一種懸式瓷絕緣子污穢放電強度的識別方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明一種懸式瓷絕緣子污穢放電強度的識別方法，屬于電力系統污穢外絕緣監(jiān) 測領域。
【背景技術】
[0002] 絕緣子是電力系統外絕緣應用的主要絕緣設備，由于長期暴露在空氣中，運行環(huán) 境惡劣，容易造成絕緣子發(fā)生閃絡事故，絕緣子的閃絡過程一般分為四個階段：積污、受潮、 干區(qū)形成并產生局部電弧和局部電弧發(fā)展至完全閃絡，污穢絕緣子發(fā)生閃絡之前必然有表 面電弧產生，了解絕緣子表面放電電弧的發(fā)展狀態(tài)對于預防污閃有很重要的作用。
[0003] 泄漏電流是目前可在線監(jiān)測絕緣子污閃狀況的參量，它伴隨表面污穢積聚、受潮 的全過程，其變化特性能動態(tài)反應絕緣子表面污穢的積聚和潤濕程度，即表征了絕緣子實 際接近污閃的程度，現在使用的檢測系統中多采用測量泄漏電流來估計系統污穢絕緣子的 運行狀態(tài)，以便在污閃發(fā)生前采取措施。并且，測量泄漏電流所需設備相對簡單，可實現在 線連續(xù)測量，因此泄漏電流成為近年來外絕緣在線監(jiān)測技術領域研宄的熱點。
[0004] 研宄表明，交流泄漏電流波形和電弧狀態(tài)之間存在明顯的對應關系，電弧的長度 和強弱均隨著流過設備表面的交流泄漏電流而作周期性變化，通過對泄漏電流波形的觀測 可以推斷交流電弧是否存在熄滅和重燃。但由于泄漏電流連續(xù)測量技術及攝像技術的限 制，無法準確獲得電流波形與電弧大小之間的關系。
[0005] 在實驗室利用泄漏電流采集裝置實時采集泄漏電流數據以及用高速攝像機同步 拍攝絕緣子表面放電電弧圖片，分析了絕緣子表面放電電弧的發(fā)展過程及其對應的絕緣子 泄漏電流波形，給出了清晰的絕緣子放電圖片，發(fā)現絕緣子表面的放電現象與絕緣子泄漏 電流變化情況有很好的對應關系。盡管研宄表明絕緣子泄漏電流與絕緣子表面的放電現象 有很好的對應關系，但是此前的研宄都還處于定性描述階段，通過泄漏電流定量分析絕緣 子表面的定量放電強度的相關文獻還未見報道。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明一種懸式瓷絕緣子污穢放電強度的識別方法，利用現有的絕緣子泄漏電流 在線監(jiān)測手段，通過對電流波形的分析，對電力系統輸電線路絕緣子污穢放電狀態(tài)進行監(jiān) 測。該方法是一種簡單、準確、方便現場實施的懸式瓷絕緣子放電狀態(tài)的評價方法。
[0007] 本發(fā)明采取的技術方案為：
[0008] 一種懸式瓷絕緣子污穢放電強度的識別方法，包括以下步驟：
[0009] 步驟1 :通過絕緣子泄漏電流測量系統，以大于10kS/s速率進行采樣，測量絕緣子 泄漏電流波形及施加的電壓波形，以5個周波為單元對波形數據進行1000Hz以下的低通濾 波；
[0010] 步驟2 :計算泄漏電流波形的特征量，包括泄漏電流幅值Im、總諧波失真率THD、跳 躍率Ty ;
[0011] 步驟3 :計算提取電壓、電流波形的基波分量，計算電壓、電流基波間的相位差 A 0 ；
[0012] 步驟4 :通過說明書附圖1中的判斷流程，判斷絕緣子表面屬于無放電、微弱放電、 中等強度放電、高強度放電及臨閃前的放電5種放電強度中哪一種。
[0013] 本發(fā)明一種懸式瓷絕緣子污穢放電強度的識別方法，技術效果如下：
[0014] 1)、創(chuàng)造性提出了基于泄漏電流特征量的絕緣子局部電弧放電強度識別方法，用 于識別不同強度的放電如微弱放電、中等強度放電、高強度放電及臨閃前的放電，此識別方 法為電力系統輸電線路絕緣子污穢放電狀態(tài)監(jiān)測，預防污閃事故的發(fā)生提供了技術方法。
[0015] 2)、適用于為輸電線路瓷質絕緣子串絕緣子放電狀態(tài)的監(jiān)測、也可以應用對變電 站支柱絕緣子放電狀態(tài)的監(jiān)測、以及變電站主設備外絕緣部分的狀態(tài)監(jiān)測。
