[发明专利]直流融冰架空地线故障探测方法及装置

说明书

技术领域

直流融冰架空地线故障探测方法及装置。涉及输电线路融冰过程中的故障处理技术，属于电力系统故障监测领域。

背景技术

在近几年冰雪灾害中，南方大部输电线路遭受了巨大的损失。为有力抗击冰雪灾害对输电线路的恶劣影响，电网公司在线路上加装了直流融冰系统，以应对冰雪天气的影响，但在对地线的直流融冰过程中，由于地线的绝缘是后期制作的，因此在融冰过程中会出现短路现象，甚至会存在金属性短接现象，影响了直流融冰工作的进行，限制了直流融冰系统功能的发挥。

在发生此类故障时，如果能快速测定故障距离，对故障进行定点，就能够及时修复故障，保证融冰工作的顺利进行。因此寻找一种可行的技术手段以在故障发生时快速准确的确定故障点，以保证直流融冰工作的正常进行，尤为重要。

作为目前输电线路故障测距的主流技术，行波原理可以应用于直流融冰时的故障测距；对于接地故障 ，可采用注入信号和行波测距相结合的方式来进行故障测距。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种操作简单、能够提高故障点定位的精确性的直流融冰架空地线故障探测方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该直流融冰架空地线故障探测方法，其特征在于：在变电站测量点设置同时与架空地线M、N相连的高压信号发生器和探测装置，首先在架空地线M、N和大地之间通过高压信号发生器注入高压脉冲信号，然后通过探测装置测量高压脉冲信号注入时刻及其在架空地线M、N故障点F的反射波到达时刻，利用单端行波故障测距技术计算出故障点F到测量点的距离，从而确定故障点F的位置。

所述的利用单端行波故障测距技术计算故障点F到测量点的距离的公式为：                                                ，其中：T为高压信号发生器输出注入高压脉冲信号的时刻等于零秒即T=0S；T 为信号到达故障点F，经故障点F反射后测量出的高压脉冲信号在架空地线故障点F的反射波到达时刻；V为高压脉冲信号在线路中的传播速度；X为故障点距离；S为秒。 

所述的探测方法具体步骤如下：

步骤1：准备，检测输入信号越限或开关信号输入，如果是，进入步骤2，如果不是，返回步骤1；

步骤2：启动信号采集回路，采集故障数据并打上时标；

步骤3：将采集到的数据存储到存储单元；

步骤4：对数据进行滤波处理，并采用小波算法进行处理，获得波形数据；

步骤5：生成波形数据并送往后台进行人工检测；

步骤6：结束。

一种实现权利要求1所述的直流融冰架空地线故障探测方法的装置，其特征在于：所述的探测装置是架空地线故障探测仪。

所述的架空地线故障探测仪包括模拟信号输入电路、高速数据采集单元、开关量输入电路、高精度时钟与同步信号接收电路、中央处理单元、开关量输出电路、人机接口电路和通信接口，模拟信号输入通过模拟信号输入电路与高速数据采集单元相连，高速数据采集单元与中央处理单元相连，中央处理单元分别与开关量输出电路、人机接口电路和通信接口相连。

所述的高速数据采集单元采样频率为1MHz～5MHz。

当架空地线发生故障时，在变电站测量点通过高压信号发生器在架空地线和地之间注入高压脉冲信号，通过注入不同波形特性和幅值的高压脉冲信号，测量采集到的各个频率的反射波形到达时间，进而利用单端行波故障测距技术计算故障点到测量点的距离。　　

与现有技术相比，本发明的直流融冰架空地线故障探测方法及装置所具有的有益效果是：解决了在输电线路直流融冰中的故障监测问题，该方法可以直接利用信号发生器注入波形特性和幅值可调的高压脉冲信号，通过探测装置在变电站高速采集注入到架空地线的高压脉冲信号及其在架空地线故障点反射波的波形，采样频率在1MHz～5MHz之间可调，提高了故障点定位的精确性。同时具有操作简单、定位精确等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为架空地线故障探测仪电路原理框图。

图3为探测方法流程图。

图中：1、高压信号发生器    2、架空地线故障探测仪   M、N：架空地线   F、故障点。   

具体实施方式

图1~3是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~3对本发明的直流融冰架空地线故障探测方法及装置做进一步说明。