電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態(tài)預(yù)警方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態(tài)預(yù)警方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電氣化鐵路的供電線路上大量使用高壓絕緣子，高壓絕緣子工作狀態(tài)的好壞直接關(guān)系到鐵路運(yùn)營(yíng)的安全問(wèn)題。高壓絕緣子的工作狀態(tài)一般有四個(gè)階段:第一，絕緣子表面積污階段，該階段絕緣子泄漏電流以工頻為主，幅值小于1mA以下，對(duì)于有損壞的絕緣子，如:零值絕緣子和有裂縫的絕緣子，在該階段會(huì)有高頻電暈脈沖出現(xiàn)；第二，絕緣子表面濕潤(rùn)階段，該階段中絕緣子表面積污層吸收水分，絕緣電阻減少，泄漏電流迅速增大，絕緣子運(yùn)行狀態(tài)變壞；第三，絕緣子表面產(chǎn)生局部放電階段，在潮濕環(huán)境中，絕緣子表面積污層受潮，泄漏電流繼續(xù)增大，并對(duì)積污層進(jìn)行烘干形成干燥帶，引起絕緣子承受電壓的重新分配，干燥帶承受很高電壓，形成輝光放電；第四，閃絡(luò)階段，該階段中絕緣子表面的干燥帶擴(kuò)大，局部電弧拉長(zhǎng)，污層阻值減小，泄漏電流增大，局部電弧壓降不斷降低，發(fā)展為閃絡(luò)，嚴(yán)重時(shí)引起重大事故。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)絕緣子工作狀態(tài)大多采用監(jiān)測(cè)絕緣子泄漏電流的辦法進(jìn)行。例如，通過(guò)采集運(yùn)行電壓下絕緣子泄漏電流的最大脈沖幅值，來(lái)判斷絕緣子的工作狀態(tài)。但是，由于絕緣子泄漏電流從小到大直到發(fā)展為閃絡(luò)，有一個(gè)過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中影響泄露電流的大小除了絕緣子本身好壞、電壓等級(jí)、天氣狀況和絕緣子污穢程度這四大因素夕卜，還有其他很多隨機(jī)因素，難以用一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)或閾值進(jìn)行預(yù)測(cè)。例如，對(duì)于比較潮濕的珠三角地區(qū)，普通情況下，泄漏電流小于650uA，絕緣子表面無(wú)任何爬電；泄漏電流大于1mA時(shí)，絕緣子表面明顯跳火；泄漏電流大于2mA時(shí)串弧間斷維持，但這此數(shù)據(jù)對(duì)于干燥地區(qū)，卻極其不準(zhǔn)確。綜上所述，采用監(jiān)測(cè)絕緣子泄漏電流的大小無(wú)法使用統(tǒng)一閥值判斷絕緣子工作狀態(tài)，無(wú)法很好的對(duì)高壓絕緣子的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行安全預(yù)警。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的監(jiān)測(cè)絕緣子泄漏電流的大小無(wú)法很好的對(duì)高壓絕緣子的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行安全預(yù)警的缺陷，從而提供一種電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態(tài)預(yù)警方法和系統(tǒng)。
[0005]為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態(tài)預(yù)警方法，包括如下步驟:
[0007]對(duì)絕緣子泄露電流進(jìn)行采樣，得到絕緣子泄露電流的采樣數(shù)據(jù)；
[0008]根據(jù)所述采樣數(shù)據(jù)得到所述絕緣子泄露電流的低頻脈沖的頻譜；
[0009]根據(jù)所述采樣數(shù)據(jù)得到所述絕緣子泄露電流的高頻脈沖的尺度穿越率；
[0010]根據(jù)所述頻譜與所述尺度穿越率還原所述泄露電流的脈沖形態(tài)；
[0011 ] 根據(jù)所述脈沖形態(tài)判斷絕緣子對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)。
[0012]優(yōu)選地，所述根據(jù)所述脈沖形態(tài)判斷絕緣子對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)的步驟具體包括:
