[發明專利]高壓輸電線路行波法故障測距及無人機清障裝置

有效

• 申請號: 202111477543.9
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114384372B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 李忠魁;楊錚;薛東海;馬遠;孟翔;惠娟;孔高輝;田凱;郭旭;劉躍輝;朱可菲;馬龍
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司滎陽市供電公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/11;G01R19/00
• 代理公司: 鄭州圖釘專利代理事務所(特殊普通合伙) 41164
• 代理人: 郭一路

本申請涉及高壓輸電線路行波法故障測距及無人機清障裝置，包括電流行波處理電路、電流電壓檢測電路、行波比較輸出電路。其中，電流行波處理電路，從電流互感器中提取電流信號獲取，得到真實、未畸變的信號，還能大大消除電流互感器本身對行波故障測距的影響。電流電壓檢測電路，通過采集阻抗突變的行波信號來分析計算出故障的所在位置，故障點波阻抗發生突變時，會產生波的折射和反射，能夠更加快捷的找到故障點。行波比較輸出電路，通過對故障信息的分析，可以測算出故障地點，并將處理后的故障信息傳給無人機清障裝置，通過導航定位解決高壓輸電線路故障點的問題。

技術領域

本申請涉及高壓輸電與故障清掃領域，具體涉及一種高壓輸電線路行波法故障測距及無人機清障裝置。

背景技術

高壓輸電線路是國家電網公司為實現遠距離供電，對電能進行合理分配而建設的設備，高壓輸電線路穿越的距離長、地域廣，承載的電能容量大，一旦發生故障，會產生巨大的經濟損失。本設計主要從兩個方面論述了對高壓線路發生故障所采取的措施，第一是發現故障點，即故障點精準定位的方法的研究；第二是清除一般故障，如塑料薄膜、風箏、熱氣球、樹枝等易燃異物進行清理，故研制了一種無人機清障裝置，然后將故障點精準定位的結果轉化為GPS經緯度坐標傳輸給無人機的GPS系統做精確懸停，能通過無人機自動找到故障點，然后用無人機所帶的噴火裝置將異物清除干凈。為了提高電力系統運行的安全性、經濟性和可靠性，減輕電力工人體力勞動強度和提高其工作效率，分析了各種精準故障定位的方法，對現有的多種故障測距方法展開研究，并在此基礎上深入研究了行波法故障測距，重點研究了行波法故障測距的常用的單端法、雙端法，分析這兩種方法，并選擇本設計所要采取的方法。將故障精準定位的結果通過在PMS系統中設備位置搜尋故障點GPS坐標，然后把故障點坐標輸入無人機中，使得無人機能夠精準懸停于故障點附近，準確找到故障點，并通過調節無人機位置，準確噴火，將障礙物清除掉。應用效果十分良好，具有較強的實用價值，減輕了電力工人的工作負擔，提高了工作效率，具有很好的經濟效益。

行波法是根據行波在電壓電流中傳播特征而實現線路故障測距的算法。輸電線路可以看成一個相對勻稱的阻抗、容抗，當輸電線路發生故障時，輸電線路的故障點的波阻抗會發生急劇變化，繼而產生沿輸電線路傳輸的故障行波，同時在故障發生的地方發生折射、反射，利用計算行波的最大值之間時間差來計算出故障與變電站的距離。利用一定的算法計算出故障點的所在位置，可以很好的幫助電力巡線工人精確地找到故障點，而不必過多的耗費體力和精力去查找故障點的位置。尋找到故障點如何清除故障，也是電力工人苦惱的問題。

首先是通過安裝在高壓輸電線路的電流互感器采集電流信號，通過對電流信號展開分析。要滿足信號采集要求，就要求行波傳感器要滿足安裝后整體不影響變電站方面的一次接線問題，能夠基本實現在檢測系統和輸電線路之間設置電氣隔離，要求傳感器的能力能夠傳變數百kHz的甚至更高的高頻信號，并且靈敏性要好，能夠實現較好的動態特性，并且對波頭的傳輸無動態時延。

如圖1所示，為現有技術的電流檢測電路，采用RC濾波和AD741H放大器閉環放大的方式，結構復雜，采樣速度較慢，信號延遲較大，信號后期可塑性較差。

如圖2所示，為現有技術的電信號檢測電路，以ADS1115芯片為核心，外圍電路簡潔，靈活度高，但受外界因素干擾較大，可靠性不強。

發明內容

（一）技術問題

1.?現有技術的清障裝置，定位精確度不高，抗干擾性差。

2.?現有技術的清障裝置，結構復雜，可靠性弱。

（二）技術方案

針對上述技術問題，本申請提出高壓輸電線路行波法故障測距及無人機清障裝置，包括依次連接的電流行波處理電路、電流電壓檢測電路、行波比較輸出電路。通過行波法進行故障測距，并使無人機根據測距信號實施清障。