智能绝缘子故障判断方法与流程

本发明涉及配电线路绝缘子，具体涉及绝缘子故障判断方法。

背景技术：

对于配电线路绝缘子，供电部门每年需花费大量的人力、物力和时间对进行巡视。排查绝缘子、避雷器等设施设备的运行情况，有时为排查零值绝缘子还需要增加夜间巡视，通过肉眼观察放电情况、耳听放电声等原始手段作业，且效果极不理想，往往是等到故障发生后才暴露出问题。

目前的防雷绝缘子，其本身发生故障损坏，或是否遭受过雷击等状况仍然需要通过人工巡检进行排查。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题就是提供一种智能绝缘子故障判断方法，对自身发生故障还是遭受雷击的情况可以自动判断。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：智能绝缘子故障判断方法，对电流信号进行分析判断，mcu先将采集并处理后的电流信号用dma方式存入数组中，然后将处理后的数据与雷电标准电流波形比较，如判断为非雷电电流，判断电流持续时间是否大于故障电流阈值，将采集到的电流波形进行频率计算，判断是否为工频短路电流频率，若以上条件满足，则判定为氧化锌阀片故障，并记录故障发生时间，其中雷电电流的判断方法为：取雷电电流波形的下降沿作为雷电发生的判断标准，将采集到的雷电电流波形的下降沿与雷电标准电流波形下降沿进行比较，判断是否在算法设定的波形变化范围内，如在波形变化范围内，则判断采集到的雷电电流波形下降沿的持续时间是否在标准雷电流下降沿的时间范围内，如果在时间范围内，则判断采集到的雷电电流波形的总时间是否在标准雷电流的时间范围内，若以上条件全满足，则判定为一次雷电发生，并记录雷电发生时间。可选的，还包括通过窄带物联网将雷击次数与雷击时间发送到服务器的步骤。

可选的，所述服务器将接收数据保存，并发送到客户端展示。优选的，ad转换采集的采集频率设为1us一次。

本发明采用上述技术方案，通过对通过绝缘子的电流信号的分析，自动判断是否为雷电电流以及氧化锌阀片故障。

本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明故障判断流程图；

图3为雷电流冲击试验装置示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1和图2所示，智能绝缘子雷电流监测设备，包括：

电流采集传感器，用于采集电流信号；

信号处理模块，用于对电流采集传感器采集的电流信号进行处理，包括滤波电路、积分放大电路以及ad转换电路，所述滤波电路滤除高频干扰信号，所述积分放大电路对信号进行积分并放大，所述ad转换电路将模拟信号转换为数字信号；

故障判断模块，mcu先将ad转换电路转换结果用dma方式存入数组中，当ad转换结束后，将数组中数据进行限幅消抖算法处理，然后将处理后的数据与雷电标准电流波形比较，如判断为非雷电电流，判断电流持续时间是否大于故障电流阈值，将采集到的电流波形进行频率计算，判断是否为工频短路电流频率，若以上条件满足，则判定为氧化锌阀片故障，并记录故障发生时间，其中雷电电流的判断方法为：取雷电电流波形的下降沿作为雷电发生的判断标准，将采集到的雷电电流波形的下降沿与雷电标准电流波形下降沿进行比较，判断是否在算法设定的波形变化范围内，如在波形变化范围内，则判断采集到的雷电电流波形下降沿的持续时间是否在标准雷电流下降沿的时间范围内，如果在时间范围内，则判断采集到的雷电电流波形的总时间是否在标准雷电流的时间范围内，若以上条件全满足，则判定为一次雷电发生，并记录雷电发生时间；

窗口比较器，在无雷电且设备无故障的情况下，设备一直处于待机状态，当有雷电流产生时，经过滤波电路和积分放大电路处理后的电流信号先通过窗口比较器以中断的形式唤醒设备，设备唤醒后对积分放大后的信号进行ad转换采集，当采集电压连续小于最小阈值时，停止ad转换，由mcu对采集的信号进行处理；

电源模块，为整个设备供电。

其中，所述电流采集传感器采用罗氏线圈。基于罗氏线圈的电流采集传感器具有电流可实时测量、响应速度快、不会饱和、几乎没有相位误差的特点。

所述滤波电路采用二阶巴特沃斯滤波器。巴特沃斯滤波器的特点是通频带的频率响应曲线最平滑。ad转换采集的采集频率设为1us一次。电源模块采用在线感应取电结合内置电池方式供电。

另外，还可以包括通过窄带物联网将雷击次数与雷击时间发送到服务器。所述服务器后台将接收数据保存，并发送到客户端展示。

为检测智能限压器(即上述智能绝缘子雷电流监测设备)在通过雷电流时，能否记录下通过雷电流的波形及时间，通过与实际通过智能限压器的雷电流波形进行对比，验证智能限压器的可靠性。因此，如图3所示的智能限压器雷电流冲击试验装置，图中：ty:调压器、sb:试验变压器、d:硅堆、c:电容器、r:调波电阻、l:调波电感、fl:分流器、cy:测量仪器、fy:分压器。所述分流器与分压器连接测量仪器，通过调压器给试验变压器升压，试验变压器二次侧电压通过硅堆整流后给电容器充电，充电完成后，间隙击穿，通过调波电阻和调波电感对智能限压器放电，通过测量仪器测量通过智能限压器的实际电流值和残压值，并将测量波形与智能限压器监测到的波形进行对比。

当智能限压器正常未损坏时，通过智能限压器的电流几乎为零，当氧化锌电阻片故障后，若此时，智能限压器处的导线被雷电击穿，会有持续的工频电流通过，形成单相接地故障，智能限压器上装有罗氏线圈，监测通过产品的电流变化，即可判断此处的产品的氧化锌是否损坏。

当智能限压器正常未损坏时，通过雷电流后，采集到的波形应该为正常的雷电波形，时间在us级上，如果氧化锌电阻片损坏后，采集到的波形在正常的雷电波后，仍然会有持续的电流通过。

将智能绝缘子的高压端接工频6kv电压，低压端接地，将氧化锌阀片部分短接，模拟氧化锌阀片故障状态，对形成短路后的电流情况进行实际测量，并与智能绝缘子采集到的电流情况进行对比，确认智能绝缘子能否接收到故障电流并做出故障指示。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种智能绝缘子故障判断方法，对电流信号进行分析判断，MCU先将采集并处理后的电流信号用DMA方式存入数组中，然后将处理后的数据与雷电标准电流波形比较，如判断为非雷电电流，判断电流持续时间是否大于故障电流阈值，将采集到的电流波形进行频率计算，判断是否为工频短路电流频率，若以上条件满足，则判定为氧化锌阀片故障，并记录故障发生时间。

技术研发人员：黄春光;单林森;丁梁;陈海军;张金鹏
受保护的技术使用者：国网浙江诸暨市供电有限公司;国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司;国网浙江省电力有限公司;国家电网有限公司;山东迅实电气有限公司
技术研发日：2018.12.27
技术公布日：2019.05.17