一种gis耐压击穿故障的超声波定位装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种GIS耐压击穿故障的超声波定位装置，通过安装于GIS间隔气室的腔体外壳上的多个超声波传感器采集超声波信号，并经过信号处理模块的滤波放大处理、A/D转换后输出至数据分析模块，当处理后的信号满足预设条件时，判断采集超声波信号的超声波传感器所在的位置为疑似故障位置；通过首先判断信号幅值最大的检测点的位置，进而判断该位置的信号持续时间与邻近检测点的信号持续时间相差范围是否在预设范围内来判断该点是否为疑似故障位置，即只通过一次超声波信号的获取即可判断出疑似故障位置，避免了采用现有技术中的方案导致的使使正常的GIS部位形成绝缘损伤的问题。
【专利说明】一种GIS耐压击穿故障的超声波定位装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及故障定位领域，尤其涉及一种GIS耐压击穿故障的超声波定位装置。
【背景技术】
[0002]气体绝缘组合电器设备(Gas Insulated Switchgear, GIS)是指以SF6作为绝缘介质的气体绝缘金属封闭开关设备，也称为封闭式组合电器，具有占地面积小，空间紧凑，不受外界环境影响，可靠性高等优点，已有取代常规变电站的趋势。
[0003]GIS现场耐压试验作为一项交接性试验项目，其目的是检查GIS设备从解体包装、运输和现场安装这一系列过程中有无故障隐患的引入，验证其绝缘性能是否完好，但由于在安装、运输等过程中的工艺控制不良和其他因素，
[0004]GIS在耐压过程中会发生击穿故障。
[0005]因此，定位故障位置成为了亟待解决的问题。
[0006]目前，普遍使用的故障位置定位方法是通过切换开关状态，通过多次耐压方式来寻找该故障点，但是采用这样的方式，容易使正常的GIS部位形成绝缘损伤。
实用新型内容
[0007]有鉴于此，本实用新型提供一种GIS耐压击穿故障的超声波定位装置，以解决现有技术中容易使正常的GIS部位形成绝缘损伤，造成不必要的损失的问题，其具体方案如下:
[0008]一种GIS耐压击穿故障的超声波定位装置，包括:
[0009]安装于气体绝缘组合电器设备GIS间隔气室的腔体外壳上的多个超声波传感器，所述超声波传感器采集超声波信号并输出；
[0010]与所述超声波传感器相连的信号处理模块，所述信号处理模块对所述超声波传感器传输的超声波信号进行滤波放大处理及A/D转换，并将处理后的超声波信号进行输出；
[0011]与所述信号处理模块相连的数据分析模块，所述数据分析模块判断所述信号处理模块发送的处理后的超声波信号是否满足预设条件，若满足，判定采集所述超声波信号的超声波传感器所在位置为疑似故障位置，
[0012]其中，所述预设条件为超声波信号的信号幅值最大的检测点的信号持续时间与邻近超声波传感器检测点的信号持续时间相差在预定范围内。
[0013]进一步的，还包括:与所述信号处理模块及数据分析模块分别相连的无线通信模块，
[0014]所述信号处理模块通过射频辐射天线将所述处理后的超声波信号发送至无线通信模块，所述无线通信模块将所述处理后的超声波信号发送至数据分析模块。
[0015]进一步的，所述超声波传感器上涂抹耦合剂。
[0016]进一步的，所述多个超声波传感器的位置设置依据GIS耐压试验区域的气室数目与超声波传感器的数目布置。
[0017]进一步的,包括:每个GIS间隔气室外设置一个超声波传感器。
[0018]进一步的，还包括:母线上，每5_7m设置一个超声波传感器。
[0019]进一步的，所述预定范围为±10%以内。
[0020]进一步的，所述信号处理模块包括:
[0021]与所述超声波传感器相连的，对接收到的超声波信号进行滤波放大的滤波放大单元;
[0022]与所述滤波放大单元及数据分析模块分别相连的，对所述经过滤波放大后的超声波信号进行数模转换的A/D转换单元。
[0023]进一步的，所述无线通信模块包括:
[0024]与所述信号处理模块通过射频辐射天线相连的，接收所述信号处理模块发送的信号并输出的无线传输模块；
[0025]与所述无线传输模块通过射频辐射天线相连的，接收所述无线传输模块发送的信号，并将所述接收到的信号传输至数据分析模块的无线接收模块。
[0026]进一步的，所述无线接收模块设置于所述数据分析模块上。
