一种避雷器在线故障诊断方法、非暂态可读记录媒体及数据处理系统与流程

本发明属于电力设备监测，具体公开了一种避雷器在线故障诊断方法、非暂态可读记录媒体及数据处理系统。

背景技术：

1、金属氧化物避雷器(metal oxide arrester，moa)作为一种电力系统中广泛应用的重要电气设备，具备非线性和大通流容量等特点。然而，避雷器长期受到运行电压和复杂环境的影响，其内部的电阻片可能会出现如劣化、潮湿或短路等多种故障，使泄漏电流增加，继而导致电阻片温度升高，严重时可能甚至导致爆炸事故的发生。基于红外热像仪对避雷器的健康状况进行判断是一种常用的技术手段，但目前仍然需要运维人员通过观察红外图像中避雷器表面的亮度差异，进而依靠经验判断其故障，效率不高；难以对指标量化，准确性较差；而且当所拍摄避雷器前方有遮挡物且该遮挡物温度较低，会造成避雷器表面温度最小值的误判，抗干扰能力不强。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种避雷器在线故障诊断方法，包括以下步骤：

2、以避雷器的伞裙边缘为纬线，对避雷器外表面做经纬分割，通过在线红外热像仪获得避雷器外表面温度分布图像并读取图像的底层二进制数据；所述底层二进制数据涵盖位置信息及不同位置的辐射率、表面温度数据和环境温度数据；

3、提取在线红外热像仪正对的避雷器上一条经线上各点的表面温度数据；

4、通过表面温度数据沿经线变化的幅度与根据常规经验数据划分的故障阈值进行多方比对，综合判断避雷器所处故障状态。

5、优选的，所述幅度包括：表面温度数据的最大值与最小值之差、最大/最小值与平均值之差、二次分析曲线温度最大值与最小值之差、最大值与环境温度的差值中的一项或多项；所述最大/最小值与平均值之差取最大值和最小值与平均值之差中绝对值大者；其中二次分析曲线是在原始曲线上提取温度分布曲线中各脉冲波的极大值所拟合的曲线。

6、对于最大/最小值-平均值判断法，当所拍摄避雷器前方有遮挡物且该遮挡物温度较低，会造成避雷器表面温度最小值的误判，而采用该方法能够消除该遮挡物温度的影响。但是，受到太阳直射或者避雷器周围其它物体反射的影响，避雷器伞裙部分位置温度会上升，导致计算出的温度平均值偏高，造成判断失误。

7、对于最大值-最小值判断法，尽管受到太阳直射或者避雷器周围其它物体反射的影响，避雷器伞裙部分位置温度会上升，而该方法可以保留反映温度最小值的特征像素点，不会对故障诊断造成影响。但是，当所拍摄避雷器前方有遮挡物且该遮挡物温度较高时，正常运行的避雷器会被误判成故障状态。

8、上述两种方法能够在各自的功能特性上实现互补，但为了尽可能减少避雷器伞裙造成的影响，本发明还提出了二次分析曲线判断法，该方法能够通过对避雷器表面温度分布曲线进行导数计算实现二次温度筛选，只保留避雷器绝缘套外壁的温度信息，剔除太阳直射时伞裙温升造成的干扰。但是，与最大值-最小值判断法一样，当所拍摄避雷器前方有遮挡物且该遮挡物温度较高时，由于异常热点的存在，正常运行的避雷器会被误判成故障状态。

9、对于环境温度判断法，当避雷器出现整体发热时，一般将其判断为严重故障且表面温升较高，因此可以通过获取避雷器表面温度最大值，将其与环境温度进行对比，若相差较大则可判断为整体发热故障，但是，受到红外热像仪测量精度的限制以及风速的影响，测量出的表面温度最大值会有2℃左右的偏差，其与环境温度进行计算得出的差值，若直接用来判断处于一般故障情况下的避雷器，容易造成漏判。因此该判断方法仅适用于避雷器整体发热的情况。

