阅读说明：本技术 一种可用于闪络故障定位的智能球头挂环以及闪络故障定位系统和方法 (Intelligent ball head hanging ring capable of being used for flashover fault positioning and flashover fault positioning system and method ) 是由 巢亚锋 于 2019-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可用于闪络故障定位的智能球头挂环以及闪络故障定位系统和方法,其中智能球头挂环包括球头挂环金具、感应模块、电池模块、控制模块和通信模块；感应模块、电池模块和通信模块均与控制模块电连接,电池模块还与通信模块电连接；感应模块、电池模块、控制模块和通信模块封装为一体,并一体通过所述感应模块套装于所述球头挂环金具的杆径上,且感应模块采用电磁感应原理判断球头挂环金具是否有工频电流。本发明的智能球头挂环安装简便快捷,而且智能球头挂环、闪络故障定位系统和方法均可以快速定位闪络故障绝缘子的准确位置,降低作业人员劳动强度。(the invention discloses an intelligent ball head hanging ring for flashover fault positioning and a flashover fault positioning system and method, wherein the intelligent ball head hanging ring comprises a ball head hanging ring hardware fitting, an induction module, a battery module, a control module and a communication module; the sensing module, the battery module and the communication module are electrically connected with the control module, and the battery module is also electrically connected with the communication module; the induction module, the battery module, the control module and the communication module are packaged into a whole, the induction module is sleeved on the rod diameter of the ball head link hardware fitting, and the induction module judges whether the ball head link hardware fitting has power frequency current or not by adopting an electromagnetic induction principle. The intelligent ball head hanging ring is simple, convenient and quick to install, and the intelligent ball head hanging ring, the flashover fault positioning system and the flashover fault positioning method can quickly position the accurate position of the flashover fault insulator, so that the labor intensity of operators is reduced.)

一种可用于闪络故障定位的智能球头挂环以及闪络故障定位 系统和方法

技术领域

本发明属于电力工程技术领域，尤其涉及一种可用于闪络故障定位的智能球头挂环以及闪络故障定位系统和方法。

背景技术

架空线路绝缘子不仅起到横担与导线间的机械连接作用，同时还是导线带电体与地电位横担之间的绝缘介质，然而在运行中，绝缘子在积污、覆冰、鸟害或雷击过电压情况下，可能发生闪络故障，引起线路停电。按照电力运行部门在实际生产工作中要求，对于线路停电故障原因必须查明，必须找到清晰放电点。因此，每当线路停电，电力运行部门均会安排专人查线，确认放电点，通常采取的措施是登杆检查和无人机辅助查找。

但是，这些措施存在的问题是：登杆检查需要耗费大量人力物力，因为参考故障区段仅是一个范围，往往达到几千米甚至十几千米，在此范围内有数基甚至几十基杆塔，且很多杆塔可能分布在大山之中，这给逐基登杆查找带来了极大不便；无人机辅助查找，一方面对无人机操作手要求过高，另一方面无人机的飞行受气象条件影响较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对已知技术存在的缺陷，提供一种可用于闪络故障定位的智能球头挂环以及闪络故障定位系统和方法，智能球头挂环安装简便快捷，而且闪络故障定位系统和方法可以快速定位闪络故障绝缘子的准确位置，降低作业人员劳动强度。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种可用于闪络故障定位的智能球头挂环，其特征在于，包括球头挂环金具、感应模块、电池模块、控制模块和通信模块；

感应模块、电池模块和通信模块均与控制模块电连接，电池模块还与通信模块电连接；

感应模块、电池模块、控制模块和通信模块封装为一体，并一体通过所述感应模块套装于所述球头挂环金具的杆径上，且感应模块采用电磁感应原理判断球头挂环金具是否有工频电流。

进一步地，所述感应模块包括感应单元、限流单元和电流识别单元，感应单元和电流识别单元均与限流单元电连接，且电流识别单元与控制模块电连接。

进一步地，所述感应单元为感应线圈，且感应线圈的匝数根据智能球头挂环所应用的输电线电压等级和输送容量计算得到。

进一步地，所述通信模块采用公共移动网络。

进一步地，所述电池模块采用高能电池。

本发明还相应提供一种闪络故障定位系统，包括上述智能球头挂环，还包括用于从接收智能环头挂环接收数据的监控平台。

进一步地，所述监控平台为移动终端和/或后台服务器。

本发明还提供一种闪络故障定位方法，包括以下步骤：

感应模块采用电磁感应原理判断球头挂环金具是否有工频电流；

当球头挂环金具有工频电流时，感应模块产生感应电流，生成闪络故障信号发送至控制模块；

控制模块在收到闪络故障信号后，将预存的线路杆号、经纬度和相别通过通信模块发送至监控平台。

进一步地，还包括在控制模块预设例检流程，每隔预设时间长度，控制模块均生成预设例检信号并通过通信模块发送至监控平台。

进一步地，控制模块和通信模块的默认状态为待机状态；闪络故障信号唤醒控制模块由待机状态切换为工作状态，且控制模块控制通信模块由待机状态切换为工作状态；在数据发送完成时，控制模块和通信模块均由工作状态切换为待机状态。

有益效果

本发明的有益效果是：

1、本发明的智能球头挂环，将感应模块、电池模块、控制模块和通信模块封装于一体套装于球头挂环金具上，作为绝缘子串安装的一部分，免于重新安装的麻烦，简便快捷；

2、当发生绝缘子闪络故障时，智能球头挂环即时发送其所安装的线路杆号、经纬度和相别数据至管理人员，从而便于管理人员在第一时间即可根据这些数据快速定位发生闪络故障的准确位置，进而有效指导闪络故障的查找工作，可以降低作业人员劳动强度；

