CN110716113A - 基于超声波与地电波技术的gil故障定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统，包含：若干传感器，所述每个传感器贴附在GIL的筒体外表面，用于采集超声波信号和瞬时过电压信号；若干信号采集装置，所述每个信号采集装置与多个所述传感器相连，用于获取并处理所述传感器采集的信号；监控中心，所述监控中心与所述信号采集装置通过网络连接，用于分析和处理所述信号采集装置获取的信号。本发明利用超声波监测和地电波监测技术的结合，大大提升了监测信号的稳定性和准确性，能够图形化显示信号信息，并能够及时报警和定位，提高了电力运行的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统输电设备运行安全监测技术，特别涉及一种基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统。
背景技术
气体绝缘管道母线（GIL，gas insulated line）设备的绝缘故障主要是绝缘支撑的缺陷以及表面污秽、内部异物、尖刺以及气体气压异常等等。各类绝缘缺陷发展到最终闪络击穿，酿成事故之前，往往先经过局部放电阶段，局部放电的强弱能够及时反映绝缘状态，但是现有技术中，针对局部放电阶段的监测手段有如下几种：
弧光测量法，通过监测放电弧光，依据放电电磁波脉冲进行定位，但是，需要在壳体上开孔，破坏了GIL本来结构，同时，闪络产生的弧光信号易受本体结构影响，虽然灵敏度较高但是对早期局放信号无法识别。
脉冲电流法，需要把GIL本体接地线穿过电流传感器，现场安装比较麻烦，并且现场GIL采用多点接地，导致每个传感器测量信号极弱，信号频带低易受现场电晕及工频干扰。
超高频测量法，通过监测局放产生的电磁波信号进行监测，依据放电电磁波脉冲进行定位，需要在壳体上开孔或必须有外露的绝缘盆子，破坏了GIL的本来结构，影响壳体内部电场分布，存在绝缘和密封性能隐患，无法在已有设备上加装。同时，壳体内信号衰减受距离和结构影响极大，壳体外信号电缆对超高频信号的衰减高造成电缆距离短，导致就地监测装置过多。
超声波测量法，通过监测局放产生的声波信号进行监测，依据放声波进行定位，虽然不需要开孔，不影响GIL本体绝缘和密封性能，对壳体内部电场分布无影响。但是，由于声波传输衰减大，传感器监测距离短，有效测量距离仅不到10米。
发明内容
根据本发明实施例，提供了一种基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统，包含：
若干传感器，所述每个传感器贴附在GIL的筒体外表面，用于采集超声波信号和瞬时过电压信号；
若干信号采集装置，所述每个信号采集装置与多个所述传感器相连，用于获取并处理所述传感器采集的信号；
监控中心，所述监控中心与所述信号采集装置通过网络连接，用于分析和处理所述信号采集装置获取的信号。
进一步，还包含：吸盘，所述传感器通过吸盘贴附在GIL的筒体外表面。
进一步，还包含：弹性座，所述弹性座设置在所述传感器与GIL之间，所述弹性座与GIL的法兰相连，用于固定所述传感器。
进一步，贴附于GIL上的所述相邻传感器的间隔距离为10~36米。
进一步，每个信号采集装置连接3个所述传感器，3个所述传感器分别采集GIL三相的超声波信号和瞬时过电压信号。
进一步，传感器采集的超声波信号频率范围为20KHz～200KHz，采集的瞬时过电压信号频率范围为3MHz～100MHz。
进一步，信号采集装置与所述传感器通过同轴屏蔽电缆相连。
进一步，监控中心包含：
图形绘制模块，所述图形绘制模块根据所述信号采集装置获取的信号，绘制信号波形图和统计图；
显示模块，所述显示模块用于显示所述图形绘制模块绘制的波形图以及所述信号采集装置获取的信号；
报警定位模块，所述报警定位模块根据所述信号采集装置获取的信号，对异常信号进行报警和定位。
进一步，显示模块显示的信息包含但不限于：实时信号波形图、有效波形统计图、幅值时间统计图、电弧故障源定位位置。
根据本发明实施例的基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统，利用超声波监测和地电波监测技术的结合，大大提升了监测信号的稳定性和准确性，能够图形化显示信号信息，并能够及时报警和定位，提高了电力运行的安全性。
要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并 且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。
附图说明
图1为根据本发明实施例基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统的原理示意图；
图2为根据本发明实施例基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统的原理框图。
具体实施方式
以下将结合附图，详细描述本发明的优选实施例，对本发明做进一步阐述。
首先，将结合图1~2描述根据本发明实施例的基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统，用于GIL故障监测，应用场景很广。
