[发明专利]架空线路故障定位监测系统及方法

权利要求书

1.架空线路故障定位监测系统，其特征在于，包括故障指示器、集中器子站和主站，所述的故障指示器包括MCU、电流互感器、电容分压器、信号检测电路、ESAM安全芯片和微功率无线子节点，所述的电流互感器采集导线上的一次电流，并产生CT二次信号；电容分压器采集线路电压信号；CT二次信号和线路电压信号分别输送到信号检测电路，经过滤波、放大和采样保持后输入MCU；MCU对信号进行A/D采样后，计算出负荷电流、短路电流、首半波尖峰电流和接地动作电流值、稳态零序电流、暂态零序电流；微功率无线子节点与MCU实现数据通信；所述的ESAM安全芯片连接MCU，对MCU发送的数据进行加/解密和身份认证；所述的集中器子站包括通信终端、微功率无线中心节点、GPRS远程通信模块，微功率无线中心节点通过微功率无线信号与微功率无线子节点进行数据通讯，微功率无线中心节点与通信终端进行数据通信，通信终端通过104规约连接GPRS远程通信模块；所述的主站包括GIS系统、MIS系统和监控端，所述的监控端通过GPRS网络与GPRS远程通信模块进行数据通信，监控端将接收到的数据解密后，将故障点在GIS系统中标识并通过短信或电话的形式通知巡检人员。

2.根据权利要求1所述的架空线路故障定位监测系统，其特征在于，所述的监控端设有故障样本阀值库，用来记录并存储系统运行过程中发生过的各种故障样本。

3.根据权利要求1或2所述的架空线路故障定位监测系统，其特征在于，电流互感器内设有取电线圈，可以为故障指示器提供电力供应。

4.根据权利要求1或2所述的架空线路故障定位监测系统，其特征在于，所述的微功率无线中心节点和微功率无线子节点均采用433M无线射频通信模块，利用433M微功率无线信号实现数据通信。

5.根据权利要求1或2所述的架空线路故障定位监测系统，其特征在于，还包括太阳能电池板，所述的太阳能电池板与通信终端连接。

6.架空线路故障定位监测方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

S1：采集并计算出电流和电压信号；

S2：判断短路故障，具体步骤为：

S201：对运行线路采集到的运行电流瞬时值进行比值微分计算，获得线路电流突变曲线；

S202：电流突变判断，当电流的变化率突变，即If/I0>R时，依据该突变的电流变比率判断线路短路故障，其中，If、I0分别是突变后和突变前的线路电流，R是预设的电流变比率，预设的电流变比率R随线路负荷电流的大小自动变化，负荷电流越小，R越大；

S203：启动电压突变复核，检测线路电压降低，当线路电压降低满足V<Vh时判定线路短路故障，其中Vh是电压下降值的预设阈值；

S3：通过七次谐波加首半波判断接地故障；

S4：标记故障地点并通知巡检人员。

7.根据权利要求6所述的架空线路故障定位监测方法，其特征在于，步骤S203中，如果电压突变复核正常，在初次出现时将被标注预故障，当情况出现多次后，将作为该线路的单线特征记录在数据库中进行记录，作为非故障判定依据。

8.根据权利要求6所述的架空线路故障定位监测方法，其特征在于，步骤S3的具体过程为：根据采集的线路接地电缆暂态半波，当判断出现接地故障时，通过七次谐波杠杆化传感器中的感应电流，进行当量计算，获取突变曲线，在曲线突破阀值时触发报警，然后通过传感器获取的首半波前后方向突变情况，判定发生接地故障的接地电缆位置。

9.根据权利要求8所述的架空线路故障定位监测方法，其特征在于，判断接地故障的方法为：线路中的暂态零序电压与暂态零序电流首半波方向相反。