10、优选的，通过大数据概率分析确定不同判别方式下的故障阈值，所述不同判别方式下的故障阈值包括：表面温度数据的最大值与最小值之差的故障阈值为3℃，最大/最小值与平均值之差的故障阈值设置为1.6℃，二次分析曲线温度最大值和最小值之差的故障阈值设置为1.7℃，最大值与环境温度的差值的故障阈值为9℃。

11、优选的，所述综合判断方法为，任一幅度达到故障阈值以上判断为有故障。

12、此种判别方式较为保守，适用于对避雷器可靠性要求比较高的场合。

13、优选的，其特征在于，所述综合判断方法为，所有幅度均达到故障阈值以上判断为有故障。

14、这种判别方式适用于一般性用途或避雷器布置密度较大的区域。

15、本发明的另一方案在于提供一种非暂态可读记录媒体，用以存储包含多个指令的一个或多个程序，当执行指令时，将致使处理电路执行所述一种避雷器在线故障诊断方法之步骤。

16、本发明的又一方案在于提供一种避雷器在线故障诊断数据处理系统，包括处理电路及与其电性耦接的存储器，其特征在于，所述存储器配置储存至少一程序，所述程序包含多个指令，所述处理电路运行所述程序，能执行所述一种避雷器在线故障诊断方法之步骤。

17、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

18、本发明通过对红外热像仪获取避雷器表面温度数据在特定方向上的波动进行计算，确定避雷器是否处于故障状态，进一步地还可以在此基础上确定所处的故障等级，可以在线实时判断，不仅节省人工，而且提升了监测效率和准确性。

技术特征：

1.一种避雷器在线故障诊断方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种避雷器在线故障诊断方法，其特征在于，所述幅度包括：表面温度数据的最大值与最小值之差、最大/最小值与平均值之差、二次分析曲线温度最大值与最小值之差、最大值与环境温度的差值中的一项或多项；所述最大/最小值与平均值之差取最大值和最小值与平均值之差中绝对值大者；其中二次分析曲线是在原始曲线上提取温度分布曲线中各脉冲波的极大值所拟合的曲线。

3.根据权利要求2所述的一种避雷器在线故障诊断方法，其特征在于，通过大数据概率分析确定不同判别方式下的故障阈值，所述不同判别方式下的故障阈值包括：表面温度数据的最大值与最小值之差的故障阈值为3℃，最大/最小值与平均值之差的故障阈值设置为1.6℃，二次分析曲线温度最大值和最小值之差的故障阈值设置为1.7℃，最大值与环境温度的差值的故障阈值为9℃。

4.根据权利要求3所述的一种避雷器在线故障诊断方法，其特征在于，所述综合判断方法为，任一幅度达到故障阈值以上判断为有故障。

5.根据权利要求3所述的一种避雷器在线故障诊断方法，其特征在于，所述综合判断方法为，所有幅度均达到故障阈值以上判断为有故障。

6.一种非暂态可读记录媒体，用以存储包含多个指令的一个或多个程序，其特征在于，所述程序包括权利要求1-5中任一项所述的一种避雷器在线故障诊断方法中所包含的步骤。

7.一种避雷器在线故障诊断数据处理系统，包括处理电路及与其电性耦接的存储器，其特征在于，所述存储器配置储存至少一程序，所述程序包含多个指令，所述处理电路运行所述程序，能执行权利要求1-5中任一项所述的一种避雷器在线故障诊断方法。

技术总结
本发明属于电力设备监测技术领域，公开了一种避雷器在线故障诊断方法，通过对红外热像仪获取避雷器表面温度数据在特定方向上的波动进行计算，确定避雷器是否处于故障状态，进一步地还可以在此基础上确定其所处的故障等级，不仅节省人工，而且提升了监测效率和准确性。本发明还提供了存储有避雷器在线故障诊断程序的一种非暂态可读记录媒体及包含该媒体的系统，通过处理电路可以调用该程序来执行前述方法，适于对避雷器实施实时在线监测的运维管理工作中应用。

技术研发人员：程国开,翁东雷,张荣伟,周奇波,孙珑,江炯,潘文鹏,李巨山,沈厚明,隗震,谢涛,范鹏,熊佳俊,应建国,董勤,喻明江
受保护的技术使用者：宁波新胜中压电器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22