基于碳纖維導(dǎo)線的線路故障檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力輸配電領(lǐng)域，具體涉及一種基于碳纖維導(dǎo)線的線路故障檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國社會(huì)用戶需求快速增長，電力短缺或?qū)⒊蔀橹萍s發(fā)展的瓶頸。要解決該問題，除加快電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)以外，重要的途徑就是通過技術(shù)改造和技術(shù)升級(jí)挖掘增效，根據(jù)運(yùn)行環(huán)境實(shí)際情況、實(shí)時(shí)監(jiān)測導(dǎo)線溫度，核算線路載流量，對(duì)受限線路載流量進(jìn)行精細(xì)管理，可有效提高架空線路實(shí)際輸電容量。而導(dǎo)線溫度實(shí)時(shí)、精確測量是實(shí)現(xiàn)輸電線路增容的基礎(chǔ)。現(xiàn)有測量裝置一般安裝在導(dǎo)線上，要達(dá)到在線監(jiān)測的目的，信號(hào)必須用無線的方式，而且裝置工作在高壓電場、強(qiáng)磁場和高低溫甚至冰雪雷雹等惡劣環(huán)境中，特殊的工作環(huán)境決定了其面臨著諸多的技術(shù)問題，包括長期電源問題、抗干擾問題、信號(hào)傳輸方式等等。
[0003]公開號(hào)CN102288142的專利公開了一種接觸導(dǎo)線在線自動(dòng)檢測系統(tǒng)設(shè)備，包括手提式程序邏輯電控系統(tǒng)、無線信號(hào)傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存分析打印系統(tǒng)，還包括微型氣動(dòng)測量探頭總成和手提式微型化氣控系統(tǒng)，能自動(dòng)檢測接觸線在機(jī)車運(yùn)行時(shí)與機(jī)車受電弓相對(duì)摩擦所產(chǎn)生的磨耗。這種檢測設(shè)備需要多個(gè)電氣、機(jī)械設(shè)備才能夠?qū)崿F(xiàn)，且不能用于高壓線纜的在線監(jiān)測。公開號(hào)為CN103323463的專利公開了一種碳纖維增強(qiáng)型復(fù)合導(dǎo)線芯表征的自動(dòng)檢測方法，生成具有周期變換的模板圖像并將模板圖像投射于纖維材料表面，由反射模版圖像分析得到精確的纖維材料表征信息，該方法解決了對(duì)于碳纖維增強(qiáng)型復(fù)合電纜芯的表面檢測只能依靠人工，造成檢測效率低、準(zhǔn)確率低的問題，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)檢測。但該方法需要的檢測設(shè)備較復(fù)雜，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)線路的在線監(jiān)測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于碳纖維導(dǎo)線的線路故障檢測方法，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路運(yùn)行工況的在線自動(dòng)檢測與控制。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種基于碳纖維導(dǎo)線的線路故障檢測方法，包括如下步驟:
[0007]獲取碳纖維導(dǎo)線線路高壓開關(guān)的參數(shù)，記錄高壓開關(guān)合閘、分閘線圈電流;通過分析合閘、分閘線圈電流的波形及開關(guān)動(dòng)作中的行程曲線，判斷高壓開關(guān)的開關(guān)電氣與機(jī)械特性是否正常，若判斷結(jié)果為非正常，則進(jìn)行異常報(bào)警并上傳服務(wù)器；
