[發明專利]氣體絕緣開關設備擊穿閃烙故障氣室定位的方法及儀器

在審

• 申請號: 201310610569.5
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN104678262A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 沈潔;康鈞;朱嘉林;田文杰;陳福彬;曲全磊;廖鵬;李秋陽;李淵;周瑜
• 申請（專利權）人: 國網青海省電力公司電力科學研究院;北京信息科技大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明申請涉及一種氣體絕緣開關設備擊穿閃烙故障氣室定位的方法及儀器，具體來說涉及一種通過檢測氣體絕緣開關設備所有氣室的聲強大小來定位發生擊穿閃烙故障氣室的方法及儀器。

背景技術

如今，六氟化硫(SF₆)封閉式組合電器，國際上稱為“氣體絕緣開關設備”(Gas?Insulated?Switchgear)簡稱GIS，GIS的每一個間隔，用不通氣的盆式絕緣子(氣隔絕緣子)劃分為若干個獨立的SF₆氣室，即氣隔單元，各獨立氣室在電路上彼此相通，而在氣路上則相互隔離。由于GIS具有體積小、重量輕、安全性好、可靠性高、能適應惡劣環境條件下使用等優點，作為變電站中高壓線路的絕緣設備在電力系統中的應用越來越廣泛。

耐壓試驗作為GIS交接試驗的重要步驟，為確保設備正常運行具有非常重要的意義。在交接試驗耐壓過程中，一般會發生GIS氣隔單元擊穿閃絡的情況，當GIS發生閃絡時，發出的聲波沿金屬外殼傳遞，從發生閃絡故障氣室通過絕緣子傳遞到相鄰不發生閃絡故障氣室，聲波振動強度衰減10倍以上。利用這一性質可以定位發生閃絡故障氣室。目前一般采用人耳去聽聲強的辦法來確定是哪一個氣室間隔發生擊穿閃絡。由于GIS擊穿閃絡后聲音在金屬筒壁中傳播，而且由于人的聽力的個體差異，很難準確地判斷具體是哪個氣室發生擊穿閃絡。而采用GIS超聲局放檢測儀在加壓的老化階段去逐點測試，由于耐壓時間短，時間上不可能做到每個氣室都測量一遍。因此，如果采用多個獨立聲強檢測傳感器，在耐壓試驗前將傳感器分別布置在不同的氣室，一旦發生擊穿放電，通過比較各個傳感器所獲聲信號的大小，就能夠精確判斷擊穿閃絡來自GIS哪個氣室，從而進行解體修理。

所以，如果能設計一套獨立的聲強檢測儀器組成的可任意擴展的分布式監測系統，就不會受GIS氣室多、監測位置多的影響，在耐壓試驗時就能一次監測GIS各個部位(可隨意擴展到幾百上千個點)，可避免多次加壓對GIS設備絕緣性的破壞。本發明的研究工作正是基于這樣的思路進行的。

發明內容

本發明的目的是提供一種通過檢測GIS所有氣室的聲強大小來定位發生擊穿閃烙故障氣室的方法，以及提供一種檢測準確、操作簡單、低成本、結構簡單的GIS(氣體絕緣開關設備)擊穿閃烙故障氣室定位的聲強檢測儀器。

本發明通過以下步驟及技術方案來實現上述目的：a、通過聲強檢測儀器的傳感器檢測GIS所有氣室的聲信號并生成檢測信號；b、將檢測信號轉換為數字信號；c、處理獲得的數字信號并顯示及報警；d、記錄報警的聲強檢測儀器顯示的聲強值；e、通過比較，獲知聲強值最大的聲強檢測儀器對應的氣室。其中，在步驟a中用壓電薄膜傳感器來檢測氣室的聲強變化；在步驟e中比較測量值，聲強值最大的聲強檢測儀器對應的氣室就是發生擊穿閃烙故障氣室。

本發明提供的聲強檢測儀器包括如下幾個模塊：傳感器模塊、數據采集模塊、信號處理模塊、有效值顯示模塊、報警顯示模塊及電源管理模塊。其中，傳感器模塊主要是將來自GIS氣室產生的聲信號轉換為電信號并送至數據采集模塊前端；數據采集模塊主要對傳感器采集到的信號進行調理，包括放大、濾波；信號處理模塊主要由單片機構成，主要完成信號的A／D轉換、數據的處理；有效值顯示模塊顯示聲信號對應的電壓值；報警顯示模塊顯示氣室聲壓信號超出已設定值時發出報警信號(紅燈報警)；電源管理模塊為系統提供電源供給，滿足各個芯片的電源要求。

本發明具有檢測準確、操作簡單、低成本、簡單的優點。可用于GIS設備系統及有關微震動系統的檢測控制領域。

附圖說明

圖1為本發明聲強檢測儀工作原理框圖；

圖2為本發明信號處理主程序流程圖；

圖3為本發明聲強檢測儀電路設計原理圖。

具體實施方式

本發明是通過檢測GIS所有氣室的聲強大小來定位發生擊穿閃烙故障氣室的方法及儀器，主要用于GIS交接試驗耐壓過程中，GIS氣隔單元擊穿閃絡的定位，以保證故障氣室的可靠診斷及維修。亦可應用于相關微震動系統的檢測控制領域。