[發明專利]基于特高頻檢測技術的GIS局部放電自動定位裝置

在審

• 申請號: 201610007888.0
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105467287A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 沈道義;胡勇;李茂亮;朱滌平;鄭洋;金鵬;劉博
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司沈陽供電公司;國家電網公司;上海格魯布信息科技有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 許宇來

技術領域

本發明屬于電力系統GIS氣體絕緣開關設備特高頻局部放電定位技術領域，尤其涉及一種基于特高頻檢測技術的GIS局部放電自動定位裝置。

背景技術

近年來，對GIS氣體絕緣開關設備高壓設備進行特高頻局部放電帶電檢測已成為評估設備絕緣性能的重要手段，但只檢測出局部放電信號的存在對于風險性評估和指導檢修是遠遠不夠的。對局部放電源進行精確定位，是設備檢修所必不可少的步驟。

目前，常規GIS特高頻局部放電檢測儀均不具備局部放電定位功能，用戶僅能根據“幅度比較法”來確定局部放電源的位置。這種定位方法可能導致完全錯誤的結論，原因在于：GIS內部對局部放電信號傳輸衰減的影響不僅僅是“距離”，GIS結構對其內部的局部放電信號傳輸衰減的影響更重要。對于不同的結構，可能會使得距離局部放電源近的傳感器接收到的信號更小。

另外一個比較準確的方法就是采用高速采集示波器來計算局部放電源到達兩個特高頻局部放電傳感器的時間差，進而計算局部放電源的位置，但這種方法需要人員全程操作示波器、找尋脈沖的起始位置和計算局部放電源的位置，但這種定位方式，需要對大量的數據進行統計計算，才能得出比較準確的局部放電源位置。對于間歇性的局部放電信號，操作人員需在現場等待放電信號的出現，才能進行局部放電源位置的定位。

發明內容

本發明就是針對上述問題，提供一種使用方便、定位精度高、效率高的基于特高頻檢測技術的GIS局部放電自動定位裝置。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，本發明包括特高頻局部放電傳感器、低衰減同軸電纜、數據采集單元和后臺工控機，其結構要點特高頻局部放電傳感器的信號輸出端口通過低衰減同軸電纜與數據采集單元的信號輸入端口相連，數據采集單元的信號輸出端口與后臺工控機的信號輸入端口相連。

所述特高頻局部放電傳感器接收輻射到GIS內部的高頻電磁波，經數據采集單元的模數轉換后，將數據經光纖傳輸至后臺工控機，后臺工控機計算任意兩個特高頻局部放電傳感器接收到的脈沖信號時間差，通過對若干次定位結果的統計，顯示出局部放電源離兩個特高頻局部放電傳感器的距離。

作為一種優選方案，本發明所述特高頻局部放電傳感器采用頻響范圍為300～1500MHz的特高頻局部放電傳感器。

作為另一種優選方案，本發明所述數字采集單元由300～1500MHz帶通濾波器、對數放大器及數字采集通道卡組成，數字采集通道卡的采樣率為100MS/s。

作為另一種優選方案，本發明通過等長的20米同軸電纜將各特高頻局部放電傳感器連接至數字采集單元。

作為另一種優選方案，本發明所述定位的方法包括以下步驟。

1）對特高頻局部放電信號進行同步信號采集。

2）對特高頻局部放電傳感器采集的信號起始脈沖進行確定。

3）根據兩個傳感器之間的時間差計算局部放電源的位置。

4）在采集時間內，根據兩個傳感器采集的進行局部放電信號，對所有采集的脈沖進行計算，統計局部放電源在兩個傳感器間的次數-距離分布圖，得出局部放電源對距離的分布圖。

作為另一種優選方案，本發明所述顯示出局部放電源離兩個特高頻局部放電傳感器的距離的方法為：選擇兩個檢測到局部放電的傳感器，通過該兩個傳感器的距離、脈沖在六氟化硫氣體中的波速與光速的比值得到局部放電源離兩個特高頻局部放電傳感器的距離。

作為另一種優選方案，本發明所述低衰耗同軸電纜采用在1GHz頻點的衰減為0.13dB/米的低衰耗同軸電纜。

其次，本發明所述步驟3）根據兩個傳感器之間的時間差計算局部放電源的位置的計算方法為：在已知兩個傳感器之間距離的情況下，當局部放電源位于兩個傳感器之外時，兩個傳感器的到達時間差對應的信號傳輸距離等于兩傳感器的間距；當局部放電源位于兩個傳感器之間時，兩個信號的到達時間差小于兩傳感器的間距，通過下列公式即計算出局部放電源到達較近傳感器的距離；

D為兩個特高頻局部放電傳感器之間的距離。

d為局部放電源至最近特高頻傳感器的距離。

t為局部放電信號到達兩個特高頻傳感器之間的時間差。

另外，本發明所述特高頻局部放電傳感器、低衰減同軸電纜、數據采集單元和后臺工控機設置在移動機柜內。

本發明有益效果。

本發明通過對局部放電信號的實時采集和處理，實現局部放電源位置在GIS中的自動定位。