[0013]當(dāng)所述脈沖形態(tài)為正弦的工頻泄露電流時(shí)，判斷工頻泄露電流最大值時(shí)是否出現(xiàn)尖峰脈沖，是則所述絕緣子對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)為絕緣子表面濕潤(rùn)階段，否則所述絕緣子對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)為安全工作區(qū)；
[0014]當(dāng)所述脈沖形態(tài)為三角波時(shí)，則所述絕緣子對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)為絕緣子表面產(chǎn)生局部放電階段；
[0015]當(dāng)所述脈沖形態(tài)為無(wú)規(guī)則無(wú)零休時(shí)，則所述絕緣子對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)為閃絡(luò)階段。
[0016]優(yōu)選地所述的方法，還包括:比較同一個(gè)絕緣子在不同時(shí)刻的所述脈沖形態(tài)，獲取所述絕緣子的脈沖形態(tài)的變化，預(yù)測(cè)該絕緣子變壞的速度。
[0017]優(yōu)選地所述的方法，還包括:對(duì)相同地區(qū)相同批次的不同絕緣子在同一時(shí)刻的所述脈沖形態(tài)進(jìn)行比較，以查找有缺陷的絕緣子。
[0018]優(yōu)選地，當(dāng)多個(gè)絕緣子由一條接地線連接共同接地時(shí)，則通過(guò)如下方式獲得每個(gè)絕緣子的泄露電流的采樣數(shù)據(jù):
[0019]在每個(gè)絕緣子的進(jìn)地端對(duì)泄露電流進(jìn)行采樣；
[0020]將所述采樣數(shù)據(jù)兩兩相減，得到每個(gè)絕緣子的泄露電流的采樣數(shù)據(jù)。
[0021]優(yōu)選地所述的方法，還包括采集絕緣子泄露電流的最大幅值并判斷所述最大幅值是否超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，若是則開(kāi)始對(duì)絕緣子泄露電流進(jìn)行采樣。
[0022]一種電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態(tài)預(yù)警系統(tǒng)，包括:
[0023]采集部件，與絕緣子連接，用于對(duì)絕緣子泄露電流進(jìn)行采樣，得到絕緣子泄露電流的采樣數(shù)據(jù)；
[0024]采集端數(shù)據(jù)處理部件，用于根據(jù)所述采樣數(shù)據(jù)得到所述絕緣子泄露電流的低頻脈沖的頻譜，并根據(jù)所述采樣數(shù)據(jù)得到所述絕緣子泄露電流的高頻脈沖的尺度穿越率；
[0025]傳輸部件，用于發(fā)送所述頻譜與所述尺度穿越率至服務(wù)器(4);
[0026]服務(wù)器，用于根據(jù)接收到的所述頻譜與所述尺度穿越率還原所述泄露電流的脈沖形態(tài)；并用于根據(jù)所述脈沖形態(tài)判斷絕緣子對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)。
[0027]優(yōu)選地，所述服務(wù)器根據(jù)所述脈沖形態(tài)判斷絕緣子對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)的過(guò)程具體包括:
[0028]當(dāng)所述脈沖形態(tài)為正弦的工頻泄露電流時(shí)，判斷工頻泄露電流最大值時(shí)是否出現(xiàn)尖峰脈沖，是則所述絕緣子對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)為絕緣子表面濕潤(rùn)階段，否則所述絕緣子對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)為安全工作區(qū)；
[0029]當(dāng)所述脈沖形態(tài)為三角波時(shí)，則所述絕緣子對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)為絕緣子表面產(chǎn)生局部放電階段；
[0030]當(dāng)所述脈沖形態(tài)為無(wú)規(guī)則無(wú)零休時(shí)，則所述絕緣子對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)為閃絡(luò)階段。
