输，保证了采集人员的安全，以达到带电检测的目的。光电信号转换电路5的输出端通过光纤6与极性检测电路7相连，极性检测电路7用于判断电流脉冲波，分析其为前行波或反行波，从而判断出其是否存在局部放电现象。
如图2所示，电流检测线圈组件4包括绝缘外壳11，绝缘外壳11为聚四氟乙烯材料制成。绝缘外壳11为圆环形且设有外缺口12，外缺口12用于架空绝缘线3安装使用，绝缘外壳11内按传统方式安装有高频电流检测线圈13。高频电流检测线圈13为基于聚四氟乙烯骨架绕制的自积分罗氏线圈，能够准确测量架空绝缘线中的高频局部放电脉冲信号，且不存在饱和现象。
绝缘外壳11上安装有安全支撑杆14，安全支撑杆14用于工作人员抓举，其可以为环氧树脂材料制成。安全支撑杆14以绝缘外壳11圆心为方向的延长线与外缺口12以绝缘外壳11圆心为方向的延长线相垂直，使得工作人员在举安全支撑杆14时，可以方便地将架空绝缘线3通过外缺口12放入高频电流检测线圈13的圆心处。安全支撑杆14旁安装有后级电路盒15，后级电路盒15内安装有光电信号转换电路5，高频电流检测线圈13与光电信号转换电路5的输入端相连。后级电路盒15还可能按现有技术方式安装锂电池，以供高频电流检测线圈13的电源供应。
为了在电流检测线圈组件4挂在架空绝缘线3上时，架空绝缘线3始终处于高频电流检测线圈13的圆心处。在此，在绝缘外壳11的内圆外壁上安装4根辅助杆17，4根辅助杆17均朝向绝缘外壳11的内圆圆心且均固接在套环18上，套环18位于绝缘外壳11的内圆圆心处。套环18上开设有内缺口16，内缺口16的位置与外缺口12相对应，套环18套在架空绝缘线3上，使得架空绝缘线3始终处于高频电流检测线圈13的圆心处，以保证高频电流检测线圈13检测高频局部放电脉冲信号的准确性。
如图4所示，极性检测电路7包括光电转换电路23，光纤6与光电转换电路23的输入端相连，在此将数据传输通过光纤6传输，充分保证了地面设备的安全可靠。光电转换电路23的输出端与滤波放大电路24的输入端相连，滤波放大电路24采用5级无源带通滤波器，滤波频带为10kHz-1MHz,可以有效的滤除工频信号以及射频干扰等，放大倍数为20倍。滤波放大电路24的输出端与极性判断电路25的输入端相连，极性判断电路25的输出端与保持电路26的输入端相连，极性判断电路25判断开始工作后测量到的第一脉冲的极性并通过保持电路26保持该状态，在5-10秒钟后再进行下一次测量并保持。保持电路26的输出端接入极性指示电路22，通过极性指示电路22对外进行展示。
在此，极性指示电路22可以采用传统的计数显示和极性显示两部分相结合的指示电路，每进行一次极性判断计数显示就加一次，若极性与该侧高频电流检测线圈的标定极性方向相同，绿色LED灯亮起，若相反，红色LED灯亮起。
在实际使用时，将带电测试组件A1和带电测试组件B2分别挂在架空绝缘线3上，带电测试组件A1和带电测试组件B2可以相距几公里，测量架空绝缘线3在此几公里区间内是否有绝缘缺陷。操作人员将带电测试组件A1的电流检测线圈组件4和带电测试组件B2的辅助电流检测线圈组件标定正方向朝向相同。如图5所示，当在带电测试组件A1和带电测试组件B2这两个区间内发生局部放电时，该放电信号分别向两边传播，通过带电测试组件A1和带电测试组件B2分别检测其极性，操作人员通过对比电流检测线圈组件4和辅助电流检测线圈组件在同一计数情况下LED显示灯的颜色是否相反来判断放电是否发生在检测区间内。
例如，两个操作人员分别在带电测试组件A1和带电测试组件B2处同时开启进行测量，分别记录10次LED显示灯的颜色。测量完成之后，两个操作人员将两侧的LED显示灯数据进行一一对应，及第一次A1和B2的显示灯颜色为一组数据，第二次A1和B2的显示灯颜色为一组数据，依次类推一共10组数据。若发现其中有7组以上数据A1和B2的显示灯颜色相反，则可判断线路被测区间内存在缺陷，若有7组以上数据A1和B2的显示灯颜色相同，则可判断缺陷不存在与区间内；若以上都不满足，则测量过程存在问题，需要重新测量。
