[发明专利]一种避雷器阻性电流在线监测方法及装置

权利要求书

1.一种避雷器阻性电流在线监测方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一：采集氧化锌避雷器的三相电压和三相泄漏电流并送入模数转换电路转化为数字量；

步骤二：对数字量信号加四阶汉宁自乘窗处理并进行快速离散傅里叶变换得到信号的频谱；

步骤三：采用三谱线插值算法对信号的幅值、相位和频率进行修正；

步骤四：利用修正后的幅值、相位和频率求出校正后的基波和各次谐波，进而求出泄漏电流的阻性分量来判断避雷器的运行状态。

2.根据权利要求1所述的一种避雷器阻性电流在线监测方法，其特征在于，所述步骤二包括：

四阶汉宁自乘窗的时域表达式为：

其中，N是采样长度；

从氧化锌避雷器采集到的泄漏电流信号离散后的函数表达式为：

其中，m为谐波次数，M为谐波总次数，f₀为基波频率，f_s为采样频率，A_m为m次谐波的幅值，θ_m为m次谐波的相位；将式(2)改用欧拉公式表示为：

四阶汉宁自乘窗函数的时域形式为ω(n)，其离散频谱表达式为则对泄漏电流信号进行加窗并进行快速傅里叶变换再进行离散采样，得到表达式：

其中，k为采样时间点数，k＝0、1、2……，Δf＝f_s/N是离散频率间隔；

忽略负频率点处的旁瓣影响，(4)式变为：

3.根据权利要求2所述的一种避雷器阻性电流在线监测方法，其特征在于，所述步骤三包括：

设基波f₀＝k₀Δf，使用峰值检测技术，检测k₀真实谱线附近最大的谱线k₂，记其左右最近的两条谱线为k₁、k₃，k₂、k₁、k₃的幅值分别为y₂＝|X(k₂Δf)|、y₁＝|X(k₁Δf)|、y₃＝|X(k₃Δf)|且k₂＝k₁+1,k₃＝k₂+1

设第一辅助参数α＝k₀-k₂,α∈[-0.5,0.5] (6)

设第二辅助参数

采用多项式逼近的方法求出α＝g^-1(β)

在matlab中使用polyfit函数进行多项式拟合逼近，根据多项式拟合公式polyfit(β,α,m)，求出第一辅助参数

α＝1.38888888·β-0.10716678·β³+0.0165219·β⁵-0.00300526·β⁷ (8)

其中，m为多项式拟合最高阶数；

通过公式A＝(y₁+2y₂+y₃)·g(α)/N (9)

对信号的幅值进行修正，得到修正后的幅值，其中，

通过公式θ＝arg[X(k₂·Δf)]+π/2-π·α (11)

对信号的相位进行修正，得到修正后的相位；

通过公式f₀＝(k₂-1+α)·f_s/N (12)

对信号的频率进行修正，得到修正后的频率；

在matlab中使用polyfit函数进行多项式拟合逼近，通过多项式拟合公式polyfit(α,g(α),m)求出幅值修正系数

g(α)＝2.03174603+0.36840261·α²+0.03539348·α⁴+0.00246968·α⁶ (13)

通过以上方法同样对各次谐波的幅值、相位和频率进行修正，则最终完成信号的基波和各次谐波的修正。