一种精确定位gis局部放电的方法
【专利摘要】本发明涉及一种精确定位GIS局部放电的方法，其主要技术特点是：采用两个特高频探头对脉冲信号的先后顺序进行比较，以判断局放点距离探头的方向；通过比较GIS内部及环境中特高频信号脉冲的对应性，判断信号为GIS内部放电还是外部干扰所致；通过放电信号到达两个特高频探头的时间差，或放电信号到达超声探头及特高频探头的时间差，计算放电点的准确位置。本发明设计合理，其采用高速示波器并结合超声及特高频检测技术，可有效区分内部放电与外部干扰，由于特高频检测的频率在300MHz～3GHz之间，因此，通过测量信号到达相邻探头的纳秒级时间差，可以实现对放电位置的厘米级定位功能。
【专利说明】
一种精确定位GIS局部放电的方法
技术领域
[000? ]本发明属于GIS局部放电检测技术领域，尤其是一种精确定位GIS局部放电的方法。
【背景技术】
[0002]目前的GIS局放检测中，通常采用的故障定位方法是:比对两个探头采集到信号的强弱，较强的信号则认为距离放电源较近，通过寻找信号的最强点，来确认放电位置。但是，由于GIS为金属封闭结构，仅在非金属屏蔽的法兰及浇筑孔等位置能检测到局放信号，且受GIS内部结构及外部干扰的影响，上述检测方法的准确性不高，不能区分内部放电还是外部干扰，而且只能判断放电的大致区域，不能对放电点进行精确定位。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种设计合理、准确可靠的精确定位GIS局部放电的方法。
[0004]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0005 ] 一种精确定位GIS局部放电的方法，包括以下步骤:
[0006]步骤1、测试GIS本体:将第一特高频传感器布置在当前检测到局放信号的位置P，将第二特高频传感器放置在位置P邻近的检测位置?:，通过高速数字示波器同时显示两个特高频传感器的时域波形，观察哪路脉冲信号超前:若第一特高频传感器的信号超前于第二特高频传感器的信号，则保持第一特高频传感器不动，向着第一特高频传感器的方向变换第二特高频传感器的位置至P2;反之，保持第二特高频传感器不动，将向着第二特高频传感器的方向变换第一特高频传感器的位置至p3，以此类推，直至找到脉冲信号最超前的位置T;
[0007]步骤2、排除外部干扰:将第一特高频传感器放置在位置T，第二特高频传感器放置在位置T附近空气中，沿着GIS本体径向圆周上选取多个检测位置;调整示波器的时间单位直到能清晰显示时域波形的放电脉冲上升沿，以第一特高频传感器的信号作为触发信号，观察哪路信号超前:如果第一特高频传感器的信号超前于第二特高频传感器的信号，则说明缺陷存在于GIS本体内部;否则，说明局放信号由外部干扰所致，认为检测位置正常；
[0008]步骤3、超声检测:将超声波传感器布置GIS设备上的位置T附近，若不能检测到超声波异常信号，则使用特高频时差定位，若能够检测到超声波异常信号，则使用声电联合定位。
[0009]而且，所述特高频时差定位的具体方法为:
[0010](I)将第一特高频传感器放置在位置T，第二特高频传感器放置在位置T 一侧的邻近位置Tl;
[0011](2)通过高速数字示波器同时显示两个特高频传感器的时域波形，以第一特高频传感器的信号为触发信号，记录脉冲的时间差At1;
[0012]将第二特高频传感器重新放置在位置T另一侧的邻近位置T2，记录脉冲的时间差Δ ?2 ;
[0013]若U>c Δ ，说明缺陷位置在I^T1之间，则x = 0.5(1^ —c At1);
[0014]若L2>c Δ t2，说明缺陷位置在T与T2之间，则χ = 0.5(L2 —c Δ t2)。
[0015]式中:x为缺陷位置与位置T的距离，单位为m;
[0016]C为电磁波传播速度，3X 108m/s;
[0017]L1为位置T与位置T1之间的距离，单到位为m;
[0018]L2为位置T与位置T2之间的距离，单位为m;
[0019]At1为位置T与位置T1的特高频传感器检测到的时域脉冲信号的时间差，单位为s;
