一種精確定位gis局部放電的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種精確定位GIS局部放電的方法，其主要技術(shù)特點(diǎn)是：采用兩個(gè)特高頻探頭對(duì)脈沖信號(hào)的先后順序進(jìn)行比較，以判斷局放點(diǎn)距離探頭的方向；通過比較GIS內(nèi)部及環(huán)境中特高頻信號(hào)脈沖的對(duì)應(yīng)性，判斷信號(hào)為GIS內(nèi)部放電還是外部干擾所致；通過放電信號(hào)到達(dá)兩個(gè)特高頻探頭的時(shí)間差，或放電信號(hào)到達(dá)超聲探頭及特高頻探頭的時(shí)間差，計(jì)算放電點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，其采用高速示波器并結(jié)合超聲及特高頻檢測(cè)技術(shù)，可有效區(qū)分內(nèi)部放電與外部干擾，由于特高頻檢測(cè)的頻率在300MHz～3GHz之間，因此，通過測(cè)量信號(hào)到達(dá)相鄰探頭的納秒級(jí)時(shí)間差，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)放電位置的厘米級(jí)定位功能。
【專利說明】
一種精確定位GIS局部放電的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[000? ]本發(fā)明屬于GIS局部放電檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種精確定位GIS局部放電的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的GIS局放檢測(cè)中，通常采用的故障定位方法是:比對(duì)兩個(gè)探頭采集到信號(hào)的強(qiáng)弱，較強(qiáng)的信號(hào)則認(rèn)為距離放電源較近，通過尋找信號(hào)的最強(qiáng)點(diǎn)，來確認(rèn)放電位置。但是，由于GIS為金屬封閉結(jié)構(gòu)，僅在非金屬屏蔽的法蘭及澆筑孔等位置能檢測(cè)到局放信號(hào)，且受GIS內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部干擾的影響，上述檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性不高，不能區(qū)分內(nèi)部放電還是外部干擾，而且只能判斷放電的大致區(qū)域，不能對(duì)放電點(diǎn)進(jìn)行精確定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種設(shè)計(jì)合理、準(zhǔn)確可靠的精確定位GIS局部放電的方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005 ] 一種精確定位GIS局部放電的方法，包括以下步驟:
[0006]步驟1、測(cè)試GIS本體:將第一特高頻傳感器布置在當(dāng)前檢測(cè)到局放信號(hào)的位置P，將第二特高頻傳感器放置在位置P鄰近的檢測(cè)位置?:，通過高速數(shù)字示波器同時(shí)顯示兩個(gè)特高頻傳感器的時(shí)域波形，觀察哪路脈沖信號(hào)超前:若第一特高頻傳感器的信號(hào)超前于第二特高頻傳感器的信號(hào)，則保持第一特高頻傳感器不動(dòng)，向著第一特高頻傳感器的方向變換第二特高頻傳感器的位置至P2;反之，保持第二特高頻傳感器不動(dòng)，將向著第二特高頻傳感器的方向變換第一特高頻傳感器的位置至p3，以此類推，直至找到脈沖信號(hào)最超前的位置T;
[0007]步驟2、排除外部干擾:將第一特高頻傳感器放置在位置T，第二特高頻傳感器放置在位置T附近空氣中，沿著GIS本體徑向圓周上選取多個(gè)檢測(cè)位置;調(diào)整示波器的時(shí)間單位直到能清晰顯示時(shí)域波形的放電脈沖上升沿，以第一特高頻傳感器的信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)，觀察哪路信號(hào)超前:如果第一特高頻傳感器的信號(hào)超前于第二特高頻傳感器的信號(hào)，則說明缺陷存在于GIS本體內(nèi)部;否則，說明局放信號(hào)由外部干擾所致，認(rèn)為檢測(cè)位置正常；
