本發(fā)明涉及電力設(shè)備診斷，尤其是一種基于全頻域泄漏電流特征的絕緣子狀態(tài)預(yù)警方法。

背景技術(shù)：

1、絕緣子有著支撐輸電線路和防止電流回流的作用在電力系統(tǒng)中被廣泛是使用，電網(wǎng)外絕緣長(zhǎng)期暴露在外界環(huán)境下，在一定的氣象條件下，如大霧、露水、毛毛雨、融冰、融雪氣候時(shí)，絕緣子污穢中的電導(dǎo)增加，絕緣性能下降，容易產(chǎn)生泄漏電流及沿面放電現(xiàn)象，可能會(huì)導(dǎo)致污閃事故的發(fā)生。這會(huì)嚴(yán)重影響到電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，給經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活帶來(lái)巨大損失。

2、泄漏電流能夠在絕緣子運(yùn)行過(guò)程中連續(xù)、直觀、綜合地反映絕緣子的絕緣狀況及運(yùn)行情況，同時(shí)研究人員可以通過(guò)分析泄漏電流的特征值分析污穢發(fā)展過(guò)程。監(jiān)測(cè)絕緣子泄漏電流對(duì)監(jiān)控絕緣子老化狀態(tài)、預(yù)防局部電弧發(fā)展情況，保證輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行有重要意義。

3、研究人員指出泄漏電流的峰值和脈沖等時(shí)域參數(shù)并不能直觀有效反映絕緣子表面狀態(tài)及放電現(xiàn)象特征，利用快速fourier變換(fast?fourier?transformation,fft)變換方法提取泄漏電流的特征參量的方法開(kāi)始被應(yīng)用于研究中。

4、由于泄漏電流的加熱效果導(dǎo)致絕緣子表面溫度分布不均，故而會(huì)在溫度較高水分蒸發(fā)較快的區(qū)域產(chǎn)生干燥區(qū)，最終形成干燥帶，干燥帶處的局部電場(chǎng)畸變會(huì)加劇。同時(shí)增加電暈放電和局部電弧的可能性，但傳統(tǒng)諧波及頻譜分析方法不能夠直接有效的分析泄漏電流與溫度、干燥帶及局部電弧的關(guān)系。

5、因此，亟需一種基于全頻域泄漏電流特征的絕緣子狀態(tài)預(yù)警方法，以快速全面快速、及時(shí)、多角度反映絕緣子絕緣老化狀態(tài)的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于全頻域泄漏電流特征的絕緣子狀態(tài)預(yù)警方法，以快速全面快速、及時(shí)、多角度反映絕緣子絕緣老化狀態(tài)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、一種基于全頻域泄漏電流特征的絕緣子狀態(tài)預(yù)警方法，包括如下步驟：

4、步驟(1)，測(cè)量絕緣子泄漏電流；

5、步驟(2)，對(duì)泄漏電流進(jìn)行傅里葉變換，將頻帶劃分為高頻段和低頻段；

6、步驟(3)，分別對(duì)高頻段和低頻段的泄漏電流特征進(jìn)行分析，并記錄初始時(shí)刻和監(jiān)測(cè)時(shí)刻的頻率特征值和對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度；

7、低頻段的泄漏電流特征分析中，記錄初始時(shí)刻的最高頻率fmaxl、強(qiáng)度最高頻率f1l及其對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度h1l，以及監(jiān)測(cè)時(shí)刻的最高頻率f’maxl和強(qiáng)度最高頻率f’2l及f1l對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度h’1l；

8、記錄初始時(shí)刻的最高頻率fmaxh、強(qiáng)度最高頻率f1h及其對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度h1h，以及監(jiān)測(cè)時(shí)刻的最高頻率f’maxh和強(qiáng)度最高頻率f’2h及f1h對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度h’1h；

9、步驟(4)，設(shè)定高頻段和低頻段的特征階段；

10、步驟(5)，根據(jù)高頻段和低頻段的泄漏電流特征頻率特征值和強(qiáng)度值進(jìn)行絕緣子狀態(tài)的預(yù)警判斷；

11、步驟(6)，絕緣子狀態(tài)可視化。

12、優(yōu)選地，所述步驟(2)中頻帶劃分中的低頻段為0-1khz，高頻段為1-4khz。

13、優(yōu)選地，所述步驟(4)中依據(jù)低頻段的泄漏電流的低頻分量的h1l/h’1l的比值及強(qiáng)度最高頻率f’2l，將低頻段電流設(shè)置常規(guī)階段、預(yù)熱階段、快速加熱階段三個(gè)特征階段；