[0031]優(yōu)選地，所述服務(wù)器還用于比較同一個(gè)絕緣子在不同時(shí)刻的所述脈沖形態(tài)，獲取所述絕緣子的脈沖形態(tài)的變化，預(yù)測(cè)該絕緣子變壞的速度；
[0032]還用于對(duì)相同地區(qū)相同批次的不同絕緣子在同一時(shí)刻的所述脈沖形態(tài)進(jìn)行比較，以查找有缺陷的絕緣子。
[0033]優(yōu)選地，當(dāng)多個(gè)絕緣子由一條接地線連接共同接地時(shí)，則通過(guò)如下方式獲得每個(gè)絕緣子的泄露電流的采樣數(shù)據(jù):
[0034]在每個(gè)絕緣子的進(jìn)地端上安裝所述采集部件對(duì)泄露電流進(jìn)行采樣；
[0035]所述采集端數(shù)據(jù)處理部件將每個(gè)所述采集部件采集到的所述采樣數(shù)據(jù)兩兩相減，得到每個(gè)絕緣子的泄露電流的采樣數(shù)據(jù)。
[0036]本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0037]1.本發(fā)明提供的電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態(tài)預(yù)警方法和系統(tǒng)，通過(guò)絕緣子泄露電流的低頻脈沖中的頻譜和高頻脈沖的尺度穿越率還原泄露電流的脈沖形態(tài)，并根據(jù)脈沖形態(tài)判斷絕緣子對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)。由于絕緣子在整個(gè)工作周期內(nèi)，泄露電流的形態(tài)是有一定的規(guī)律可循的，該方法和系統(tǒng)便從泄露電流頻譜形態(tài)學(xué)的特點(diǎn)判定絕緣子的工作狀態(tài)，不再是現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)設(shè)置絕緣子泄漏電流大小的一個(gè)閾值來(lái)判斷，使得該方法和系統(tǒng)能適用于各個(gè)不同的環(huán)境，且準(zhǔn)確便于使用。
[0038]2.本發(fā)明提供的電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態(tài)預(yù)警方法和系統(tǒng)，通過(guò)比較同一個(gè)絕緣子在不同時(shí)刻的脈沖形態(tài)，獲取絕緣子的脈沖形態(tài)的變化，預(yù)測(cè)該絕緣子變壞的速度。由于絕緣子如果在工作周期內(nèi)變壞，則會(huì)表現(xiàn)在泄露電流的脈沖形態(tài)上，若當(dāng)前時(shí)刻和上一時(shí)刻比，脈沖形態(tài)發(fā)生了較大的變化，則說(shuō)明給絕緣子正在迅速變壞，如果發(fā)生這種情況，則需要對(duì)當(dāng)前絕緣子進(jìn)行預(yù)警。
[0039]3.本發(fā)明提供的電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態(tài)預(yù)警方法和系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)相同地區(qū)相同批次的不同絕緣子在同一時(shí)刻的脈沖形態(tài)進(jìn)行比較，以查找有缺陷的絕緣子。由于不同的絕緣子的地區(qū)、批次和時(shí)刻均相同，則可以理解為不同絕緣子的外界環(huán)境是一樣，根據(jù)單一變量原則，如果有某個(gè)絕緣子的脈沖形態(tài)與其他絕緣子不同，則可以說(shuō)明該絕緣子自身可能是有缺陷的，從而達(dá)到查找有缺陷的絕緣子的目的，簡(jiǎn)單易行。
[0040]4.本發(fā)明提供的電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態(tài)預(yù)警方法，還包括采集絕緣子泄露電流的最大幅值并判斷最大幅值是否超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，若是則開(kāi)始對(duì)絕緣子泄露電流進(jìn)行采樣。因?yàn)榻^緣子只有在最大幅值超過(guò)某閾值時(shí)，才可能發(fā)生工作狀態(tài)開(kāi)始變壞的問(wèn)題，則如此設(shè)置有利于節(jié)約能耗，且減輕了數(shù)據(jù)處理量。
【附圖說(shuō)明】
[0041]為了更清楚