[0008]步驟3、超聲檢測(cè):將超聲波傳感器布置GIS設(shè)備上的位置T附近，若不能檢測(cè)到超聲波異常信號(hào)，則使用特高頻時(shí)差定位，若能夠檢測(cè)到超聲波異常信號(hào)，則使用聲電聯(lián)合定位。
[0009]而且，所述特高頻時(shí)差定位的具體方法為:
[0010](I)將第一特高頻傳感器放置在位置T，第二特高頻傳感器放置在位置T 一側(cè)的鄰近位置Tl;
[0011](2)通過高速數(shù)字示波器同時(shí)顯示兩個(gè)特高頻傳感器的時(shí)域波形，以第一特高頻傳感器的信號(hào)為觸發(fā)信號(hào)，記錄脈沖的時(shí)間差A(yù)t1;
[0012]將第二特高頻傳感器重新放置在位置T另一側(cè)的鄰近位置T2，記錄脈沖的時(shí)間差Δ ?2 ;
[0013]若U>c Δ ，說明缺陷位置在I^T1之間，則x = 0.5(1^ —c At1);
[0014]若L2>c Δ t2，說明缺陷位置在T與T2之間，則χ = 0.5(L2 —c Δ t2)。
[0015]式中:x為缺陷位置與位置T的距離，單位為m;
[0016]C為電磁波傳播速度，3X 108m/s;
[0017]L1為位置T與位置T1之間的距離，單到位為m;
[0018]L2為位置T與位置T2之間的距離，單位為m;
[0019]At1為位置T與位置T1的特高頻傳感器檢測(cè)到的時(shí)域脈沖信號(hào)的時(shí)間差，單位為s;
[0020]At2為位置T與位置T2的特高頻傳感器檢測(cè)的時(shí)域脈沖信號(hào)的時(shí)間差，單位為S。[0021 ]而且，所述聲電聯(lián)合定位的具體方法為:將第一特高頻傳感器放置在檢測(cè)位置T，將超聲波傳感器放置在GIS本體上的檢測(cè)位置T附近，保持第一特高頻傳感器固定不動(dòng)，移動(dòng)超聲波傳感器的位置，找到最小的時(shí)差位置，讀取超聲波起始沿到特高頻脈沖信號(hào)的時(shí)間差，乘以超聲波傳播速度，得到缺陷位置與超聲波傳感器之間的距離。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0023]本發(fā)明采用高速示波器并結(jié)合超聲及特高頻檢測(cè)技術(shù)，可有效區(qū)分內(nèi)部放電與外部干擾，由于特高頻檢測(cè)的頻率在300MHz?3GHz之間，因此，通過測(cè)量信號(hào)到達(dá)相鄰探頭的納秒級(jí)時(shí)間差，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)放電位置的厘米級(jí)定位功能。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的GIS設(shè)備本體檢測(cè)原理示意圖；
[0025]圖2為特高頻時(shí)差定位原理圖；
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述:
[0027]—種精確定位GIS局部放電的方法，采用兩個(gè)特高頻探頭對(duì)脈沖信號(hào)的先后順序進(jìn)行比較，以判斷局放點(diǎn)距離探頭的方向；通過比較GIS內(nèi)部及環(huán)境中特高頻信號(hào)脈沖的對(duì)應(yīng)性，判斷信號(hào)為GIS內(nèi)部放電還是外部干擾所致;通過放電信號(hào)到達(dá)兩個(gè)特高頻探頭的時(shí)間差，或放電信號(hào)到達(dá)超聲探頭及特高頻探頭的時(shí)間差，計(jì)算放電點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。具體包括以下步驟:
[0028]步驟1、測(cè)試GIS本體并進(jìn)行粗側(cè)定位
[0029]如圖1所示，使用兩只特高頻傳感器A和B，將第一特高頻傳感器(特高頻傳感器A)布置在當(dāng)前檢測(cè)到局放信號(hào)的位置P，第二特高頻傳感器(特高頻傳感器B)放置在位置P鄰近的檢測(cè)位置Pu