[0020]At2为位置T与位置T2的特高频传感器检测的时域脉冲信号的时间差，单位为S。[0021 ]而且，所述声电联合定位的具体方法为:将第一特高频传感器放置在检测位置T，将超声波传感器放置在GIS本体上的检测位置T附近，保持第一特高频传感器固定不动，移动超声波传感器的位置，找到最小的时差位置，读取超声波起始沿到特高频脉冲信号的时间差，乘以超声波传播速度，得到缺陷位置与超声波传感器之间的距离。
[0022]本发明的优点和积极效果是:
[0023]本发明采用高速示波器并结合超声及特高频检测技术，可有效区分内部放电与外部干扰，由于特高频检测的频率在300MHz?3GHz之间，因此，通过测量信号到达相邻探头的纳秒级时间差，可以实现对放电位置的厘米级定位功能。
【附图说明】
[0024]图1为本发明的GIS设备本体检测原理示意图；
[0025]图2为特高频时差定位原理图；
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图对本发明实施例做进一步详述:
[0027]—种精确定位GIS局部放电的方法，采用两个特高频探头对脉冲信号的先后顺序进行比较，以判断局放点距离探头的方向；通过比较GIS内部及环境中特高频信号脉冲的对应性，判断信号为GIS内部放电还是外部干扰所致;通过放电信号到达两个特高频探头的时间差，或放电信号到达超声探头及特高频探头的时间差，计算放电点的准确位置。具体包括以下步骤:
[0028]步骤1、测试GIS本体并进行粗侧定位
[0029]如图1所示，使用两只特高频传感器A和B，将第一特高频传感器(特高频传感器A)布置在当前检测到局放信号的位置P，第二特高频传感器(特高频传感器B)放置在位置P邻近的检测位置Pu
[0030]通过高速数字示波器同时显示特高频传感器A和B信号的时域波形，观察图谱中两路信号的局放脉冲是否对应，若不对应，继续检测其他位置;若对应，调整示波器的时间单位直到能清晰显示时域波形的放电脉冲上升沿，以特高频传感器A的信号为触发信号，观察哪路脉冲信号超前。
[0031 ]若特高频传感器A的信号超前于特高频传感器B的信号，则保持特高频传感器A不动，向着特高频传感器A的方向变换特高频传感器B的位置至P2;反之，保持特高频传感器B不动，将特高频传感器A的位置变换到检测位置P3。以此类推，直至找到脉冲信号最超前的位置，标记为位置T。
[0032]步骤2、排除干扰
[0033]将特高频传感器A放置在位置T，特高频传感器B放置在位置T附近空气中，沿着GIS径向圆周上选取多个检测位置。
[0034]调整示波器的时间单位直到能清晰显示时域波形的放电脉冲上升沿，以特高频传感器A的信号作为触发信号，观察哪路信号超前。
[0035]若特高频传感器A的信号超前于B的信号，说明缺陷存在于GIS本体内部；否则，说明局放信号由外部干扰所致，认为检测位置正常。
[0036]步骤3、超声检测
[0037]将超声波传感器C布置GIS设备的外壳上，可以选择布置在位置T附近，若不能检测到超声波异常信号，则使用特高频时差定位，执行步骤5;若能够检测到超声波异常信号，则使用声电联合定位，执行步骤6。
[0038]步骤4、特高频时差定位
[0039]将特高频传感器A放置在位置T，特高频传感器B放置在位置T一侧的邻近位置1\。
[0040]通过高速数字示波器同时显示特高频传感器A和B信号的时域波形，以特高频传感器A的信号为触发信号，记录脉冲的时间差Δ tl。
[0041 ]特高频传感器B重新放置在位置T另一侧的邻近位置T2，记录脉冲的时间差Δ t2。
[0042]如图2所示，根据下式计算得到缺陷的具体位置:
[0043]若U>c Δ ，说明缺陷位置在I^T1之间，则x = 0.5(U —c At1);
[0044]若L2>c Δ t2，说明缺陷位置在T与T2之间，则x = 0.5(L2 —c Δ t2)。
[0045]式中:x为缺陷位置与位置T的距离，单位为m;
[0046]c为电磁波传播速度，3X108m/s;
[0047]L1为位置T与位置T1之间的距离，单到位为m;
[0048]L2为位置T与位置T2之间的距离，单位为m;