14、依據(jù)高頻段的泄漏電流的高頻分量的h1h/h’1h的比值及強(qiáng)度最高頻率f’maxh，將高頻段電流設(shè)置初始階段、間歇發(fā)展階段、迅速發(fā)展階段三個(gè)特征階段。

15、優(yōu)選地，所述步驟(5)絕緣子狀態(tài)的預(yù)警判斷中：

16、如果f’2l＞f1l則認(rèn)為絕緣子處于快速加熱階段；

17、如果f’2l≤f1l，則繼續(xù)判斷h1l/h’1l，如果h1l/h’1l＞1000，則認(rèn)為絕緣子處于快速加熱階段；

18、如果h1l/h’1l≤1000，則繼續(xù)判斷f’maxl是否大于50hz，如果是，絕緣子處于快速加熱階段；如果不是，則絕緣子處于正常階段。

19、優(yōu)選地，所述步驟(5)絕緣子狀態(tài)的預(yù)警判斷中：

20、如果f’maxh＞2khz且h1h/h’1h＞1000，則認(rèn)為絕緣子閃絡(luò)處于迅速發(fā)展期；

21、如果f’maxh≤2khz或h1h/h’1h≤1000，則認(rèn)為絕緣子閃絡(luò)處于間歇發(fā)展期；

22、如果f’maxh≤2khz且h1h/h’1h≤1000，則認(rèn)為絕緣子處于初始期。

23、優(yōu)選地，所述步驟(6)中，絕緣子狀態(tài)可視化通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：

24、6.1、將高頻段和低頻段的強(qiáng)度進(jìn)行歸一化處理；

25、6.2、每5分鐘讀取一次泄漏電流全頻域的前10個(gè)強(qiáng)度最高的頻率值；

26、6.3、將低頻段和高頻段分別作為二維坐標(biāo)軸的橫軸和縱軸，并定義一對(duì)角線，將不同時(shí)間段的放電信號(hào)頻率點(diǎn)根據(jù)其歸屬高低頻帶及強(qiáng)度進(jìn)行繪制為絕緣子狀態(tài)監(jiān)控圖。

27、優(yōu)選地，所述絕緣子狀態(tài)監(jiān)控圖中，對(duì)角線下方點(diǎn)占75％的為穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)；

28、對(duì)角線以上點(diǎn)占比25％到50％的為二級(jí)預(yù)警狀態(tài)；

29、對(duì)角線以上點(diǎn)占比50％到75％的為一級(jí)緊急預(yù)警狀態(tài)；

30、對(duì)角線以上點(diǎn)占比超過(guò)75％的為緊急告警狀態(tài)。

31、優(yōu)選地，所述絕緣子狀態(tài)監(jiān)控圖中，對(duì)角線以下75％到對(duì)角線以上25％的統(tǒng)稱為密切監(jiān)控狀態(tài)。

32、優(yōu)選地，所述步驟(2)對(duì)泄漏電流進(jìn)行傅里葉變換后，應(yīng)用漢寧窗函數(shù)以減少頻譜泄漏。

33、本發(fā)明公開(kāi)一種基于全頻域泄漏電流特征的絕緣子狀態(tài)預(yù)警方法具有以下有益效果。

34、本發(fā)明通過(guò)分析全頻域泄漏電流特征，能夠全面、多角度地反映絕緣子狀態(tài)，精確識(shí)別絕緣子老化及劣化情況，實(shí)現(xiàn)早期預(yù)警。通過(guò)高頻段和低頻段的特征階段劃分，并結(jié)合頻率特征值和強(qiáng)度值的比對(duì)，本發(fā)明能夠在各階段提供精準(zhǔn)的狀態(tài)評(píng)估與預(yù)警判斷，從初始期到迅速發(fā)展期的各個(gè)階段進(jìn)行細(xì)致分析，防止事故發(fā)生。本發(fā)明通過(guò)對(duì)泄漏電流特征的可視化呈現(xiàn)，形成絕緣子狀態(tài)監(jiān)控圖，直觀展示放電信號(hào)的頻率和強(qiáng)度變化，便于快速做出判斷。預(yù)警機(jī)制細(xì)分為二級(jí)預(yù)警、一級(jí)緊急預(yù)警等級(jí)，有助于確保絕緣子在故障惡化前得到及時(shí)維護(hù)，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性，本發(fā)明提供的方法能夠在僅進(jìn)行頻域變換的情況下對(duì)泄漏電流干燥帶及局部電弧的發(fā)展情況及時(shí)做出監(jiān)控，且給出不同頻帶下的對(duì)應(yīng)閾值與預(yù)警方法，能夠做到對(duì)絕緣子的綜合狀況做出可靠判斷。

