[發(fā)明專利]一種開關(guān)柜局部放電聲光聯(lián)合定位系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211205820.5
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115453294A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦少瑞;朱太云;丁國成;朱勝龍;李賓賓;李堅(jiān)林;柯艷國;潘成;謝佳;潘超;趙恒陽;黃偉民;宋東波;秦金飛;張晨晨;胡嘯宇;秦碩;唐炬
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)安徽省電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 北京國林貿(mào)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11001
• 代理人: 李桂玲;杜國慶

本發(fā)明公開了一種開關(guān)柜局部放電聲光聯(lián)合定位系統(tǒng)及方法，包括開關(guān)柜箱體，在開關(guān)柜箱體的三個(gè)端面板中間位置分別設(shè)置有超聲波傳感器和熒光光纖傳感器，熒光光纖傳感器和超聲波傳感器位于端面板同一位置的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面，超聲波傳感器位于端面板的外側(cè)面，熒光光纖傳感器位于端面板的內(nèi)側(cè)面，超聲波傳感器的輸出和熒光光纖傳感器的輸出分別經(jīng)聲/光電轉(zhuǎn)換單元連接定位處理服務(wù)器；本發(fā)明采用聲光聯(lián)合定位，結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，提高了對開關(guān)柜內(nèi)部局部放電定位的精準(zhǔn)度，有助于問題的發(fā)現(xiàn)，對實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜的穩(wěn)定運(yùn)行提供了保證。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及局部放電測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種開關(guān)柜局部放電聲光聯(lián)合定位系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

局部放電(Partial Discharge,PD)是電氣設(shè)備內(nèi)部發(fā)生絕緣缺陷時(shí)在局部范圍內(nèi)產(chǎn)生的一種放電現(xiàn)象，如何對局部放電信號實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、可靠的故障定位是電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域的關(guān)鍵問題之一。與其他氣體絕緣設(shè)備相比，開關(guān)柜突出的特點(diǎn)是空間狹小、零件繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在復(fù)雜多變的運(yùn)行環(huán)境中，開關(guān)柜的內(nèi)部容易出現(xiàn)絕緣缺陷。在當(dāng)前應(yīng)用中，對開關(guān)柜缺陷的定位系統(tǒng)大多只采用單一檢測法，僅是對單一放電特征進(jìn)行分析計(jì)算，定位方法也比較單一，誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種開關(guān)柜局部放電聲光聯(lián)合定位系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中對于局部放電聯(lián)合監(jiān)測定位研究的缺乏，為開關(guān)柜局部放電故障點(diǎn)的定位提供理論支撐。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種開關(guān)柜局部放電聲光聯(lián)合定位系統(tǒng)，包括開關(guān)柜箱體，其中，至少在開關(guān)柜箱體的三個(gè)端面板中間位置分別設(shè)置有一組傳感器，分別是超聲波傳感器和熒光光纖傳感器，熒光光纖傳感器和超聲波傳感器位于端面板同一位置的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面，其中：超聲波傳感器位于端面板的外側(cè)面，熒光光纖傳感器位于端面板的內(nèi)側(cè)面，在箱體三個(gè)端面板上設(shè)置的超聲波傳感器組成了超聲波傳感器陣列，在箱體三個(gè)端面板上設(shè)置的熒光光纖傳感器組成了熒光光纖傳感器陣列，超聲波傳感器的輸出和熒光光纖傳感器的輸出分別經(jīng)聲/光電轉(zhuǎn)換單元連接定位處理服務(wù)器。

方案進(jìn)一步是：所述熒光光纖傳感器和超聲波傳感器被安裝在法蘭上，法蘭固定在開關(guān)柜箱體的三個(gè)端面板中間位置。

方案進(jìn)一步是：所述熒光光纖傳感器同心盤繞與超聲波傳感器分別通過粘貼方式固定在法蘭內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面。

方案進(jìn)一步是：所述開關(guān)柜箱體的三個(gè)端面板分別是開關(guān)柜箱體的前端面板、上端面板和一側(cè)端面板。

一種開關(guān)柜局部放電聲光聯(lián)合定位方法，是基于所述開關(guān)柜局部放電聲光聯(lián)合定位系統(tǒng)的定位方法；首先，通過對箱體的測量確定三個(gè)端面板上的超聲波傳感器和熒光光纖傳感器在箱體幾何坐標(biāo)的位置，當(dāng)局部放電發(fā)生時(shí)，通過超聲波傳感器和熒光光纖傳感器連續(xù)接收到聲光放電信號定位放電信號源PD在開關(guān)柜中的發(fā)生坐標(biāo)位置，所述定位方法包括：

第一步：從三個(gè)端面板上的超聲波傳感器和熒光光纖傳感器連續(xù)接收到聲光放電信號中獲取同一時(shí)刻的三組超聲信號和熒光信號；

第二步：根據(jù)空間譜估計(jì)分別對這一時(shí)刻的三個(gè)超聲波傳感器的超聲信號的波方向估計(jì)，分別獲取三個(gè)超聲波傳感器對應(yīng)放電信號源PD的方位角θt和俯仰角根據(jù)熒光信號放電強(qiáng)度隨距離變化關(guān)系分別確定放電信號源PD到三個(gè)熒光光纖傳感器的距離；

第三步：將從超聲信號獲取的三個(gè)方位角θt和俯仰角以及和熒光信號確定的三個(gè)距離計(jì)算出三組樣本的放電信號源PD位置初值點(diǎn)坐標(biāo)，分別記為P₁(x₁,y₁,z₁)、P₂(x₂,y₂,z₂)、P₃(x₃,y₃,z₃)；