[发明专利]一种绝缘子局部电弧产生的隐患电流的提取与识别方法

说明书

一种绝缘子局部电弧产生的隐患电流的提取与识别方法，所述方法利用移相相减和小波变换的提取与识别方法，在发生鸟粪导致的绝缘子污秽闪络前的局部电弧阶段，识别局部电弧放电导致的隐患电流。所述方法包括：监测三相行波电流、移相相减、数字信号处理、小波变换、判别是否存在局部电弧的频率特征，如果存在则发出预警。本发明基于移相相减和小波变换的隐患电流的提取与识别方法，可以实时监测各相的电流波形和隐患电流波形，对架空输电线路是否发生了鸟害隐患放电进行实时监测。

技术领域

本发明涉及一种绝缘子局部电弧产生的隐患电流的提取与识别方法，属电力线路绝缘技术领域。

背景技术

随着中国居民环保意识的增强与生态环境的改善，农村常住人口的减少，鸟类的繁衍数量逐渐增多，活动范围日趋扩大，使得鸟类对架空输电线路安全运行的威胁也日益加剧。尤其近几年来，220kV架空输电线路先后发生多次鸟害障碍，严重影响了线路的安全稳定运行。鸟害引起线路故障的形式有线路跳闸和零部件损坏。造成线路跳闸的主要原因有鸟粪闪络、鸟巢材料短路和鸟类身体短路等。其中因鸟粪引起的线路跳闸次数达348次，占鸟害各类原因故障跳闸总数的87.2％，是鸟害故障跳闸的主要原因。

受鸟粪污染的绝缘子表面受潮后,污层中电解质溶于水,绝缘子表面形成一层导电膜,导致绝缘子表面电阻迅速下降,表面泄露电流增大，绝缘子干带上主要承担绝大部分电压降,随着干带上的压降不断增大,最终导致了干带上表面的空气被击穿，形成了局部电弧。当污秽较重时，局部电弧可能很快发展为沿面闪络，导致绝缘故障；但是当污秽较轻时，局部电弧展为沿面闪络可能要长达几天。局部电弧形成时，会产生反映电弧特征的隐患电流信号，并通过架空输电线路向线路两端传播。在鸟害故障前检测局部电弧引起的隐患电流，在源头上扼杀鸟害故障，就显得尤为重要。

隐患电流的提取与识别目前存在利用扰动后的全电流减去扰动前负荷电流的方法，但该方法准确率低，且没有考虑投切负荷引起的电流变化。利用傅里叶变换或者小波变换也是提取与识别隐患电流的重要方法，但由于隐患电流很小，只有几毫安，线路中负荷电流仍是全电流的主要成分，所以该方法计算复杂，处理数据量较大，导致识别系统的灵敏性较差。

发明内容

本发明的目的是，为了准确地鉴别由绝缘子污秽闪络前局部电弧放电导致的隐患电流，且排除投切负荷或者负荷变化引起的电流波动的影响，提高提取与识别隐患电流系统的准确性和灵敏性，本发明提出一种绝缘子局部电弧产生的隐患电流的提取与识别方法。

本发明实现的技术方案如下，一种绝缘子局部电弧产生的隐患电流的提取与识别方法，所述方法利用移相相减和小波变换的提取与识别方法，在发生鸟粪导致的绝缘子污秽闪络前的局部电弧阶段，识别局部电弧放电导致的隐患电流。

一种绝缘子局部电弧产生的隐患电流的提取与识别方法，步骤如下：

(1)利用分布式监测系统监测三相行波电流，采用数字存储示波器显示各相电流波形；

(2)采用移相相减的运算模型对各相电流进行运算；运算规则为其他两相电流经过改变相位后使它们与被测试相的相电流同相位，然后利用被测试相的相电流减去其余两相电流的算术平均值；将被运算后的电流值被称为附加电流；采用数字存储示波器显示附加电流波形；

(3)对附加电流进行数字信号滤波；将附加电流进行傅里叶变换，选取附加电流中50Hz分量的部分进行剔除，再对进行傅里叶逆变换，得到新的电流波形，将该电流波形称为隐患电流；

(4)对隐患电流进行小波分解，识别隐患电流的各个频率分量，，如果在当附加电流稳定时，隐患电流存在频率处于[a+50，b+50]范围内的电流分量，则可确定当前阶段存在局部电弧，即证明架空输电线路发生了绝缘子隐患放电；其中，a为局部电弧的电阻频率特征分量的下限值，b为局部电弧的电阻频率特征分量的上限值。

所述移相相减的具体运算过程如下：

假设A相中存在局部电弧隐患放电电流：