技術(shù)特征：

1.一種基于全頻域泄漏電流特征的絕緣子狀態(tài)預(yù)警方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的基于全頻域泄漏電流特征的絕緣子狀態(tài)預(yù)警方法，其特征在于，所述步驟(2)中頻帶劃分中的低頻段為0-1khz，高頻段為1-4khz。

3.如權(quán)利要求1所述的基于全頻域泄漏電流特征的絕緣子狀態(tài)預(yù)警方法，其特征在于，所述步驟(4)中依據(jù)低頻段的泄漏電流的低頻分量的h1l/h’1l的比值及強(qiáng)度最高頻率f’2l，將低頻段電流設(shè)置常規(guī)階段、預(yù)熱階段、快速加熱階段三個(gè)特征階段；

4.如權(quán)利要求1所述的基于全頻域泄漏電流特征的絕緣子狀態(tài)預(yù)警方法，其特征在于，步驟(5)絕緣子狀態(tài)的預(yù)警判斷中：

5.如權(quán)利要求1所述的基于全頻域泄漏電流特征的絕緣子狀態(tài)預(yù)警方法，其特征在于，所述步驟(5)絕緣子狀態(tài)的預(yù)警判斷中：

6.如權(quán)利要求1所述的基于全頻域泄漏電流特征的絕緣子狀態(tài)預(yù)警方法，其特征在于，所述步驟(6)中，絕緣子狀態(tài)可視化通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：

7.如權(quán)利要求1所述的基于全頻域泄漏電流特征的絕緣子狀態(tài)預(yù)警方法，其特征在于，所述絕緣子狀態(tài)監(jiān)控圖中，對(duì)角線下方點(diǎn)占75％的為穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)；

8.如權(quán)利要求1所述的基于全頻域泄漏電流特征的絕緣子狀態(tài)預(yù)警方法，其特征在于，所述絕緣子狀態(tài)監(jiān)控圖中，對(duì)角線以下75％到對(duì)角線以上25％的統(tǒng)稱為密切監(jiān)控狀態(tài)。

9.如權(quán)利要求1所述的基于全頻域泄漏電流特征的絕緣子狀態(tài)預(yù)警方法，其特征在于，所述步驟(2)對(duì)泄漏電流進(jìn)行傅里葉變換后，應(yīng)用漢寧窗函數(shù)以減少頻譜泄漏。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電力設(shè)備診斷技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種基于全頻域泄漏電流特征的絕緣子狀態(tài)預(yù)警方法，通過(guò)分析全頻域泄漏電流特征，能夠全面、多角度地反映絕緣子狀態(tài)，精確識(shí)別絕緣子老化及劣化情況，實(shí)現(xiàn)早期預(yù)警。通過(guò)高頻段和低頻段的特征階段劃分，并結(jié)合頻率特征值和強(qiáng)度值的比對(duì)，本發(fā)明能夠在各階段提供精準(zhǔn)的狀態(tài)評(píng)估與預(yù)警判斷，從初始期到迅速發(fā)展期的各個(gè)階段進(jìn)行細(xì)致分析，防止事故發(fā)生。本發(fā)明通過(guò)對(duì)泄漏電流特征的可視化呈現(xiàn)，形成絕緣子狀態(tài)監(jiān)控圖，直觀展示放電信號(hào)的頻率和強(qiáng)度變化，便于快速做出判斷。預(yù)警機(jī)制細(xì)分為二級(jí)預(yù)警、一級(jí)緊急預(yù)警等級(jí)，有助于確保絕緣子在故障惡化前得到及時(shí)維護(hù)，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：黃俞搏,羅藝,馬御棠,耿浩,劉錦,凌維周,李旭鋒,李峰,鐘志,王學(xué)良,尹倩,薛峰,徐紅文,房云川
受保護(hù)的技術(shù)使用者：云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司曲靖供電局
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9