[发明专利]一种风电场集电线路芯线部分断线故障在线检测定位方法

说明书

本发明公开了一种风电场集电线路芯线部分断线故障在线检测定位方法及系统，属于涡流检测技术领域。巡检设备搭载涡流传感器对集电线路进行检测；涡流传感器包括激励线圈和两个探测线圈，两个探测线圈的一对同名端等电势连接，另一对同名端输出两个探测线圈的感应电动势及其差值信号；对激励线圈施加一个正弦交流激励信号，集电线路的周圈产生可检测的电磁场，所属电磁场分别在两个探测线圈中产生感应电动势；记录巡检过程中各巡检位置处两个探测线圈的感应电动势和感应电动势差值，两个探测线圈的感应电动势差值最大处就是部分芯线断线位置区域。本发明操作简单，能够实时对集电线路的部分芯线断线位置进行精确地检测。

技术领域

本发明属于涡流检测技术领域，具体涉及一种风电场集电线路芯线部分断线故障在线检测定位方法。

背景技术

目前，对集电线路故障区域的定位主要有以下几种方案：

一种是阻抗法，即直流电桥法。该方法精确度较高，但接线较为复杂，只能用于低阻故障测距。一种是行波法，行波法包括低压脉冲反射法、脉冲电压法和脉冲电流法等。对集电线路的低阻性接地和短路故障，在集电线路测试端注入低压脉冲信号，根据脉冲信号在集电线路中的传播速度和反射波的返回时间，来确定故障点到测试端的距离。对高阻性故障，因在低电压的脉冲作用下仍呈现很高的阻抗，使反射波不明显甚至无反射，需配置高压发生器，对故障集电线路施加一定的直流高压或交流冲击高压使其放电击穿，形成闪络电弧，然后再注入低压脉冲信号，利用闪络电弧形成瞬间短路产生的反射波进行测试。这种方法受环境因素影响较大，只能在完全停电之后测试，故障点查找较慢，故障的修复时间较长，不利于集电线路快速恢复供电。另外对于高阻性故障，现有技术需配高压发生器，这使得现场操作存在安全隐患。也有利用光纤感温电缆测量温度的原理，对故障的集电线路实现在线定位，但这种方法需要在集电线路全线铺设感温电缆，对集电线路一次电缆的生产制造、施工有特殊要求，施工复杂，经济性比较差。还有一种方法是人为的先将集电线路上所有负荷开关拉开，然后逐级试合，直到断路器跳开为止，此方法虽然不需要任何设备的配合，完全靠人工寻找故障区域，人力物力投入大，效率低下、耗时长，不利于风机并网发电。

目前很多山地或荒漠地区风资源较为丰富，因此很多风电场地处偏僻、分布范围大，采用无人机开展风电场集电线路巡检成为一种趋势，但是无人机主要采用图像手段，能够在线检测鸟窝、绝缘器缺失等故障，但当集电线路发生部分芯线断线等从外部不可察觉的故障时就无法及时检测定位到了。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种风电场集电线路芯线部分断线故障在线检测定位方法，操作简单，能够实时对集电线路的部分芯线断线位置进行精确地检测。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种风电场集电线路芯线部分断线故障在线检测定位方法，包括：

S1：巡检设备搭载涡流传感器对集电线路进行检测；涡流传感器包括激励线圈和两个探测线圈，两个探测线圈的一对同名端等电势连接，另一对同名端输出两个探测线圈的感应电动势及其差值信号；

S2：对激励线圈施加一个正弦交流激励信号，集电线路的周圈产生可检测的电磁场，所属电磁场分别在两个探测线圈中产生感应电动势；

S3：记录巡检过程中各巡检位置处两个探测线圈的感应电动势和感应电动势差值，两个探测线圈的感应电动势差值最大处就是部分芯线断线位置区域。

优选地，两个探测线圈为第一探测线圈和第二探测线圈，第一探测线圈与第二探测线圈并排设置，激励线圈设在第一探测线圈和第二探测线圈的上方，并且激励线圈的轴线与第一探测线圈和第二探测线圈的中心连线垂直并过中心连线的中点。

优选地，两个探测线圈的参数一致。

优选地，对集电线路进行检测时，巡检设备沿集电线路延伸方向进行巡检。