[發明專利]一種高壓線路絕緣子表面污穢狀態遙視遙測方法及系統

在審

• 申請號: 201611147560.5
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106771806A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 劉輝;劉嶸;沈慶河;張洋;孫曉斌;黃振寧;沈浩;漆照;張思遠;劉傳彬;馬國慶;沈小軍
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R31/12;G01N21/94
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及一種高壓線路絕緣子表面污穢狀態遙視遙測方法及系統。

背景技術

輸電線路絕緣子污穢在線監測是電力系統高電壓領域的一個熱門課題。通過檢測運行中絕緣子污穢狀態來預測污閃的發生，從而能夠在發生污閃之前及時實施絕緣子表面污穢的清掃或帶電水沖洗工作，這樣既可以減少清掃或帶電水沖洗的盲目性，減少不必要勞動，提高工作效率，而且能夠降低污閃發生的幾率。要檢測運行中絕緣子的污穢狀況，首先必須選取有效的特征量來表征絕緣子表面的污穢狀況，并通過恰當的方法進行測量。

隨著圖像處理和通信技術的發展，以及圖像傳感器的可靠性和經濟性的進一步提高，使得基于該技術實現絕緣子表面狀態的監測具有較好的可行性。監測表面泄漏電流是研究絕緣子表面絕緣狀態的常規方法，工程實踐已表明單獨監測泄漏電流雖然普適性比較差，不具備反應污穢分布形態的能力，不能直觀反應絕緣子表明爬電發展過程，但一一對應性好，理論上，泄露電流法的缺點，也是可見光圖像的優勢，理論上泄露電流法與可見光圖像可形成很好的互補，是實現線路絕緣子污穢狀態遙視遙測技術經濟性比較好的解決方案。鑒于此，本項目中將綜合采集線路絕緣子表面圖像信號與直流泄露電流信號，通過集成優化設計，實現高壓線路絕緣子表面污穢狀態的可視化展示和污閃預警。

輸電線路絕緣子表面污穢狀態遙視遙測系統采用分布式分層結構，主要由線路絕緣子表面圖像采集模塊、表面泄露電流采集模塊、信號合并單元、光伏電源和后臺監控中心四部分組成，如圖1所。其中后臺檢測中心發送采集命令后，數據合并單元將命令分別轉發到圖像采集模塊和泄漏電流采集模塊。在數據采集完成后，數據合并單元接收到圖像數據和泄漏電流數據并將其預處理后打包整理，并上傳至后臺監測中心。監測中心軟件通過數據分析實現絕緣子污穢狀態診斷，在人機界面以數據、圖表等形式展示。

由于圖像采集模塊與泄漏電流采集模塊均分布式地安裝在各個絕緣子處，因此之間的空間距離較大，若采用傳統有線傳輸方式則需要在現場布設大量通信線纜，十分費時費力，施工過程也可能影響電力現場原有布局，存在安全隱患。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種高壓線路絕緣子表面污穢狀態遙視遙測方法及系統，本發明通過綜合采集線路絕緣子表面圖像信號與直流泄露電流信號，實現高壓線路絕緣子表面污穢狀態的可視化展示和污閃預警。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高壓線路絕緣子表面污穢狀態遙視遙測方法，包括以下步驟：

(1)根據分斷采集方法，利用圖像采集設備采集整串絕緣子表面圖像；

(2)通過引流裝置獲取絕緣子表面直流泄漏電流，將電流信號轉化為電壓信號；

(3)分片識別整串絕緣子表面圖像的污穢等級，提取最大污穢度、最小污穢度，并進行加權折算求取平均污穢度；

(4)對獲取的絕緣子表面泄漏電流數據，結合當前測量對象濕度和鹽密情況，提取泄漏電流最大幅值、脈沖泄漏電流間隔和泄漏電流總諧波失真作為對污穢絕緣子表面的狀態進行評估的特征參數，根據特征參數初步確認絕緣子表面污穢等級；

(5)將初步確認結果與圖像提取污穢等級相對比，若結果一致則輸出診斷結果，否則將兩種方法的診斷結果與采集的絕緣子表面圖像上傳，進行二次判斷。

所述步驟(1)中，在夜晚通過人工補光的方式采集絕緣子表面圖像供后續圖像處理。

所述步驟(2)中，通過引流裝置獲取絕緣子表面直流泄漏電流，通過串聯的采樣電阻將電流信號轉化為電壓信號，采樣電阻另一端接入鐵塔作為接地。

所述步驟(3)中，平均污穢度根據每片的最大污穢度進行加權折算。

所述步驟(4)中，根據對結合工程現場經驗和現場實際狀況，定義四個模糊子集用來表示污穢絕緣子的安全狀態，分別為A級、B級、C級和D級，其中，A級指絕緣子表面無放電或有微弱放電，可安全運行；B級指絕緣子表面有零星的局部小電弧，這種狀態下不會影響絕緣子的安全運行，但如果絕緣子表面污穢度或濕度繼續加重，則應密切關注；C級指絕緣子表面可見持續短電弧，繼續惡化有可能發生污閃，檢測到此狀態應及時檢修；D級指絕緣子表面出現強烈主電弧，絕緣子處于臨界閃絡狀態，在這種情況下絕緣保護裝置應緊急動作。

所述步驟(5)中，當泄漏電流特征值法診斷某絕緣子的安全狀態處于C級或D級，此時無論是在白天或是夜間，立即啟動圖像數據采集，對目標絕緣子圖像進行連續采集，通過圖像法分析當前污穢狀態，將對象絕緣子的圖像上傳并發出報警。