[0030]通過高速數(shù)字示波器同時(shí)顯示特高頻傳感器A和B信號(hào)的時(shí)域波形，觀察圖譜中兩路信號(hào)的局放脈沖是否對(duì)應(yīng)，若不對(duì)應(yīng)，繼續(xù)檢測(cè)其他位置;若對(duì)應(yīng)，調(diào)整示波器的時(shí)間單位直到能清晰顯示時(shí)域波形的放電脈沖上升沿，以特高頻傳感器A的信號(hào)為觸發(fā)信號(hào)，觀察哪路脈沖信號(hào)超前。
[0031 ]若特高頻傳感器A的信號(hào)超前于特高頻傳感器B的信號(hào)，則保持特高頻傳感器A不動(dòng)，向著特高頻傳感器A的方向變換特高頻傳感器B的位置至P2;反之，保持特高頻傳感器B不動(dòng)，將特高頻傳感器A的位置變換到檢測(cè)位置P3。以此類推，直至找到脈沖信號(hào)最超前的位置，標(biāo)記為位置T。
[0032]步驟2、排除干擾
[0033]將特高頻傳感器A放置在位置T，特高頻傳感器B放置在位置T附近空氣中，沿著GIS徑向圓周上選取多個(gè)檢測(cè)位置。
[0034]調(diào)整示波器的時(shí)間單位直到能清晰顯示時(shí)域波形的放電脈沖上升沿，以特高頻傳感器A的信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)，觀察哪路信號(hào)超前。
[0035]若特高頻傳感器A的信號(hào)超前于B的信號(hào)，說明缺陷存在于GIS本體內(nèi)部；否則，說明局放信號(hào)由外部干擾所致，認(rèn)為檢測(cè)位置正常。
[0036]步驟3、超聲檢測(cè)
[0037]將超聲波傳感器C布置GIS設(shè)備的外殼上，可以選擇布置在位置T附近，若不能檢測(cè)到超聲波異常信號(hào)，則使用特高頻時(shí)差定位，執(zhí)行步驟5;若能夠檢測(cè)到超聲波異常信號(hào)，則使用聲電聯(lián)合定位，執(zhí)行步驟6。
[0038]步驟4、特高頻時(shí)差定位
[0039]將特高頻傳感器A放置在位置T，特高頻傳感器B放置在位置T一側(cè)的鄰近位置1\。
[0040]通過高速數(shù)字示波器同時(shí)顯示特高頻傳感器A和B信號(hào)的時(shí)域波形，以特高頻傳感器A的信號(hào)為觸發(fā)信號(hào)，記錄脈沖的時(shí)間差Δ tl。
[0041 ]特高頻傳感器B重新放置在位置T另一側(cè)的鄰近位置T2，記錄脈沖的時(shí)間差Δ t2。
[0042]如圖2所示，根據(jù)下式計(jì)算得到缺陷的具體位置:
[0043]若U>c Δ ，說明缺陷位置在I^T1之間，則x = 0.5(U —c At1);
[0044]若L2>c Δ t2，說明缺陷位置在T與T2之間，則x = 0.5(L2 —c Δ t2)。
[0045]式中:x為缺陷位置與位置T的距離，單位為m;
[0046]c為電磁波傳播速度，3X108m/s;
[0047]L1為位置T與位置T1之間的距離，單到位為m;
[0048]L2為位置T與位置T2之間的距離，單位為m;
[0049]At1為位置T與位置T1的傳感器檢測(cè)到的時(shí)域脈沖信號(hào)的時(shí)間差，單位為s;
[0050]At2為位置T與位置T2的傳感器檢測(cè)的時(shí)域脈沖信號(hào)的時(shí)間差，單位為S。
[°°511步驟5、聲電聯(lián)合定位
[0052]將特高頻傳感器A放置在檢測(cè)位置T，超聲波傳感器C放置在GIS本體上位置T的附近，保持A固定不動(dòng)，移動(dòng)C的位置，找到最小的時(shí)差位置，讀取超聲波起始沿到特高頻脈沖信號(hào)的時(shí)間差，乘以超聲波傳播速度(超聲波在不同媒質(zhì)中、不同溫度下的傳播速度不同)，即可得到缺陷位置與超聲波傳感器之間的距離。
[0053]通過以上步驟可以計(jì)算放電點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。