[0008]由變壓器智能測控儀獲取變壓器實(shí)時(shí)的溫度值，并將獲取的溫度值與預(yù)設(shè)的與變壓器型號(hào)相對(duì)應(yīng)的溫度的設(shè)定值進(jìn)行比較，若獲取的溫度值小于設(shè)定值，則繼續(xù)檢測;若獲取的溫度值不小于設(shè)定值，則自動(dòng)拉閘限電，記錄當(dāng)前時(shí)間、事件并上傳服務(wù)器；當(dāng)溫度下降后自動(dòng)投運(yùn)，并記錄當(dāng)前時(shí)間、事件并上傳服務(wù)器；
[0009]獲取導(dǎo)線弧垂，根據(jù)導(dǎo)線弧垂計(jì)算導(dǎo)線溫度，結(jié)合獲取的環(huán)境參數(shù)判斷當(dāng)前線路的運(yùn)行工況；
[0010]碳纖維導(dǎo)線包括碳纖維導(dǎo)電芯體、包裹在芯體外圍的環(huán)形導(dǎo)電層以及包裹在環(huán)形導(dǎo)電層外圍的絕緣層;所述環(huán)形導(dǎo)電層由合金導(dǎo)線包繞在芯體外圍構(gòu)成，所述合金導(dǎo)線由以下重量百分?jǐn)?shù)的成份組成:Zr:0.01-0.03%; Cu:0.1 ?0.15% ; Fe: 0.95 ?0.98 % ；Mn:0.04?0.05% ;陶瓷結(jié)合劑:0.1?0.2% ;Mg:0.02?0.1% ;T1:0.01%?0.05% ;RE:0.05?0.08%;B:0.1%?0.2%，余量為A1及不可避免的雜質(zhì)；
[0011]所述陶瓷結(jié)合劑由以下重量百分比原料組成:硼1?2%，氧化鋁20-25%、氧化鋰5-6%、氧化鈉3-5%和氧化鎂4-8%、銅粉1-2%、錫粉0.5-1.5%和氧化鋅0.3-1%,余量為二氧化娃;所述原料的粒度均不超過10微米。
[0012]優(yōu)選的，所述RE為Ce、La、Nd或Ho中的一種或幾種。
[0013]優(yōu)選的，所述合金導(dǎo)線由以下重量百分?jǐn)?shù)的成份組成:2^0.02%;0!:0.1%#6:0.96% ;Μη:0.04% ;陶瓷結(jié)合劑:0.1% ;Mg:0.05% ;T1:0.02% ；RE:0.05% ；B:0.2%，余量為A1及不可避免的雜質(zhì);所述陶瓷結(jié)合劑由以下重量百分比原料組成:硼1%，氧化鋁25%、氧化鋰5%、氧化鈉4%和氧化鎂5%、銅粉1 %、錫粉0.5%和氧化鋅0.5%,余量為二氧化硅。
[0014]合金導(dǎo)線的制備方法:將各種原料按照配比熔化、攪拌、精煉、除渣，在乳機(jī)中鑄成招合金鑄條，將招合金鑄條導(dǎo)入乳機(jī)，導(dǎo)入乳機(jī)的溫度為450?500°C，導(dǎo)出乳機(jī)成招合金桿的終乳溫度為260?330°C，得到鋁合金桿;將鋁合金桿在鋁合金拉絲機(jī)上拉制得到鋁合金單線；時(shí)效熱處理，熱處理溫度為180°C?240°C，熱處理時(shí)間為180?240分鐘，自然冷卻得即可。
[0015]優(yōu)選的，所述碳纖維導(dǎo)線線路高壓開關(guān)的參數(shù)由帶GPS時(shí)鐘校準(zhǔn)的開關(guān)動(dòng)作監(jiān)測裝置獲取。
[0016]優(yōu)選的，采用穿心式霍耳電流傳感器記錄高壓開關(guān)合閘、分閘線圈電流。
[0017]優(yōu)選的，當(dāng)通過變壓器智能測控儀對(duì)碳纖維導(dǎo)線線路進(jìn)行多路供電時(shí)，自動(dòng)拉閘限電和自動(dòng)投運(yùn)各路的先后次序，按電工事先設(shè)定的程序進(jìn)行；當(dāng)一路漏電跳閘后，變壓器智能測控儀會(huì)自動(dòng)試合閘，若不成功，延時(shí)10-20秒后自動(dòng)重合，若漏電故障未解除，變壓器智能測控儀對(duì)此路進(jìn)行停電閉鎖，待電工將故障解除后，人工解鎖送電。
[0018]優(yōu)選的，所述變壓器智能測控儀上設(shè)有USB接口和GPRS通信模塊。
[0019]本發(fā)明的有益效果為:
