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申请/专利权人：重庆华网智能传感器研究院股份有限公司

摘要：一种力线路故障隐患监测装置及其工作方法，包括：微处理器、存储器、倾角传感器、声音传感器、信号发生器、模拟测量模块、第一耦合装置、第二耦合装置、第三耦合装置、整流模块、储能模块和通信模块；所述存储器、倾角传感器、声音传感器、信号发生器、模拟测量模块和通信模块分别与所述微处理器互相连接；所述整流模块的输入端与所述第二耦合装置连接；所述整流模块的输出端与所述储能模块连接；所述第二耦合装置和第三耦合装置分别与所述测量模块连接；所述信号发生器分别与所述第一耦合装置、测量模块和整流模块连接；所述第三耦合装置与所述测量模块连接。不仅能解决架空线路的在线监测，还能用于地下电缆的监测。

主权项：1.一种电力线路故障隐患监测装置的工作方法，其特征在于，电力线路故障隐患监测装置包括：微处理器、存储器、倾角传感器、声音传感器、信号发生器、测量模块、第一耦合装置、第二耦合装置、第三耦合装置、整流模块、储能模块、GPS授时定位模块和通信模块；所述存储器、倾角传感器、声音传感器、信号发生器、测量模块、GPS授时定位模块和通信模块分别与所述微处理器连接；所述整流模块的输入端与所述第二耦合装置连接；所述整流模块的输出端与所述储能模块连接；所述第二耦合装置和第三耦合装置分别与所述测量模块连接；所述信号发生器分别与所述第一耦合装置、测量模块和整流模块连接；方法包括如下步骤：S1、将所述电力线路故障隐患装置通过开合式或闭环式的穿心结构悬挂安装在架空线路上；S2、当S1中所述的架空线路为带电情况时，通过以下任一一种方法对所述架空线路故障情况进行监测：A、通过第一耦合装置、第二耦合装置或第三耦合装置测量线路的电流波形It，分析It的相似波形并计算相似波的时差Δt，通过L＝v*Δt2计算故障点的距离，其中L为故障点距监测装置的距离，v为波形的速度；B、测量通过第一耦合装置、第二耦合装置或第三耦合装置测量线路的电流波形It，计算三相的工频电流有效值或均方根值，对比三相的电流数值，判别三相的负荷平衡程度，基于三相电流的故障性质进行判别；C、测量通过第一耦合装置、第二耦合装置或第三耦合装置测量线路的电流波形It，并通过电容耦合计算三相电压值，第一耦合装置或第二耦合装置获得三相的工频电流有效值或均方根值，计算三相对地阻抗值或相间阻抗值，对比三相的电流数值，判别三相的负荷平衡程度，基于三相电压的故障性质进行判别；D、测量通过第一耦合装置、第二耦合装置和第三耦合装置的波形，计算相对电压波形V12，V13，观测V12，V13的幅度和相位差，当V12，V13的相位差大于设定值或参考值时，认为存在故障；E、对安装于线路不同位置的多个模块进行对时，然后对比任意同相线路或不同相线路安装的模块之间的V1，V2，V3任意一个电压，或V12，V13中任意一个电压值Nk1,Nk2,Nk3…，其中k1,k2,k3代表安装在不同位置的多个监测模块，计算最大电压值且电压值大于额定值或三相平均值或设定值的30％以上，所在位置及ABC三相的相别即为故障相，所在监测模块所处的安装位置即为故障位置；F、通过获得安装在三相监测模块的波形，进行故障或隐患的判断；G、通过观测安装在三相、地线、中性点监测模块的振动信号和倾斜状态，分析振动信号强弱和倾斜情况，通过发现振动信号最强的监测点或已经产生严重倾斜的位置确定故障点；S3、当S1中所述的架空线路为停电情况时，通过以下任一一种方法对所述架空线路故障情况进行监测：AA、微处理器发出指令，启动信号发生器给第一耦合装置注入开关信号或脉冲信号或正弦信号或扫频信号，通过第二耦合装置获得响应信号，测量装置同步采集第一耦合装置的注入信号的波形和第二耦合装置的响应信号波形，分析响应信号波形上的与注入信号的至少两个相似波形信号，相似波之间的时差△t，根据L＝v*Δt2将时域坐标换成距离，观测故障点或薄弱点；BB、