[0027]从上述技术方案可以看出，本实用新型公开的GIS耐压击穿故障的超声波定位装置，通过安装于GIS间隔气室的腔体外壳上的多个超声波传感器采集超声波信号，并经过信号处理模块的滤波放大处理、A/D转换后输出至数据分析模块，当处理后的信号满足预设条件时，判断采集超声波信号的超声波传感器所在的位置为疑似故障位置，其中，预设条件为超声波信号的信号幅值最大的检测点的信号持续时间与邻近超声波传感器检测点的信号持续时间相差在预设范围内。本方案通过首先判断信号幅值最大的检测点的位置，进而判断该位置的信号持续时间与邻近检测点的信号持续时间相差范围是否在预设范围内来判断该点是否为疑似故障位置，即只通过一次超声波信号的获取即可判断出疑似故障位置，避免了采用现有技术中的方案导致的使使正常的GIS部位形成绝缘损伤的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本实用新型实施例公开的一种GIS耐压击穿故障的超声波定位装置的结构示意图；
[0030]图2为本实用新型实施例公开的一种GIS耐压击穿故障的超声波定位装置实例的结构示意图；
[0031]图3为本实用新型实施例公开的一种GIS耐压击穿故障的超声波定位装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0033]本实施例公开了一种GIS耐压击穿故障的超声波定位装置，其结构示意图如图1所示，包括:
[0034]超声波传感器11，与超声波传感器11相连的信号处理模块12,与信号处理模块12相连的数据分析模块13。
[0035]超声波传感器11安装于气体绝缘组合电器设备(GASINSULATEDSWITCHGEAR, GIS)间隔气室的腔体外壳上，超声波传感器11可以有多个，依据GIS耐压试验区域的气室数目和超声波传感器数目布置每一个超声波传感器11的位置。优选的，每个GIS间隔气室外设置一个超声波传感器，另外，母线上，每5-7m设置一个超声波传感器。
[0036]超声波传感器11采集超声波信号，该超声波信号为GIS耐压试验过程击穿故障发出的超声波信号，并将采集到的超声波信号输出至信号处理模块12。
[0037]信号处理模块12对多个超声波传感器11传输的超声波信号进行滤波放大处理及A/D转换，其中，信号处理模块12包括:滤波放大单元、A/D转换单元，滤波放大单元对接收到的超声波信号进行滤波放大，并经过A/D转换单元实现模数转换，并将转换后的信号发送至数据分析模块13。
[0038]数据分析模块13判断信号处理模块12发送的处理后的超声波信号是否满足预设条件，当满足时，判定采集该超声波信号的超声波传感器11所在位置为疑似故障位置。
[0039]数据分析模块13获取所有超声波传感器11采集的超声波信号，并对获取的所有的超声波信号进行显示、存储以及判断。
[0040]其中，预设条件为:超声波信号的信号幅值最大的检测点的信号持续时间与邻近超声波传感器检测点的信号持续时间相差在预定范围内。
[0041]优选的，预定范围可以为±10%以内。
[0042]即当某一个超声波传感器所采集的超声波信号为所有超声波信号中幅值最大的信号，并且该超声波信号的信号持续时间与邻近超声波传感器检测点的持续时间相差在预定范围内，则该超声波传感器所在的检测点即为疑似故障位置。
[0043]图2为某变电站550kV GIS现场交流耐压下的故障定位实例结构图，图中1_8处圆点表不超声波传感器的布置位置，每个超声波传感器在耐压击穿故障瞬间的信号如图中箭头所示。
[0044]首先，分析超声波信号的幅值可以知道，超声波传感器4、5、6的幅值均已超最大量程，并且，其他超声波传感器的信号幅值随着超声波传感器4、5、6的信号幅值的增加而衰减;
[0045]另外，超声波传感器4的信号持续时间与3相比两者的差别约为15%，大于10%，超声波传感器6的信号持续时间与7相比,两者的差别也大于10%,而超声波传感器5与
4、6相比，信号持续时间的差别均在10%以内。
[0046]因此，可以判定超声波传感器5所在的位置为疑似故障位置。
[0047]本实施例公开的GIS耐压击穿故障的超声波定位装置，通过安装于GIS间隔气室的腔体外壳上的多个超声波传感器采集超声波信号，并经过信号处理模块的滤波放大处理、A/D转换后输出至数据分析模块，当处理后的信号满足预设条件时，判断采集超声波信号的超声波传感器所在的位置为疑似故障位置，其中，预设条件为超声波信号的信号幅值最大的检测点的信号持续时间与邻近超声波传感器检测点的信号持续时间相差在预设范围内。本方案通过首先判断信号幅值最大的检测点的位置，进而判断该位置的信号持续时间与邻近检测点的信号持续时间相差范围是否在预设范围内来判断该点是否为疑似故障位置，即只通过一次超声波信号的获取即可判断出疑似故障位置，避免了采用现有技术中的方案导致的使使正常的GIS部位形成绝缘损伤的问题。
[0048]本实施例公开了一种GIS耐压击穿故障的超声波定位装置，其结构示意图如图3所示，包括:
[0049]超声波传感器31,与超声波传感器31相连的信号处理模块32,与信号处理模块相连的无线通信模块33，与无线通信模块33相连的数据分析模块34。