如图1所示，本发明实施例的基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统，具有若干传感器1、若干信号采集装置2、监控中心3。为了更好地固定传感器1，本发明实施例还包含：吸盘（图中未示出）、弹性座（图中未示出）。
具体地，如图1所示，每个传感器1贴附在GIL的筒体外表面，安装非常方便，在本实施例中，传感器1既能够采集超声波信号和瞬时过电压信号（又称为地电波信号），进一步，传感器采集的超声波信号频率范围为20KHz～200KHz，采集的瞬时过电压信号频率范围为3MHz～100MHz。因此，贴附于GIL上的相邻传感器的间隔距离设定为10~36米，既能够超过超声波的探测距离，又能够确保瞬时过电压信号的探测精度，大大提升了探测距离和精度。
具体地，如图1所示，每个信号采集装置2与多个传感器1通过同轴屏蔽电缆相连，用于获取并处理传感器1采集的信号，信号传输安全可靠；在本实施例中，每个信号采集装置连接3个传感器，3个所述传感器分别采集GIL三相的超声波信号和瞬时过电压信号，能够保证三相的探测精度和同步。
具体地，如图1所示，监控中心3与信号采集装置2通过网络连接，用于分析和处理信号采集装置2获取的信号。
进一步，如图2所示，监控中心3包含：图形绘制模块31、显示模块32、报警定位模块33。其中，图形绘制模块31根据所述信号采集装置获取的信号，绘制信号波形图和统计图。显示模块32用于显示图形绘制模块31绘制的波形图以及信号采集装置2获取的信号；在本实施例中，显示模块32显示的信息包含但不限于：实时信号波形图、有效波形统计图、幅值时间统计图、电弧故障源定位位置。报警定位模块33根据信号采集装置2获取的信号，对异常信号进行报警和定位，实现了信号采集、诊断以及定位三位一体的监测系统。
具体地，传感器1通过吸盘贴附在GIL的筒体外表面；利用GIL的法兰，定制弹性座，通过法兰的螺栓固定传感器1，方便拆卸维修和安装。
当系统工作时，传感器1采集GIL三相的超声波信号和瞬时过电压信号，信号采集装置2进行信号采集和处理，发送给监控中心3，再由图形绘制模块31绘制信号波形图和统计图，继而显示模块32进行显示，若有异常信号，报警定位模块33则报警并定位。
以上，参照图1~2描述了根据本发明实施例的基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统，利用超声波监测和地电波监测技术的结合，大大提升了监测信号的稳定性和准确性，能够图形化显示信号信息，并能够及时报警和定位，提高了电力运行的安全性。
需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统，其特征在于，包含：
若干传感器，所述每个传感器贴附在GIL的筒体外表面，用于采集超声波信号和瞬时过电压信号；
若干信号采集装置，所述每个信号采集装置与多个所述传感器相连，用于获取并处理所述传感器采集的信号；
监控中心，所述监控中心与所述信号采集装置通过网络连接，用于分析和处理所述信号采集装置获取的信号。
2.如权利要求1所述基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统，其特征在于，还包含：吸盘，所述传感器通过吸盘贴附在GIL的筒体外表面。
3.如权利要求1或2所述基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统，其特征在于，还包含：弹性座，所述弹性座设置在所述传感器与GIL之间，所述弹性座与GIL的法兰相连，用于固定所述传感器。
4.如权利要求1所述基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统，其特征在于，贴附于GIL上的所述相邻传感器的间隔距离为10~36米。
5.如权利要求1或4所述基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统，其特征在于，所述每个信号采集装置连接3个所述传感器，3个所述传感器分别采集GIL三相的超声波信号和瞬时过电压信号。
6.如权利要求1或4所述基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统，其特征在于，所述传感器采集的超声波信号频率范围为20KHz～200KHz，采集的瞬时过电压信号频率范围为3MHz～100MHz。
7.如权利要求1所述基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统，其特征在于，所述信号采集装置与所述传感器通过同轴屏蔽电缆相连。
8.如权利要求1所述基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统，其特征在于，所述监控中心包含：
图形绘制模块，所述图形绘制模块根据所述信号采集装置获取的信号，绘制信号波形图和统计图；
显示模块，所述显示模块用于显示所述图形绘制模块绘制的波形图以及所述信号采集装置获取的信号；
报警定位模块，所述报警定位模块根据所述信号采集装置获取的信号，对异常信号进行报警和定位。
9.如权利要求8所述基于超声波与地电波技术的GIL故障定位系统，其特征在于，所述显示模块显示的信息包含但不限于：实时信号波形图、有效波形统计图、幅值时间统计图、电弧故障源定位位置。
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