一种输电线路绝缘缺陷预放电风险预警系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及输电线路绝缘缺陷预放电风险预警领域，且公开了一种输电线路绝缘缺陷预放电风险预警系统及方法，系统包括监测终端、波形处理单元、单次放电分析单元、逐基杆塔统计单元以及风险评估单元；方法包括S1.对放电波形进行处理并判定该波形是否有效；S2.对有效的放电波形进行单次放电分析，统计每基杆塔的放电次数和放电量；S3.根据统计到的放电次数标记出其中的高风险杆塔，获取高风险杆塔放电次数以及放电量的历史趋势数据；S4.对历史趋势数据进行风险阈值匹配，判定高风险杆塔的风险等级；S5.根据风险等级做出预警。本发明专利技术通过监测终端监控输电线路绝缘缺陷放电情况，实现全线路缺陷放电的广域监测，进而实现风险预警。警。警。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路绝缘缺陷预放电风险预警系统及方法


[0001]本专利技术涉及输电线路绝缘缺陷预放电风险预警领域，具体涉及一种输电线路绝缘缺陷预放电风险预警系统及方法。

技术介绍

[0002]架空输电线路分布广、所处地理环境复杂多样，随着运行年限的增加及周围环境影响，引发导线断股、线路绝缘子积污或覆冰、金具老化、树线距离不足等多种问题。这些问题在初期的表现多为持续的微弱放电，虽然不会直接引起跳闸，但如不及时发现并予以消除，则会随着缺陷放电状态的发展，最终可能造成线路跳闸、导线断线等事故的发生，给电力系统造成较大的安全影响和经济损失。
[0003]目前，监测线路的是否存在缺陷异常主要是通过人工巡视来发现，但采用人工巡视的方式来监控线路常常会受到地形条件限制及巡视人员经验影响，人工巡检线路渐发型缺陷放电时效性差，不能及时发现缺陷，缺陷放电隐患查找不全面，巡检成本高。同时，渐发型放电较隐蔽，难以及时发现架空线路上的微弱缺陷，从而无法及时消除缺陷而发生事故。在现有技术中，线路隐患在线监测预警主要依赖于图像视频监测技术，但基于图像视频监测技术的预警方法存在诸多不足，例如：(1)受限于拍摄工具，仅能对摄像头所能拍摄到的范围内隐患进行预警，无法实现线路全线隐患广域监测及预警；(2)采用摄像头拍摄受天气影响较大，在大雾及冰冻天气等极端天气情况下，摄像头无法正常工作，故无法实现隐患预警；(3)现有技术中，虽有不少专利提出基于图像及学习算法的隐患预警方法来解决此问题，但仍存在一些缺陷。
[0004]例如，中国专利公开号CN111401437A公开了一种基于深度学习的输电通道隐患预警等级分析方法，该方法包括：S1、对预先收集的隐患图片进行预处理并标注隐患类型及预警等级，生成数据集；S2、利用数据集对神经网络模型进行训练、测试，获得输电通道隐患检测及预警等级检测模型；S3、部署输电通道隐患检测及预警等级检测模型到服务器中，由服务器加载模型参数；S4、通过监拍设备获取输电通道内的隐患图片并上传至服务器；S5、服务器接收隐患图片，调用输电通道隐患检测及预警等级检测模型检测图片中隐患并给出预警等级信息。该专利通过建立输电通道隐患检测及预警等级检测模型，以输出隐患预警效果来保证输电电路的安全，但其隐患预警效果受检测模型影响较大，对于事先未采集到的隐患案例图片，可能出现无法识别预警的问题。
[0005]又如，中国专利公开号CN110610485A公开了一种基于SSIM算法的特高压输电线路通道隐患预警方法，该方法包括：获取输电线路通道的样本库中的基准图片和待检测图片，样本库是基准图片的集合，基准图片指输电线路通道无隐患时的正常图片，待检测图片为实时拍摄的相同输电线路通道位置的图片，通过结构相似度SSIM算法对比得到样本库中的基准图片和待检测图片的差异图和相似度，根据图片的相似度的最大值来判断输电线路通道是否有隐患，并发出预警，由差异图提示隐患可能存在的位置。该专利通过实时抓拍的图片与基准图片对比，找出差异部分，并进行图片标注，实现特高压输电通道隐患的识别，但
其所提供的方法可能只适用解决一种输电线路的某些隐患情况。
[0006]再如，中国专利公开号CN107730148B公开了一种输电线路隐患预警方法和系统，该方法和系统包括：建立线路状态模型，采集历史行波数据，所述历史行波数据包括行波的特征量和历史时间中的状态，利用历史行波数据针对线路上的每一段观测单位建立隐马尔可夫模型，估计模型参数，并在接收到新的监测数据时利用线路状态模型进行故障概率分析，分析该观测单位位于某隐患状态的概率。该专利通过线路状态建模方法进行线路状态建模，再利用线路状态模型分析故障概率，然后根据分析得到的故障概率的大小，发出故障预警，但其实施过程复杂，且预警结果依赖于根据本条线路历史数据建立的模型，进而对线路隐患状态进行评估，对于一般隐患历史数据较少的线路，该方法不适用，因此不具备普适性。
[0007]因此，针对现有技术中存在的问题，亟需提供一种高效、广域且能同时预警多种缺陷隐患风险的输电线路绝缘缺陷预放电风险预警技术显得尤为重要。