[0016] 3)、基于泄漏電流監(jiān)測技術和圖像處理技術，具有簡單、準確、方便現場實施、易于 推廣的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明的絕緣子表面放電狀態(tài)判定流程框圖；
[0018] 圖2是本發(fā)明的跳躍率Ty計算原理圖。
【具體實施方式】
[0019] 一種懸式瓷絕緣子污穢放電強度的識別方法，包括以下步驟：
[0020] 步驟1 :通過絕緣子泄漏電流測量系統，以大于10kS/S速率進行采樣，測量絕緣子 泄漏電流波形及施加的電壓波形，以5個周波為單元對波形數據進行1000Hz以下的低通濾 波；
[0021] 步驟2 :計算泄漏電流波形的特征量，包括泄漏電流幅值Im、總諧波失真率THD、跳 躍率Ty ;
[0022] 步驟3 :計算提取電壓、電流波形的基波分量，計算電壓、電流基波間的相位差 A 0 ；
[0023] 步驟4 :通過說明書附圖1中的判斷流程，判斷絕緣子表面屬于無放電、微弱放電、 中等強度放電、高強度放電及臨閃前的放電5種放電強度中哪一種。
[0024] 步驟2中：泄漏電流幅值Im、總諧波失真率THD的計算方法分別為：泄漏電流幅值 I m為在5周波內，泄漏電流瞬時出現的最大絕對值；THD為諧波含量與基波分量比值的百分 數。
[0025] 所述的步驟2中：總諧波失真率THD的計算步驟是：
[0026] 總諧波失真率THD定義如式1。
[0028] L是基次諧波的有效值，本發(fā)明專利中基次諧波頻率為50Hz，I n大于1次諧 波的總和，通過公式2計算獲得。
[0030] 其中，1"分別為第n次諧波的電流有效值。
[0031] 所述的步驟2中：跳躍率Ty的計算步驟是：以半個周波25ms為統計單元，找出每 個單元的極值，如附圖2所示。計算10個極值中絕對值的最大值和最小值，跳躍率Ty =最 大值/最小值。其中極值為在某一個點鄰域內有定義時，鄰域內最大或最小的函數值。如： 附圖2中，極值絕對值的最大值為26mA，最小值為5mA，因此，跳躍率Ty = 26/5 = 5. 2。
[0032] 所述的步驟3中：計算完電流波形的特征量后，提取電壓、電流波形的基波分量、 計算電壓、電流基波間的相位差A 0，A 0 =電流基波相位-電壓基波相位。
[0033] 所述的步驟4中：根據計算出的幅值Im、總諧波失真率THD、跳躍率Ty、相位差 A 0。進行放電強度的判斷；放電強度分為無放電、微弱放電、中等強度放電、高強度放電 和臨閃強放電5個不同等級。判斷過程是：首先分析THD的大小，如果THD小于10%，則說 明波形規(guī)則，接下來判斷A 0是否大于10°，如果A 0多10°，則可判斷為絕緣子表面無 放電現象，如果A 0〈10°，進一步分析^是否大于50mA，大于則為臨閃強放電狀態(tài)，否則 為無明顯放電；在THD大于10%的情況下，如果跳躍率Ty大于80,可判定為高強度放電；如 果跳躍率Ty介于30至80之間，則可判定為中等強度的放電狀態(tài)；如果結合跳躍率Ty小于 30,結合A 0是否大于0可進一步區(qū)分放電強度，A 0大于0判定為中等強度的放電，小 于〇判定為微弱放電狀態(tài)。
【主權項】
1. 一種懸式瓷絕緣子污穢放電強度的識別方法，其特征在于包括如下步驟： 步驟1 :通過絕緣子泄漏電流測量系統，以大于10ks/s速率進行采樣，測量絕緣子泄漏 電流波形及施加的電壓波形，以5個周波為單元對波形數據進行1000Hz以下的低通濾波； 步驟2 :計算泄漏電流波形的特征量，包括泄漏電流幅值Im、總諧波失真率THD、跳躍率 Ty ； 步驟3:計算提取電壓、電流波形的基波分量，計算電壓、電流基波間的相位差Λ Θ ; 步驟4:判斷絕緣子表面屬于無放電、微弱放電、中等強度放電、高強度放電及臨閃前 的放電5種放電強度中哪一種。2. 