[0020]本發(fā)明的線路采用碳纖維復(fù)合導(dǎo)線，碳纖維復(fù)合導(dǎo)線是一種全新結(jié)構(gòu)的節(jié)能型增容導(dǎo)線，碳纖維復(fù)合輸電導(dǎo)線用于架空線路，具有低弧垂、質(zhì)輕、輸電損失少、耐腐蝕等特點(diǎn)，有助于構(gòu)造安全、環(huán)保、高效節(jié)約型輸電網(wǎng)絡(luò)，可廣泛用于老線路和電站母線增容改造、新線路建設(shè)，并可用于大跨越、大落差、重冰區(qū)、高污染等特殊氣候和地理場合的線路。應(yīng)用在新建線路中，可提高線路的單位輸送容量，確保電網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)性，長遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)性更好。
[0021]本發(fā)明采用帶GPS時(shí)鐘校準(zhǔn)的開關(guān)動(dòng)作監(jiān)測裝置獲取碳纖維導(dǎo)線線路高壓開關(guān)的參數(shù)，記錄并分析合閘、分閘線圈電流的波形及開關(guān)動(dòng)作中的行程曲線，以此判斷高壓開關(guān)的開關(guān)電氣與機(jī)械特性是否正常，若分析得到的合閘、分閘線圈電流的波形及開關(guān)動(dòng)作中的行程曲線與預(yù)設(shè)的正常值不符，則通常檢修人員進(jìn)行檢修；同時(shí)變壓器智能測控儀獲取變壓器實(shí)時(shí)的溫度值，根據(jù)獲取的實(shí)時(shí)溫度判斷下一步執(zhí)行的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了線路的自動(dòng)檢測。結(jié)合導(dǎo)線溫度與環(huán)境參數(shù)，可綜合判斷當(dāng)前線路的運(yùn)行工況，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸電線路運(yùn)行工況的在線自動(dòng)檢測與控制。
【附圖說明】
[0022]附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0023]圖1為本發(fā)明一種基于碳纖維導(dǎo)線的線路故障檢測方法的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0025]圖1為本發(fā)明一種基于碳纖維導(dǎo)線的線路故障檢測方法的方法流程圖。如圖1所示，該方法包括以下步驟S101 -s 103:
[0026]步驟S101，獲取碳纖維導(dǎo)線線路高壓開關(guān)的參數(shù)，記錄高壓開關(guān)合閘、分閘線圈電流;通過分析合閘、分閘線圈電流的波形及開關(guān)動(dòng)作中的行程曲線，判斷高壓開關(guān)的開關(guān)電氣與機(jī)械特性是否正常，若判斷結(jié)果為非正常，則進(jìn)行異常報(bào)警并上傳服務(wù)器。
[0027]根據(jù)分析合閘、分閘線圈電流的波形及開關(guān)動(dòng)作中的行程曲線，判斷高壓開關(guān)的開關(guān)電氣與機(jī)械特性是否正常，若判斷結(jié)果為正常，則繼續(xù)執(zhí)行步驟S101;若判斷結(jié)果為非正常，將進(jìn)行異常報(bào)警，并將異常時(shí)采集到的參數(shù)、記錄的高壓開關(guān)合閘、分閘線圈電流、以及判斷結(jié)果上傳服務(wù)器，同時(shí)也可在服務(wù)器上報(bào)警，還可以將相關(guān)報(bào)警信息發(fā)送至手機(jī)上，在手機(jī)上報(bào)警。接收到報(bào)警信息后，安排檢修人員排除故障。
