[發明專利]一種絕緣子局部電弧產生的隱患電流的提取與識別方法

有效

• 申請號: 201910315609.0
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110018403B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 饒斌斌;胡京;李陽林;張朝陽;袁佳歆;鄒建章;況燕軍;李帆;周龍武
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;南昌科晨電力試驗研究有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R19/00
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 姚伯川

一種絕緣子局部電弧產生的隱患電流的提取與識別方法，所述方法利用移相相減和小波變換的提取與識別方法，在發生鳥糞導致的絕緣子污穢閃絡前的局部電弧階段，識別局部電弧放電導致的隱患電流。所述方法包括：監測三相行波電流、移相相減、數字信號處理、小波變換、判別是否存在局部電弧的頻率特征，如果存在則發出預警。本發明基于移相相減和小波變換的隱患電流的提取與識別方法，可以實時監測各相的電流波形和隱患電流波形，對架空輸電線路是否發生了鳥害隱患放電進行實時監測。

技術領域

本發明涉及一種絕緣子局部電弧產生的隱患電流的提取與識別方法，屬電力線路絕緣技術領域。

背景技術

隨著中國居民環保意識的增強與生態環境的改善，農村常住人口的減少，鳥類的繁衍數量逐漸增多，活動范圍日趨擴大，使得鳥類對架空輸電線路安全運行的威脅也日益加劇。尤其近幾年來，220kV架空輸電線路先后發生多次鳥害障礙，嚴重影響了線路的安全穩定運行。鳥害引起線路故障的形式有線路跳閘和零部件損壞。造成線路跳閘的主要原因有鳥糞閃絡、鳥巢材料短路和鳥類身體短路等。其中因鳥糞引起的線路跳閘次數達348次，占鳥害各類原因故障跳閘總數的87.2％，是鳥害故障跳閘的主要原因。

受鳥糞污染的絕緣子表面受潮后,污層中電解質溶于水,絕緣子表面形成一層導電膜,導致絕緣子表面電阻迅速下降,表面泄露電流增大，絕緣子干帶上主要承擔絕大部分電壓降,隨著干帶上的壓降不斷增大,最終導致了干帶上表面的空氣被擊穿，形成了局部電弧。當污穢較重時，局部電弧可能很快發展為沿面閃絡，導致絕緣故障；但是當污穢較輕時，局部電弧展為沿面閃絡可能要長達幾天。局部電弧形成時，會產生反映電弧特征的隱患電流信號，并通過架空輸電線路向線路兩端傳播。在鳥害故障前檢測局部電弧引起的隱患電流，在源頭上扼殺鳥害故障，就顯得尤為重要。

隱患電流的提取與識別目前存在利用擾動后的全電流減去擾動前負荷電流的方法，但該方法準確率低，且沒有考慮投切負荷引起的電流變化。利用傅里葉變換或者小波變換也是提取與識別隱患電流的重要方法，但由于隱患電流很小，只有幾毫安，線路中負荷電流仍是全電流的主要成分，所以該方法計算復雜，處理數據量較大，導致識別系統的靈敏性較差。

發明內容

本發明的目的是，為了準確地鑒別由絕緣子污穢閃絡前局部電弧放電導致的隱患電流，且排除投切負荷或者負荷變化引起的電流波動的影響，提高提取與識別隱患電流系統的準確性和靈敏性，本發明提出一種絕緣子局部電弧產生的隱患電流的提取與識別方法。

本發明實現的技術方案如下，一種絕緣子局部電弧產生的隱患電流的提取與識別方法，所述方法利用移相相減和小波變換的提取與識別方法，在發生鳥糞導致的絕緣子污穢閃絡前的局部電弧階段，識別局部電弧放電導致的隱患電流。

一種絕緣子局部電弧產生的隱患電流的提取與識別方法，步驟如下：

(1)利用分布式監測系統監測三相行波電流，采用數字存儲示波器顯示各相電流波形；

(2)采用移相相減的運算模型對各相電流進行運算；運算規則為其他兩相電流經過改變相位后使它們與被測試相的相電流同相位，然后利用被測試相的相電流減去其余兩相電流的算術平均值；將被運算后的電流值被稱為附加電流；采用數字存儲示波器顯示附加電流波形；

(3)對附加電流進行數字信號濾波；將附加電流進行傅里葉變換，選取附加電流中50Hz分量的部分進行剔除，再對進行傅里葉逆變換，得到新的電流波形，將該電流波形稱為隱患電流；

(4)對隱患電流進行小波分解，識別隱患電流的各個頻率分量，，如果在當附加電流穩定時，隱患電流存在頻率處于[a+50，b+50]范圍內的電流分量，則可確定當前階段存在局部電弧，即證明架空輸電線路發生了絕緣子隱患放電；其中，a為局部電弧的電阻頻率特征分量的下限值，b為局部電弧的電阻頻率特征分量的上限值。

所述移相相減的具體運算過程如下：

假設A相中存在局部電弧隱患放電電流：