[發明專利]一種基于zigbee的輸電線路絕緣子在線故障定位方法

有效

• 申請號: 201310528747.X
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103558509A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 王瑋;倪平浩;劉平竹;夏明超;金珈成;胡海鵬
• 申請（專利權）人: 北京交大創新科技中心;國網吉林省電力有限公司檢修公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本發明涉及一種基于zigbee的輸電線路絕緣子在線故障定位方法，屬于輸電技術領域。

背景技術

輸電線路擔負著輸送、分配電能的重要任務，是輸電系統的重要環節。輸電線路的可靠性直接影響著輸電系統的安全可靠運行。而絕緣子的故障卻是威脅輸電線路安全運行的主要原因。據統計，絕緣子故障占輸電線路所有故障的首位。其中雷擊造成絕緣子閃絡引起的跳閘率最高，而絕緣子的污穢閃絡導致絕緣子短路及損壞最為嚴重。頻繁的絕緣子故障又擴大了事故、延長了停電時間，給輸電系統帶來嚴重影響。為保證輸電系統的運行安全，需對其經常進行檢查和測量。

目前，對輸電系統運行狀態的檢測一般依靠人工巡視的方法來進行，這種方法由于受環境和條件限制，所以一般難于檢查出絕緣子的隱性故障，更不能確定絕緣子的實際運行絕緣水平，這樣就不能預先找出絕緣子故障的苗頭，防患于蔚然。同時，當絕緣子發生短路故障，如果絕緣子短路故障區域在巡視人員可視區域之外的話，那么故障定位就會花費較長的時間，從而導致輸電系統恢復供電時間增大。

Zigbee是IEEE802.15.4協議的代名詞。是一種具有統一技術標準的短距離無線通信技術，其物理層和MAC層協議為IEEE802.15.4協議標準，網絡層由Zigbee技術聯盟制定，應用層的開發應用根據用戶自己的應用需要，對其進行開發。根據這個協議規定無線通信技術特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。簡而言之，Zigbee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。

Zigbee技術主要具有以下特點：（1）低功耗。Zigbee芯片具有多種電源管理模式，這些管理模式可以有效的對節點的工作和休眠進行配置，從而使得系統在不工作是可以關閉無線設備，極大地降低系統功耗，節約電池能量。（2）低成本。Zigbee網絡協議較為簡單，而且現有的Zigbee芯片一般都是基于8051單片機內核，成本很低。目前Zigbee芯片成本在3美元左右，Zigbee設備成本的最終目標是在1美元以下。（3）網絡結構靈活。Zigbee既支持星型結構網絡，也可以是對等拓撲的網絡網格，既可以單跳也可以通過路由實現多跳。（4）網絡容量大。在一個單獨的Zigbee網絡內，可以容納最多2¹⁶個設備。

發明內容

為了克服現有技術的不足,本發明提供一種基于zigbee的輸電線路絕緣子在線故障定位方法。

該定位方法使用的定位裝置包括一個Zigbee監測主站（簡稱主站）及分布在各個桿塔需要檢測的絕緣子金屬構件上安裝的多個Zigbee測量點設備（簡稱測量點設備）。主站與測量點設備之間、各個測量點設備之間構成的Zigbee網絡是對等網絡拓撲結構;

主站的結構為主站Zigbee模塊連接微機裝置。

測量點設備的結構為：環形磁芯，第一霍爾電流傳感器分別連接第二霍爾電流傳感器、差分放大模塊，差分放大模塊的輸出端分別連接數控分壓模塊、測量點Zigbee模塊，數控分壓模塊的輸出端連接控制開關觸發模塊、數控分壓模塊的受控端連接測量點Zigbee模塊，控制開關觸發模塊的輸出端連接測量點Zigbee模塊；測量點設備安裝在桿塔的絕緣子金屬構件上，第一霍爾電流傳感器和第二霍爾電流傳感器安置在環形磁芯的環體直徑位置上，環形磁芯為可開合結構，環形磁芯套在絕緣子金屬構件上。

該定位方法使用的定位裝置,采用的Zigbee網絡是對等網絡。對等網絡中的任何一個設備，只要是在它的通信范圍內，就可以和其他設備進行通信。對等拓撲網絡結構能夠構成較為復雜的網絡結構。對等網絡是一種高可靠性網絡，具有“自恢復”能力，它可為傳輸的數據包提供多條路徑，一旦一條路徑出現故障，則存在另一條或多條路徑可供選擇，但正是由于兩個節點之間存在多條路徑，它也是一種“高冗余”的網絡。

一種基于zigbee的輸電線路絕緣子在線故障定位方法，含有以下步驟；

步驟1）、絕緣子泄露電流為i₀，經過第一霍爾電流傳感器、第二霍爾電流傳感器檢測輸出為電壓信號2K_Hi₀，經過差分放大模塊放大輸出為電壓信號Uc=2K_HK_Ci₀，其中K_H、K_C分別為霍爾電流傳感器的轉換系數及差分放大模塊的放大系數；