技术实现思路

[0008]本专利技术为了克服上述现有技术存在的问题，提出了一种输电线路绝缘缺陷预放电风险预警系统及方法，以解决线路隐患风险无法高效预警、适用范围小，且缺陷预警类型单一的问题。
[0009]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]一种输电线路绝缘缺陷预放电风险预警系统，包括：
[0011]包括分布于若干个杆塔的输电线路周侧的监测终端、波形处理单元、单次放电分析单元、逐基杆塔统计单元以及风险评估单元；
[0012]所述监测终端配置为对其监测范围内的所有杆塔的输电线路的每次放电情况进行监测，获取监测到的放电波形信号输出至波形处理单元；
[0013]所述波形处理单元配置为接收来自监测终端的放电波形信号，并经过处理后输出有效放电波形信号至单次放电分析单元；
[0014]所述单次放电分析单元将接收到的有效放电波形信号进行放电点定位计算、放电量计算后，输出定位结果以获取输电线路所属的一基杆塔的位置信息，同时输出放电量为该基杆塔的放电量，然后获取该基杆塔的当前放电次数，对当前放电次数做自增运算并输出回该基杆塔，最后将该基杆塔的相关数据输出至逐基杆塔统计单元；
[0015]所述逐基杆塔统计单元接收来自所述单次放电分析单元的全部数据并汇总统计，将其中放电次数超过风险标准的杆塔标记为高风险杆塔，输出高风险杆塔的放电次数随时间变化的历史趋势数据以及高风险杆塔的放电量随时间变化的历史趋势数据至风险评估单元；
[0016]所述风险评估单元将接收到的高风险杆塔的放电次数随时间变化的历史趋势数据以及高风险杆塔的放电量随时间变化的历史趋势数据进行风险阈值匹配，判定所述高风险杆塔的风险等级。
[0017]本专利技术还提供一种输电线路绝缘缺陷预放电风险预警方法，应用于上述的输电线路绝缘缺陷预放电风险预警系统；所述方法包括：
[0018]S1.对来自若干个监测终端的放电波形信号进行处理获得处理数据，然后分析处
理数据判定该波形是否有效，若有效，则将放电波形的处理数据保存至历史数据库并进入步骤S2，若无效，则舍弃该波形并回到步骤S1；
[0019]S2.通过读取历史数据库的放电波形的处理数据，对放电波形进行单次放电分析，在进行若干次单次放电分析后，统计若干次单次放电分析后得到所述若干个监测终端监测的范围内的所有杆塔的每基杆塔对应的放电次数以及每次放电对应的时间和放电量；
[0020]S3.根据统计到的每基杆塔的放电次数，对其中放电次数超过风险标准的若干杆塔标记为高风险杆塔；根据统计的高风险杆塔的放电次数以及每次放电对应的时间和放电量，得到高风险杆塔的放电次数随时间变化的历史趋势数据以及高风险杆塔的放电量随时间变化的历史趋势数据；