[0028]為了使開關(guān)測試的準(zhǔn)確性和實(shí)效性進(jìn)一步增強(qiáng)，提高生產(chǎn)效率和提升管理水平，采用帶GPS時(shí)鐘校準(zhǔn)的開關(guān)動(dòng)作監(jiān)測裝置對(duì)高壓開關(guān)特性參數(shù)進(jìn)行在線采集分析，記錄開關(guān)動(dòng)作發(fā)生的次數(shù)、類型、性質(zhì)和分合閘線圈電流的狀態(tài)，同時(shí)配GPS時(shí)鐘與變電站其他設(shè)備在同一時(shí)間點(diǎn)下進(jìn)行設(shè)備的監(jiān)控，對(duì)開關(guān)發(fā)生動(dòng)作原因進(jìn)行分析，便于分清是否偷跳，誤跳等事故責(zé)任。開關(guān)動(dòng)作監(jiān)測裝置采用小電流傳感器采用坡莫合金材料作為鐵芯，一次端為穿芯結(jié)構(gòu)，可方便地將接地引線穿過傳感器，采用電磁感應(yīng)原理耦合取得小電流信號(hào)，夕卜加抗電場及磁場的鐵磁材料屏蔽制成。傳感器的信號(hào)就地放大及補(bǔ)償，溫度特性優(yōu)異，在一40?+80攝氏度范圍內(nèi)，相位波動(dòng)優(yōu)于0.02度。測試電流范圍:0.1?10mA。
[0029]開關(guān)動(dòng)作監(jiān)測裝置采用穿心式霍耳電流傳感器方式記錄開關(guān)的合閘、分閘線圈電流，通過分析合閘、分閘線圈電流的波形及開關(guān)動(dòng)作中的行程曲線，來在線判斷開關(guān)電氣與機(jī)械特性是否正常。
[0030]在不改變現(xiàn)場線圈電壓和電流情況下，通過設(shè)備上的自帶時(shí)鐘定時(shí)與GPS進(jìn)行時(shí)鐘進(jìn)行校準(zhǔn)并保證時(shí)鐘的準(zhǔn)確性，在此基礎(chǔ)上記錄某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上所發(fā)生動(dòng)作類型比如動(dòng)作性質(zhì)、合閘電流、分閘電流、動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作特性等幫助工作人員判斷其動(dòng)作發(fā)生的狀態(tài)。
[0031]步驟S102，由變壓器智能測控儀獲取變壓器實(shí)時(shí)的溫度值，并將獲取的溫度值與預(yù)設(shè)的與變壓器型號(hào)相對(duì)應(yīng)的溫度的設(shè)定值進(jìn)行比較，若獲取的溫度值小于設(shè)定值，則繼續(xù)檢測;若獲取的溫度值不小于設(shè)定值，則自動(dòng)拉閘限電，記錄當(dāng)前時(shí)間、事件并上傳服務(wù)器;當(dāng)溫度下降后自動(dòng)投運(yùn)，并記錄當(dāng)前時(shí)間、事件并上傳服務(wù)器。
[0032]在獲取的實(shí)時(shí)溫度值大于或等于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)拉閘限電，記錄當(dāng)前時(shí)間及事件，記錄的事件包括拉閘限電，并上傳服務(wù)器。當(dāng)溫度下降后自動(dòng)投運(yùn)，并記錄當(dāng)前時(shí)間、事件，記錄的事件包括自動(dòng)投運(yùn)，并上傳服務(wù)器。實(shí)現(xiàn)了在線檢測與遠(yuǎn)程監(jiān)控相結(jié)合的檢測控制模式，避免了人工檢查浪費(fèi)的人力物力。
[0033]變壓器智能測控儀是配電網(wǎng)變壓器智能管控系統(tǒng)的核心硬件，通過智能管控儀實(shí)行多路供電，每路可獨(dú)立運(yùn)行，避免因一路出現(xiàn)故障而造成全臺(tái)區(qū)停電。在使用時(shí)，首先設(shè)置與變壓器型號(hào)相對(duì)應(yīng)的參數(shù)和控制溫度的設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)了過負(fù)荷和過溫升時(shí)自動(dòng)拉閘限電，當(dāng)溫度下降后會(huì)自動(dòng)投運(yùn)。自動(dòng)拉閘限電和自動(dòng)投運(yùn)各路的先后次序，按電工事先設(shè)定的程序進(jìn)行，當(dāng)一路漏電跳閘后，