[0049]At1为位置T与位置T1的传感器检测到的时域脉冲信号的时间差，单位为s;
[0050]At2为位置T与位置T2的传感器检测的时域脉冲信号的时间差，单位为S。
[°°511步骤5、声电联合定位
[0052]将特高频传感器A放置在检测位置T，超声波传感器C放置在GIS本体上位置T的附近，保持A固定不动，移动C的位置，找到最小的时差位置，读取超声波起始沿到特高频脉冲信号的时间差，乘以超声波传播速度(超声波在不同媒质中、不同温度下的传播速度不同)，即可得到缺陷位置与超声波传感器之间的距离。
[0053]通过以上步骤可以计算放电点的准确位置。
[0054]需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于【具体实施方式】中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种精确定位GIS局部放电的方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤1、测试GIS本体:将第一特高频传感器布置在当前检测到局放信号的位置P，将第二特高频传感器放置在位置P邻近的检测位置?:，通过高速数字示波器同时显示两个特高频传感器的时域波形，观察哪路脉冲信号超前:若第一特高频传感器的信号超前于第二特高频传感器的信号，则保持第一特高频传感器不动，向着第一特高频传感器的方向变换第二特高频传感器的位置至P2;反之，保持第二特高频传感器不动，将向着第二特高频传感器的方向变换第一特高频传感器的位置至P3，以此类推，直至找到脉冲信号最超前的位置T; 步骤2、排除外部干扰:将第一特高频传感器放置在位置T，第二特高频传感器放置在位置T附近空气中，沿着GIS本体径向圆周上选取多个检测位置;调整示波器的时间单位直到能清晰显示时域波形的放电脉冲上升沿，以第一特高频传感器的信号作为触发信号，观察哪路信号超前:如果第一特高频传感器的信号超前于第二特高频传感器的信号，则说明缺陷存在于GIS本体内部;否则，说明局放信号由外部干扰所致，认为检测位置正常； 步骤3、超声检测:将超声波传感器布置GIS设备上的位置T附近，若不能检测到超声波异常信号，则使用特高频时差定位，若能够检测到超声波异常信号，则使用声电联合定位。2.根据权利要求1所述的一种精确定位GIS局部放电的方法，其特征在于:所述特高频时差定位的具体方法为: (1)将第一特高频传感器放置在位置T，第二特高频传感器放置在位置T一侧的邻近位置Ti; (2)通过高速数字示波器同时显示两个特高频传感器的时域波形，以第一特高频传感器的信号为触发信号，记录脉冲的时间差A t1; 将第二特高频传感器重新放置在位置T另一侧的邻近位置T2，记录脉冲的时间差Δ t2; 若U>c Δ ，说明缺陷位置在I^T1之间，则x = 0.5(U — c Ati)； 若L2>c Δ t2，说明缺陷位置在T与T2之间，贝[Jx = 0.5(L2 — c Δ t2)。 式中:x为缺陷位置与位置T的距离，单位为m; c为电磁波传播速度，3 X 108m/s ； L1为位置T与位置T1之间的距离，单到位为m; L2为位置T与位置T2之间的距离，单位为m; At1为位置T与位置T1的特高频传感器检测到的时域脉冲信号的时间差，单位为S; △ t2为位置T与位置T2的特高频传感器检测的时域脉冲信号的时间差，单位为S。3.根据权利要求1所述的一种精确定位GIS局部放电的方法，其特征在于:所述声电联合定位的具体方法为:将第一特高频传感器放置在检测位置T，将超声波传感器放置在GIS本体上的检测位置T附近，保持第一特高频传感器固定不动，移动超声波传感器的位置，找到最小的时差位置，读取超声波起始沿到特高频脉冲信号的时间差，乘以超声波传播速度，得到缺陷位置与超声波传感器之间的距离。
【文档编号】G01R31/12GK105911437SQ201610225737
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】满玉岩, 李松原, 宋晓博, 张黎明, 董艳唯, 刘创华, 孙昭, 孙成
【申请人】国网天津市电力公司, 国家电网公司