在实际应用中发现，由于一线操作人员技术水平存在差异，无法保证两个电流检测线圈在装设之后线圈朝向与标定正方向朝向相同，高频电流检测线圈13的朝向与标定正方向朝向相同或相反会导致在测量相同流向电流波的时候得到相反的极性结果，也就无法基于高频电流检测线圈13进行极性判断(高频电流检测线圈13能够检测出高频电流脉冲波，但无法分析出其是前行波还是反行波，也就无法分析出区间内是否存在绝缘缺陷)。
为了解决这一问题，方便操作工人的使用，还可以在极性指示电路22上接有无线发送芯片21，带电测试组件A1和带电测试组件B2均与服务器端8进行无线数据通信，将极性判断(绝缘缺陷区间)交由服务器端8进行自动判断。
如图6所示，在此，还提供一种用于架空绝缘线的缺陷区间带电检测装置的检测方法，包括以下步骤：
第一步，电流检测线圈在挂线状态下的预处理。服务器端8给无线发送芯片21发送命令，命令无线发送芯片21在被检测区间内利用天线向架空绝缘线3注入脉冲信号，通过无线发送芯片21对架空绝缘线3的脉冲注入，使得人为地在架空绝缘线3上产生一个区间放电。带电测试组件A1的电流检测线圈组件4和带电测试组件B2的辅助电流检测线圈组件检测此脉冲信号输出的电压极性，将其设置为电流检测线圈组件4的标定极性和辅助电流检测线圈组件的标定极性。
此时，无论操作人员如何挂接高频电流检测线圈13，在此挂接状态下已获取到架空绝缘线3产生局部放电时高频电流检测线圈13的标定极性，在后面的检测过程中将实际获得的极性与之进行对比，若相同，则可以判定为区间存在绝缘缺陷，若不同，则可以判定区间不存在绝缘缺陷。
第二步，电流脉冲波的获取。带电测试组件A1检测架空绝缘线3上的局部放电脉冲信号，带电测试组件B2检测架空绝缘线3上的局部放电脉冲信号，并将两个局部放电脉冲信号发送给服务器端8进行判断。
第三步，缺陷区间局部放电故障的判断。
服务器端8将电流检测线圈组件4与辅助电流检测线圈组件的局部放电脉冲信号对应与电流检测线圈组件4的标定极性和辅助电流检测线圈组件标定极性进行对比。
(1)若电流检测线圈组件4的局部放电脉冲信号与电流检测线圈组件4的标定极性相同且辅助电流检测线圈组件的局部放电脉冲信号与辅助电流检测线圈组件标定极性相同，则判定当前区间内存在绝缘缺陷。
(2)若电流检测线圈组件4的局部放电脉冲信号与电流检测线圈组件4的标定极性相反且辅助电流检测线圈组件的局部放电脉冲信号与辅助电流检测线圈组件标定极性相反，则判定当前区间内存在绝缘缺陷。
在此，两者极性同时相同或同时相反都可以判断当前区间内存在绝缘缺陷，因为在实际应用中，放电信号的幅值可能与你脉冲注入的标定脉冲幅值相反，所以只要两者电流检测线圈组件同时相同或同时相反，均可以判断区间内存在绝缘缺陷；反之则可以判断缺陷不在当前区间内。
(3)若电流检测线圈组件4的局部放电脉冲信号与电流检测线圈组件4的标定极性相反且辅助电流检测线圈组件的局部放电脉冲信号与辅助电流检测线圈组件标定极性相同，则判定绝缘缺陷不在当前区间内；
(4)若电流检测线圈组件4的局部放电脉冲信号与电流检测线圈组件4的标定极性相同且辅助电流检测线圈组件的局部放电脉冲信号与辅助电流检测线圈组件标定极性相反，则判定绝缘缺陷不在当前区间内
实际应用中，为了进一步增加测量的准确度，还可以在完成标定后进行测量时采取多次测量值对比来判断。两个线圈同一时间段分别测量10次数据，将两个线圈同一次测量的两个数据组成一组数据。若其中有7组数据的极性与其标定极性相吻合，即两个数据与标定极性都相同或都相反，则可以判断放电在被测区间内。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。