[0054]需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于【具體實(shí)施方式】中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種精確定位GIS局部放電的方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟1、測(cè)試GIS本體:將第一特高頻傳感器布置在當(dāng)前檢測(cè)到局放信號(hào)的位置P，將第二特高頻傳感器放置在位置P鄰近的檢測(cè)位置?:，通過高速數(shù)字示波器同時(shí)顯示兩個(gè)特高頻傳感器的時(shí)域波形，觀察哪路脈沖信號(hào)超前:若第一特高頻傳感器的信號(hào)超前于第二特高頻傳感器的信號(hào)，則保持第一特高頻傳感器不動(dòng)，向著第一特高頻傳感器的方向變換第二特高頻傳感器的位置至P2;反之，保持第二特高頻傳感器不動(dòng)，將向著第二特高頻傳感器的方向變換第一特高頻傳感器的位置至P3，以此類推，直至找到脈沖信號(hào)最超前的位置T; 步驟2、排除外部干擾:將第一特高頻傳感器放置在位置T，第二特高頻傳感器放置在位置T附近空氣中，沿著GIS本體徑向圓周上選取多個(gè)檢測(cè)位置;調(diào)整示波器的時(shí)間單位直到能清晰顯示時(shí)域波形的放電脈沖上升沿，以第一特高頻傳感器的信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)，觀察哪路信號(hào)超前:如果第一特高頻傳感器的信號(hào)超前于第二特高頻傳感器的信號(hào)，則說明缺陷存在于GIS本體內(nèi)部;否則，說明局放信號(hào)由外部干擾所致，認(rèn)為檢測(cè)位置正常； 步驟3、超聲檢測(cè):將超聲波傳感器布置GIS設(shè)備上的位置T附近，若不能檢測(cè)到超聲波異常信號(hào)，則使用特高頻時(shí)差定位，若能夠檢測(cè)到超聲波異常信號(hào)，則使用聲電聯(lián)合定位。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精確定位GIS局部放電的方法，其特征在于:所述特高頻時(shí)差定位的具體方法為: (1)將第一特高頻傳感器放置在位置T，第二特高頻傳感器放置在位置T一側(cè)的鄰近位置Ti; (2)通過高速數(shù)字示波器同時(shí)顯示兩個(gè)特高頻傳感器的時(shí)域波形，以第一特高頻傳感器的信號(hào)為觸發(fā)信號(hào)，記錄脈沖的時(shí)間差A(yù) t1; 將第二特高頻傳感器重新放置在位置T另一側(cè)的鄰近位置T2，記錄脈沖的時(shí)間差Δ t2; 若U>c Δ ，說明缺陷位置在I^T1之間，則x = 0.5(U — c Ati)； 若L2>c Δ t2，說明缺陷位置在T與T2之間，貝[Jx = 0.5(L2 — c Δ t2)。 式中:x為缺陷位置與位置T的距離，單位為m; c為電磁波傳播速度，3 X 108m/s ； L1為位置T與位置T1之間的距離，單到位為m; L2為位置T與位置T2之間的距離，單位為m; At1為位置T與位置T1的特高頻傳感器檢測(cè)到的時(shí)域脈沖信號(hào)的時(shí)間差，單位為S; △ t2為位置T與位置T2的特高頻傳感器檢測(cè)的時(shí)域脈沖信號(hào)的時(shí)間差，單位為S。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精確定位GIS局部放電的方法，其特征在于:所述聲電聯(lián)合定位的具體方法為:將第一特高頻傳感器放置在檢測(cè)位置T，將超聲波傳感器放置在GIS本體上的檢測(cè)位置T附近，保持第一特高頻傳感器固定不動(dòng)，移動(dòng)超聲波傳感器的位置，找到最小的時(shí)差位置，讀取超聲波起始沿到特高頻脈沖信號(hào)的時(shí)間差，乘以超聲波傳播速度，得到缺陷位置與超聲波傳感器之間的距離。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK105911437SQ201610225737
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月11日
【發(fā)明人】滿玉巖, 李松原, 宋曉博, 張黎明, 董艷唯, 劉創(chuàng)華, 孫昭, 孫成
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)天津市電力公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司