3、采用低成本的公共移动网络即可实现数据发送；

4、采用高能电池，且将控制模块和通信模块的默认状态为待机状态，只有在发生闪络故障或预设例检时，方由待机状态转换到工作状态，减小智能球头挂环所消耗的电能，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明实施例的智能球头挂环的结构框图；

图2为本发明实施例的智能球头挂环与绝缘子的连接示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明的技术方案为依据开展，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，对本发明的技术方案作进一步解释说明。

实例例一

本实施例一提供一种可用于闪络故障定位的智能球头挂环，安装于图2所示的绝缘子一端，具体如图1所示，包括球头挂环金具5、感应模块1、电池模块2、控制模块3和通信模块4；感应模块1、电池模块2和通信模块4均与控制模块3电连接，电池模块2还与通信模块4电连接；感应模块1、电池模块2、控制模块3和通信模块4封装为一体，并一体通过所述感应模块1套装于所述球头挂环金具5的杆径上，且感应模块1采用电磁感应原理判断球头挂环金具5是否有工频电流。

感应模块1包括感应单元11、限流单元12和电流识别单元13，感应单元11和电流识别单元13均与限流单元12电连接，且电流识别单元13与控制模块3电连接。

其中，感应单元11由感应线圈构成，且感应线圈的匝数根据智能球头挂环所应用的输电线电压等级和输送容量计算得到。具体地，根据智能球头挂环所应用的输出电压等级和输送容量计算得到最大短路工频电流I1，进而计算得到感应单元11所需要的线圈匝数。

限流单元采用常见的限流器，当感应单元11采集到的感应电流过大，以至可能对智能球头挂环中的其他单元造成损伤时，限流单元12对感应电流进行限制，避免其他单元受到损伤。感应单元11采集到的感应电流为I0，限流器12对大于I0的电流进行限制，即限流器将感应单元采集到的感应电流限制其最大值为I0。

若智能球头挂环安装点的绝缘子串发生闪络故障时，工频续流会有大电流经横担、绝缘子串最上面一片绝缘子相连接的智能球头挂环、杆塔，最终向接地装置释放。此时，安装在球头挂环金具5的杆径上的感应模块1，具体是感应模块1中的感应线圈，因电磁感应原理产生感应电流。当感应单元11采集到的感应电流时，电流识别单元13生成闪络故障信号(逻辑信号0或1)，并将闪络故障信号发送至控制模块3。闪络故障信号唤醒控制模块3，使控制模块3由待机状态切换为工作状态，进而控制模块3控制通信模块4由待机状态切换为工作状态，并将预存于控制模块3的线路杆号、经纬度和相别通过通信模块4发送至监控平台；其中预存的线路杆号、经纬度和相别，即是当前智能球头挂环所目标安装的线路杆号、经纬度和相别。在数据(即预存的线路杆号、经纬度和相别)发送完成时，控制模块3和通信模块4均由工作状态切换为待机状态。由于监控平台可以预设为管理人员的移动终端或者后台服务器，因此管理人员在收到由智能球头挂环发送的线路杆号、经纬度和相别时，在第一时间即可根据这些数据快速定位发生闪络故障的准确位置，进而有效指导闪络故障的查找工作，可以降低作业人员劳动强度。

通信模块4采用公共移动网络，2G、3G、4G、5G都可以。由于需要回传的数据为智能球头挂环所安装的线路杆号、经纬度和相别，仅涉及文字信息，因此通信模块4采用2G网络即可实现，可在最大程度上降低成本。

电池模块2采用高能电池，由于本发明的智能球头挂环，可设置控制模块3和通信模块4的默认状态为待机状态，只有在发生闪络故障或预设例检时，方由待机状态转换到工作状态，在数据发送完成后又切换回到待机状态；而且一般情况下，同一串绝缘子连续发生闪络故障的概率有限，因此，即使加上例检发送例检信号，本发明的智能球头挂环所消耗的电能也较低，从而更换成本较低。

实施例二

本实施例二提供一种闪络故障定位系统，包括实施例一中所述的智能球头挂环，以及用于从接收智能环头挂环接收数据的监控平台；其中监控平台为移动终端和/或后台服务器。具体的闪络故障定位系统的工作原理和所具有的有益效果，与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例三

本实施例三提供一种闪络故障定位方法，包括以下步骤：感应模块1采用电磁感应原理判断球头挂环金具5是否有工频电流；当球头挂环金具5有工频电流时，感应模块1产生感应电流，生成闪络故障信号发送至控制模块3；控制模块3在收到闪络故障信号后，将预存的线路杆号、经纬度和相别通过通信模块4发送至监控平台。

另外，还可包括在控制模块3预设例检流程，每隔预设时间长度，控制模块3均生成预设例检信号并通过通信模块4发送至监控平台。

其中，控制模块3和通信模块4的默认状态为待机状态；闪络故障信号唤醒控制模块3由待机状态切换为工作状态，且控制模块3控制通信模块4由待机状态切换为工作状态；在数据发送完成时，控制模块3和通信模块4均由工作状态切换为待机状态。

本实施例的工作原理和所具有的有益效果，与实施例一相同，在此不再赘述。

以上实施例为本申请的优选实施例，本领域的普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本申请总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本申请要求保护的范围之内。