[发明专利]输配电线路局部放电故障的在线检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于测量领域，尤其涉及一种用于检测输配电线路局部放电的方法和装置。

背景技术

输电线路是电力系统输电过程中必不可少的电气设备，它的可靠安全运行直接关系到整个电网的可靠性。

输电线路表面因空气污染、粉尘以及接触不良等原因会导致其表面放电，最终形成闪络，使其安全性能降低，尤其是在重污区，空气中污秽物较多，从而导致输电线路上的等值盐附密度增加，以及绝缘老化和连接金属接触不良的原因会导致其放电，最终形成闪络，使配网输电线路安全性能降低。

换句话说，输配电线路的局部放电故障易发部位(通常包括绝缘子及相关的电缆接头)在长期运行过程中，因空气污染、粉尘等原因，会导致其表面污染程度加大，最终形成局部或整体绝缘劣化，电气绝缘强度降低，甚至发生闪络现象或放电击穿故障，在业内简称之为“污闪”。

对于输电线路的放电状况进行检测成为掌握其运行状态的必要手段，也成为保证电力系统安全可靠供电的重要保证。

目前输电线路的防污闪处理方法可以归纳为两种：一是预防性的，即针对污闪形成的条件入手，使污闪条件无法满足，污闪故障也就不会发生。但是从实际运行的情况来看，这些方法还不足以完全防止污闪的发生。二是监测性的，它是第一种方法的补充，对绝缘子污秽放电进行在线监测并对检测数据统一管理，用于及时发现污闪出现的苗头，在它尚未对系统造成危害之前就找出来，使运行检修人员能够及时采取相应措施制止污闪的发生。

从能量的角度来看，放电是一个能量瞬时爆发的过程，是电能以声能、光能、热能、电磁能等形式释放出去的过程，在空气间隙中发生电气击穿时，放电瞬时完成，其电能瞬时转化为热能导致放电中心气体的膨胀，这种瞬时膨胀的结果以声波的形式传播出去，就是最初的声源。

随着最初的声波传播，传播区域内的气体被加热，形成一个等温区，其温度高于环境温度，当这些气体冷却时，气体又开始收缩，收缩的结果就是较低频率和强度的后续波，它可以是可闻声波或超声波。

由于声学监测法与声信号的大小有很大关系，因此必须具有很高的灵敏度，才能捕捉到开始放电时产生的微弱的声信号，同时又不能受到噪声的干扰，造成误报警。为了达到不受到外界噪声干扰的目的，所取的频段必须避开人耳可听声音的频率范围，即20Hz-20kHz，所以应当取频率大于20kHz的声信号，即超声波。

根据放电的发展过程可知，放电是由弱到强逐步发展至闪络的，因此捕捉放电过程中产生的超声波信号，并根据超声波的声压大小变化，信号脉冲稀密变化，判断污秽放电的强度以及对系统威胁的大小，就可以在污秽程度较轻，仅出现微弱的放电时，发现它并采取措施，将事故的苗头消灭，避免更大的损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种输配电线路局部放电故障的在线检测方法及装置，其采用在线远程定向聚焦拾音/定位的方法，捕捉放电过程中产生的超声波信号，将其转换为检测人员可识别的声/电信号，藉此来判断放电故障易发部位之污秽放电的强度以及对系统威胁的大小，避免进一步恶化及事故的发生。可大量减少使用人工、定检费用，减少以往的停电时间工作量，有效地保证电力设备的安全运行，节约维护费用，提高供电可靠性。

本发明的技术方案是：提供一种输配电线路局部放电故障的在线检测方法，包括对输变电线路进行非接触式检查，其特征是：

A、在某一测量点，利用超声波定向聚焦远程拾音装置，定向拾取输配电线路局部放电故障易发部位的声音信号；

B、用外差法将拾取到的超声波信号进行转换/放大，转换成一个人耳可判别、可听见的音频信号；

C、将放大后的音频信号以人耳可听见的音频方式输出，供检测人员作定性分析/记录之用；

D、将上述音频信号以声压/电压读数的形式可读地显示出来，供检测人员作定量分析/记录之用；

E、根据声压/电压的数值大小或变化，信号脉冲的稀密变化，来判断局部放电故障易发部位是否存在污秽放电现象，以及污秽放电的强弱程度；

F、当声音信号或音频信号无或小于低限值时，判定局部放电故障易发部位无放电故障；

G、当声音信号或音频信号高于低限值，低于中限值时，判定局部放电故障易发部位存在轻微的放电故障，需要加强关注或增加巡检密度；

H、当声音信号或音频信号高于中限值，低于高限值时，判定局部放电故障易发部位存在较严重的放电故障，需要安排检修计划，择机采取相关处理措施；