一种基于泄漏电流相位差的绝缘子污秽等级监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种基于泄漏电流相位差的绝缘子污秽等级监测方法，尤其设及输电 线路的一种基于泄漏电流相位差的绝缘子污秽等级监测方法。
【背景技术】
[0002] 绝缘子是一种特殊的绝缘控件，是用来支持和固定母线与带电导体、并使带电导 体间或导体与大地之间有足够的距离和绝缘。随着电力系统的发展，尤其是在输电线路方 面，对绝缘子的需求越来越大。
[0003] 输电线路的可靠性直接影响电力系统的安全可靠运行。而绝缘子的故障却是威胁 输电线路安全运行的主要原因。输电线路的绝缘子要求在大气过电压、内部过电压和长期 运行电压下均能可靠运行。但沉积在绝缘子表面的固体、液体和气体微粒与雾、毛毛雨、融 冰、融雪等恶劣气象条件的同时作用，使绝缘子的电气强度大大降低，从而使输电线路和变 电站的绝缘子不仅可能在过电压作用下发生闪络，更频繁的是在长期运行电压下发生污秽 闪络，造成停电事故。污闪与环境污浊有关，总的来说，它随工业的发展和输电电压的升高 而日趋严重。
[0004] 泄漏电流可在线监测绝缘子染污状态的参量，它伴随了表面污秽积聚、受潮的全 过程，其变化特性能动态反映绝缘子表面污秽的积聚和润湿程度，即表征了绝缘子实际接 近污闪的程度。因此，从污闪机理上讲，泄漏电流是理想的监测参量，其测量不需要复杂的 设备，易实现在线连续测量。 阳〇化]泄漏电流相位差可W很好的预测绝缘子表面污秽的状态。其原理是：电压泄漏电 流相位差发生变化的本质原因是泄漏电流中容性、阻性和感性电流的成分在发生变化。而 不同污秽等级下绝缘子的泄漏电流中容性、阻性和感性电流的成分是不同的。
[0006] 随着输电线路电压等级的逐渐升高，直接测量输电线路的电压波形就存在一定的 难度。通过分压器测量又存在波形失真的情况，而且需要一定的测量成本。
[0007] 如何安全、可靠和精准的通过泄漏电流相位差监测绝缘子污秽等级，是在线路运 行状态下实现监测绝缘子污秽等级的基本手段。
【发明内容】
[0008] 本发明要解决的技术问题是提供一种基于泄漏电流相位差的绝缘子污秽等级监 测方法，W实现绝缘子表面污秽等级的实时监测，其测量误差小，精度高、能较好地适用于 不同电压等级的瓷绝缘子。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种基于泄漏电流相位差的绝 缘子污秽等级监测方法，其按下述4个步骤进行：数据采集和处理，电压基波分量推导，泄 漏电流相位差计算，最后为K值的计算和污秽等级的获取。
[0010] 上述数据采集和处理（1)由步骤S1 :监测装置同步采集泄漏电流L(n)和环境的 相对湿度Rh和步骤S2 :对泄漏电流带通滤波两个部分组成。其中S1中泄漏电流每个周期 采样N个点，N> 128,得到离散全电流函数L(n)，n取值0~N。每48个小时取一次同步 采集的泄漏电流波形和空气相对湿度Rh的数据；S2泄漏电流带通滤波的公式为Iy(n)w= (EIx(n-：0Xa;)，i= (0 ~24)，a〇~a24的取值为
[0011] (4, 5, 7, 11, 16, 22, 28, 34, 39, 44, 48, 50, 51, 50, 48, 44, 39, 34, 28, 22, 16, 11, 7, 5, 4 )，L(n)w为带通滤波后的泄漏电流基波分量。
[0012] 上述电压基波分量的推导（2)由S3相对湿度验证和S4推导出电压基波分量两个 部分组成。其中S3相对湿度验证的方法是满足公式Rh<30% ;S4推导电压基波分量的公式 为1]>)8。=(-^'1?8。)八"〇，1]?8。为电压基波分量，-^'表示电压滞后电流90°，《表 示角频率，C表示电容。
[0013] 上述泄漏电流相位差的计算（3)由S5提取不同相对湿度下相同时刻电压和泄漏 电流的相位信息和S6计算电压和泄漏电流的相位差两个部分组成。其中S6中相位差的公 式为(p=qV(pi，中为泄漏电流相位差，恥表示电压的相位，取表示电流的相位。
[0014] 上述K值的计算和污秽等级的获取（4)由步骤：S7相对湿度验证、S8K值的计算、 S9查询K值与污秽等级的表格和步骤S10获得绝缘子表面污秽等级四个部分组成。其中 S7相对湿度验证的方法是同时满足W下两个公式：65%<Rh<95%，ARh>20%，ARh表示 相对湿度差；S8中K值的公式为S9中相位差与污秽等级的表格是在试验室试 验得到的；S10中绝缘子污秽等级分为a、b、c、te五个等级。
[0015] 本发明的原理是：在相对湿度较低时利用泄漏电流基波波形推算出输电线路的电 压基波波形，计算泄漏电流相位差，提取相对湿度较高时的相位差（相对湿度较高时绝缘 子上污秽的不同会改变泄漏电流中容性、阻性和感性电流的成分），然后查询通过试验室得 到的相位差与污秽等级的表格预测污秽等级。
[0016] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：采用本方法，可实现高压运行环境中 绝缘子泄漏电流和监测点微气象状况的实时监测，测量误差小，精度高、能较好地适用于不 同电压等级的瓷绝缘子。为减少输电线路绝缘子污秽而造成的电力事故提供了有效保障， 对提高电力系统运行安全和可靠性具有重要的意义和实用价值。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明的流程示意图；
【具体实施方式】
[001引下面结合附图和实施例进一步说明：
[0019] 参见附图1，图中给出了一种基于泄漏电流相位差的绝缘子污秽等级监测方法，具 体包括下述10个步骤：S1监测装置同步采集泄漏电流L(n)和环境的相对湿度Rh、S2对泄 漏电流带通滤波、S3相对湿度验证、S4推导出电压基波分量、S5提取不同相对湿度下相同 时刻电压和泄漏电流的相位信息、S6计算电压和泄漏电流的相位差、S7相对湿度验证、S8 计算K值、S9查询K值与污秽等级的表格和S10获得绝缘子表面污秽等级。
[0020] 步骤S1 :泄漏电流在线监测装置同步采集泄漏全电流和环境的相对湿度，泄漏电