根據權利要求1所述一種懸式瓷絕緣子污穢放電強度的識別方法，其特征在于，步 驟2中：泄漏電流幅值Im、總諧波失真率THD的計算方法分別為：泄漏電流幅值Im為在5周 波內，泄漏電流瞬時出現的最大絕對值；THD為諧波含量與基波分量比值的百分數。3. 根據權利要求2所述一種懸式瓷絕緣子污穢放電強度的識別方法，其特征在于，所 述的步驟2中：總諧波失真率THD的計算步驟是： 總諧波失真率THD定義如式1:(1) 1:是基次諧波的有效值，I Η為η大于1次諧波的總和，通過公式2計算獲得，(2) 其中，1"分別為第η次諧波的電流有效值。4. 根據權利要求1所述一種懸式瓷絕緣子污穢放電強度的識別方法，其特征在于，所 述的步驟2中：跳躍率Ty的計算步驟是：以半個周波25ms為統計單元，找出每個單元的極 值，計算10個極值中的絕對值的最大值和最小值，跳躍率Ty =最大值/最小值。5. 根據權利要求4所述一種懸式瓷絕緣子污穢放電強度的識別方法，其特征在于，所 述的步驟2中：極值的定義是：若函數f(x)在Xtl的一個鄰域D有定義，且對D的所有點，都 有f (X)彡f (Xtl)，則稱f (Xtl)是函數f (X)的一個極大值； 同理，若對D的所有點，都有f(x)彡f(X(l)，則稱f(X(l)是函數f(x)的一個極小值。6. 根據權利要求1所述一種懸式瓷絕緣子污穢放電強度的識別方法，其特征在于，所 述的步驟3中：計算完電流波形的特征量后，提取電壓、電流波形的基波分量、計算電壓、電 流基波間的相位差Λ Θ，Λ Θ =電流基波相位-電壓基波相位。7. 根據權利要求1所述一種懸式瓷絕緣子污穢放電強度的識別方法，其特征在于，所 述的步驟4中：根據計算出的幅值Im、總諧波失真率THD、跳躍率Ty、相位差Λ Θ，進行放電 強度的判斷；放電強度分為無放電、微弱放電、中等強度放電、高強度放電和臨閃強放電5 個不同等級。8. 根據權利要求6所述一種懸式瓷絕緣子污穢放電強度的識別方法，其特征在于，放 電強度的判斷過程是：首先分析THD的大小，如果THD小于10%，則說明波形規(guī)則，接下 來判斷Λ θ是否大于1〇°，如果Λ θ多1〇°，則可判斷為絕緣子表面無放電現象，如果 Λ Θ彡10°，進一步分析^是否大于50mA，大于則為臨閃強放電狀態(tài)，否則為無放電；在 THD大于10%的情況下，如果跳躍率Ty大于80,可判定為高強度放電；如果跳躍率Ty介于 30至80之間，則可判定為中等強度的放電狀態(tài)；如果結合跳躍率Ty小于30,結合Λ Θ是 否大于0可進一步區(qū)分放電強度，Λ Θ大于〇判定為中等強度的放電，小于〇判定為微弱 放電狀態(tài)。9.如權利要求1~8任意一種懸式瓷絕緣子污穢放電強度的識別方法，其特征在于，用 于輸電線路瓷質絕緣子串絕緣子放電狀態(tài)的監(jiān)測，或者用于對變電站支柱絕緣子放電狀態(tài) 的監(jiān)測、或者變電站主設備外絕緣部分的狀態(tài)監(jiān)測。
【專利摘要】一種懸式瓷絕緣子污穢放電強度的識別方法，屬于電力系統污穢外絕緣監(jiān)測領域。本發(fā)明創(chuàng)造性地提出了基于泄漏電流特征量的絕緣子局部電弧放電強度識別方法，用于識別不同強度的絕緣子表面放電，如微弱放電、中等強度放電、高強度放電及臨閃前的放電，此識別方法為電力系統輸電線路絕緣子污穢放電狀態(tài)監(jiān)測，預防污閃事故的發(fā)生提供了技術方法。本發(fā)明是基于泄漏電流監(jiān)測技術和圖像處理技術，具有簡單、準確、方便現場實施、易于推廣的優(yōu)點。
【IPC分類】G01R31/12
【公開號】CN104898031
【申請?zhí)枴緾N201510287726
【發(fā)明人】方春華, 羅兵, 張福增, 廖一帆, 周毅, 湯世祥
【申請人】三峽大學, 南方電網科學研究院有限責任公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月29日