[0050]除与上一实施例相同的结构外，本实施例还增加了无线通信模块33。
[0051]信号处理模块32通过射频辐射天线将处理后的超声波信号发送至无线通信模块33，无线通信模块33将接收到的超声波信号发送至数据分析模块34，由数据分析模块34对信号进行分析处理，以判定疑似故障气室的位置。
[0052]其中，无线通信模块33包括:无线传输模块，无线接收模块。
[0053]无线传输模块与信号处理模块32通过射频辐射天线相连，接收信号处理模块32发送的信号，并输出；
[0054]无线接收模块与无线传输模块通过射频辐射天线相连，接收无线传输模块发送的信号，并将接收到的信号传输至数据分析模块34。
[0055]优选的，无线接收模块设置于数据分析模块34上，便于数据的有线传输。
[0056]本实施例公开的GIS耐压击穿故障的超声波定位装置，通过无线通信模块实现信号的传输，实现了信号的快速、准确传输，避免了采用有线传输所带来的不便。
[0057]优选的，本实施例公开的GIS耐压击穿故障的超声波定位装置中，超声波传感器31上涂抹适量的耦合剂，以排除故障位置与超声波传感器之间的空气，使超声波能有效进入到故障位置，达到检测目的。
[0058]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0059]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种GIS耐压击穿故障的超声波定位装置，其特征在于，包括: 安装于气体绝缘组合电器设备GIS间隔气室的腔体外壳上的多个超声波传感器，所述超声波传感器采集超声波信号并输出； 与所述超声波传感器相连的信号处理模块，所述信号处理模块对所述超声波传感器传输的超声波信号进行滤波放大处理及A/D转换，并将处理后的超声波信号进行输出； 与所述信号处理模块相连的数据分析模块，所述数据分析模块判断所述信号处理模块发送的处理后的超声波信号是否满足预设条件，若满足，则判定采集所述超声波信号的超声波传感器所在位置为疑似故障位置， 其中，所述预设条件为超声波信号的信号幅值最大的检测点的信号持续时间与邻近超声波传感器检测点的信号持续时间相差在预定范围内。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括:与所述信号处理模块及数据分析模块分别相连的无线通信模块， 所述信号处理模块通过射频辐射天线将所述处理后的超声波信号发送至无线通信模块，所述无线通信模块将所述处理后的超声波信号发送至数据分析模块。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述超声波传感器上涂抹耦合剂。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个超声波传感器的位置设置依据GIS耐压试验区域的气室数目与超声波传感器的数目布置。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，包括:每个GIS间隔气室外设置一个超声波传感器。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括:母线上，每5-7m设置一个超声波传感器。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预定范围为±10%以内。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号处理模块包括: 与所述超声波传感器相连的，对接收到的超声波信号进行滤波放大的滤波放大单元； 与所述滤波放大单元及数据分析模块分别相连的，对所述经过滤波放大后的超声波信号进行数模转换的A/D转换单元。
9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述无线通信模块包括: 与所述信号处理模块通过射频辐射天线相连的，接收所述信号处理模块发送的信号并输出的无线传输模块； 与所述无线传输模块通过射频辐射天线相连的，接收所述无线传输模块发送的信号，并将所述接收到的信号传输至数据分析模块的无线接收模块。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述无线接收模块设置于所述数据分析模块上。
【文档编号】G01R31/12GK203929985SQ201420336594
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】邵先军, 徐华, 何文林, 刘浩军, 董雪松, 刘石 申请人:国家电网公司, 国网浙江省电力公司电力科学研究院