微处理器发出指令，启动信号发生器给第一耦合装置注入开关信号或脉冲信号或正弦信号或扫频信号，通过第二耦合装置获得响应信号；测量装置同步采集第一耦合装置的注入信号的波形和第二耦合装置的响应信号波形，对信号进行频谱变换，得到多个频率点下的幅度和相位值；分析响应信号波形上的与注入信号的至少两个相似波形信号，相似波之间的时差△t；根据L＝v*△t2将时域坐标换成距离，观测故障点或薄弱点；CC、微处理器发出指令，启动信号发生器给第一耦合装置注入开关信号或脉冲信号或正弦信号，通过第二耦合装置获得响应信号；测量装置同步采集第一耦合装置的注入信号的波形和第二耦合装置的响应信号波形，对信号进行频谱变换，得到有限个频率点下的幅度和相位值，然后计算这些频率点下的阻抗、相位、驻波比、反射系数、电抗值并绘制相应的频谱曲线；取不大于N的有限个频率点，N不大于100k，对获得的频谱数值进行频域到时域变换，获得增益-时间数据，并基于L＝v*△t2获得增益-距离坐标曲线图，在增益-距离图上观测峰值点，谷值点，并根据增益过大的峰值点、谷值点进行分析，当增益值过大，或在某些位置出现了异常峰值点的，认为是缺陷点或故障点；DD、微处理器发出指令，启动信号发生器给第一耦合装置注入扫频信号，通过第二耦合装置获得响应信号；测量装置同步采集第一耦合装置的注入信号的幅度、相位和第二耦合装置的响应信号幅度相位，得到有限个频率点下的幅度比和相位差值，然后计算这些频率点下的阻抗、相位、传输比、驻波比、反射系数、电抗值等并绘制相应的频谱曲线；取不大于N的有限个频率点，N不大于100k，对获得的频谱数值进行频域到时域变换，获得增益-时间数据，并基于L＝v*△t2获得增益-距离坐标曲线图；在增益-距离图上观测峰值点，谷值点，并根据增益过大的峰值点、谷值点进行分析，当增益值过大，或在某些位置出现了异常峰值点的，认为是缺陷点或故障点；EE、微处理器发出指令，启动信号发生器给第一耦合装置注入开关信号或脉冲信号或正弦信号或扫频信号，通过第二耦合装置和第三耦合装置获得响应信号波形；计算V12，V13，当V12和V13同极性且幅度差不大于设定值，认为故障点不在该监测模块位置；当V12和V13不同极性，认为故障点在监测模块位置附近；当安装在该线路有多个监测模块时，观察多个模块的不同极性的V12，V13，并找出V12-V13绝对值最大的模块，该模块所处位置为故障点；FF、微处理器发出指令，启动信号发生器给第一耦合装置注入开关信号或脉冲信号或正弦信号或扫频信号，通过第二耦合装置和第三耦合装置获得响应信号波形；获得安装在任意两相监测模块的V1a，V2a，V3a，V12a，V13a，V1b，V2b，V3b，V12b，V13b的波形并基于该波形继续计算V1a-V1b,V2a-V2b,V12a-V12b,V13a-V13b的波形，计算等效阻抗点或反射信号；GG、微处理器发出指令，启动信号发生器给第一耦合装置注入开关信号或脉冲信号或正弦信号或扫频信号，通过第二耦合装置和第三耦合装置获得响应信号波形；获得安装在三相监测模块的V1a，V2a，V3a，V12a，V13a，V1b，V2b，V3b，V12b，V13b，V1b，V2b，V3b，V12b，V13b的波形并基于该波形继续计算V12a-V12b,V13a-V13b,V12b-V13c，V12c-V13a三个量，或V12a-V12b,V13a-V13b，V23a-V23b,V13b-V13c，V13a-V13c的其中至少一种波形；HH、安装在三相、地线、中性线的模块内部的微处理器同时或异步发出指令，获得三相模块及地线、中心线的V2，V3的波形，分析相似波，根据方程L＝v*△t2计算时差和故障位置；II、通过观测安装在三相、地线、中性点监测模块的振动信号和倾斜状态，分析振动信号强弱和倾斜情况，通过发现振动信号最强的监测点或已经产生严重倾斜的位置确定故障点。

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