[0021]S4.为高风险杆塔的放电次数随时间变化的历史趋势数据以及高风险杆塔的放电量随时间变化的历史趋势数据进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电线路绝缘缺陷预放电风险预警系统，其特征在于，包括分布于若干个杆塔的输电线路周侧的监测终端、波形处理单元、单次放电分析单元、逐基杆塔统计单元以及风险评估单元；所述监测终端配置为对其监测范围内的所有杆塔的输电线路的每次放电情况进行监测，获取监测到的放电波形信号输出至波形处理单元；所述波形处理单元配置为接收来自监测终端的放电波形信号，并经过处理后输出有效放电波形信号至单次放电分析单元；所述单次放电分析单元将接收到的有效放电波形信号进行放电点定位计算、放电量计算后，输出定位结果以获取输电线路所属的一基杆塔的位置信息，同时输出放电量为该基杆塔的放电量，然后获取该基杆塔的当前放电次数，对当前放电次数做自增运算并输出回该基杆塔，最后将该基杆塔的相关数据输出至逐基杆塔统计单元；所述逐基杆塔统计单元接收来自所述单次放电分析单元的全部数据并汇总统计，将其中放电次数超过风险标准的杆塔标记为高风险杆塔，输出高风险杆塔的放电次数随时间变化的历史趋势数据以及高风险杆塔的放电量随时间变化的历史趋势数据至风险评估单元；所述风险评估单元将接收到的高风险杆塔的放电次数随时间变化的历史趋势数据以及高风险杆塔的放电量随时间变化的历史趋势数据进行风险阈值匹配，判定所述高风险杆塔的风险等级。2.一种输电线路绝缘缺陷预放电风险预警方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的输电线路绝缘缺陷预放电风险预警系统；所述方法包括：S1.对来自若干个监测终端的放电波形信号进行处理获得处理数据，然后分析处理数据判定该波形是否有效，若有效，则将放电波形的处理数据保存至历史数据库并进入步骤S2，若无效，则舍弃该波形并回到步骤S1；S2.通过读取历史数据库的放电波形的处理数据，对放电波形进行单次放电分析，在进行若干次单次放电分析后，统计若干次单次放电分析后得到所述若干个监测终端监测的范围内的所有杆塔的每基杆塔对应的放电次数以及每次放电对应的时间和放电量；S3.根据统计到的每基杆塔的放电次数，对其中放电次数超过风险标准的若干杆塔标记为高风险杆塔；根据统计的高风险杆塔的放电次数以及每次放电对应的时间和放电量，得到高风险杆塔的放电次数随时间变化的历史趋势数据以及高风险杆塔的放电量随时间变化的历史趋势数据；S4.为高风险杆塔的放电次数随时间变化的历史趋势数据以及高风险杆塔的放电量随时间变化的历史趋势数据进行风险阈值匹配，判定所述高风险杆塔的风险等级；S5.根据所述风险等级做出预警。3.根据权利要求2所述的预警方法，其特征在于，所述步骤S1包括：S11.对放电波形信号进行处理后得到放电波形的幅值I
测
及频率f
测
，并找到所述放电波形的幅值最大值点I
max
以及对应的时刻t1，得出放电波形与I
max
/2横线的交点及对应时刻t2和t3；S12.当所述幅值I
测
超过预先设定的隐患门槛值I
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王双喜，锺议苇，唐家宾，姜钦云，包乙春，杨湘勇，方涛，阙朝建，于肖杰，陈李寿，韦国益，卢子鸣，曲希双，黎华俊，覃有文，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司柳州供电局，
类型：发明
国别省市：