基于声波探测法的GIL耐压试验故障点精确定位方法与流程

本发明涉及超、特高压输变电设备状态监测领域，尤其涉及一种基于声波探测法的gil耐压试验故障点精确定位方法。

背景技术：

交流耐压试验能够较为接近的模拟设备实际运行工况，能够发现设备存在的绝缘缺陷或绝缘劣化的情况。因此，交流耐压试验对考量电气设备绝缘具有重要意义。这也使得交流耐压试验是能够作为判断电气设备绝缘强度的行之有效的方法。

但在目前的gil耐压试验中，故障点的排查，仍旧是通过安装大量的gil带电监测探头及试验时安排大量的监护人员来实现的。通常由于声音的传播较为分散，首次故障时，往往不能具体的判断gil或gis故障位置，要通过多次耐压试验，对被试设备进行反复击穿，才可有效的判断出故障点的大概范围，同时亦要通过对范围内各被试gil具体排气探查后，才可具体确定其故障位置。

由于gil耐压试验为破坏性试验，多次耐压试验有可能导致其余完好的被试品使用寿命迅速下降。同时由于不能快速的判断出故障位置，在故障点排查过程中，亦费时费力，对整个电力试验周期产生巨大影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种基于声波探测法的gil耐压试验故障点精确定位方法，旨在及早查询出故障点所在位置，提高试验效率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于声波探测法的gil耐压试验故障点精确定位方法，

确定分贝探测器安装数量；

将各个所述分贝探测器分别编号为a1、a2、a3、a4……an，并记录所述分贝探测器的分贝值；

预设分贝溢出值为k；

当gil发生故障时，记录当前时间为t；

采集时间t前后所有大于所述k值的分贝值及所述分贝值的时间节点，并将所述时间节点定义为t1、t2、t3、t4……tn，同时重新定义所述时间节点对应的分贝探测器的位置为f1、f2、f3、f4……fn；

根据f1、f2、f3、f4……fn显示分贝探测器位置分布图，并同步至gil现场布置图上；

根据公式△s＝v*△t，所述△t为|t-t1|、|t-t2|、|t-t3|、|t-t4|……|t-tn|，v为声音在空气传播的速度，计算出△s为d1、d2、d3、d4……dn；

以f1、f2、f3、f4……fn为圆心，对应的d1、d2、d3、d4……dn为半径画圆，n个圆的交点定义为j1、j2、j3、j4……jn，并将所述交点显示于gil现场布置图上；

交点分布最密集区域判断为gil故障点范围。

作为一种可选的实施方式，所述分贝探测器安装数量根据gil的气室来确定，每间隔两个气室放置一个所述分贝探测器。

作为一种可选的实施方式，所述分贝溢出值k的数值根据现场试验的背景分贝来确定，所述分贝溢出值k的数值比所述所背景分贝高20db。

作为一种可选的实施方式，所述时间t由安装在gil外壁上的时间抓取装置采集所得。

作为一种可选的实施方式，所述分贝探测器安装在gil附近5m以内的地面上。

作为一种可选的实施方式，所述时间t前后为时间t前后5秒以内。

作为一种可选的实施方式，所述分贝探测器的位置为坐标信息。

作为一种可选的实施方式，所述分贝探测器与后台时间同步系统连接，实时测量各个所述分贝探测器的分贝值。

作为一种可选的实施方式，所述后台时间同步系统为同步钟。

作为一种可选的实施方式，所述分贝探测器为分布式探测器。

本发明的有益效果为：

1、gil耐压试验过程中，若发生故障，可快速精准地定位故障位置，提高试验效率，为现场试验人员提供决策依据；

2、在故障点位置难以判断的情况下，本方法可有效减少gil内完好设备的被试次数；

3、可大量减少现场监护人员，降低试验成本；

4、可与在线监测探头配合使用，提高故障点判断精度；

5、可有效减少分贝探测器布置的数量，提升现场试验速率，降低试验成本。

附图说明

图1为本发明基于声波探测法的gil耐压试验故障点精确定位方法的流程图；

图2为本发明实施例的原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

如图1、2所示,本实施例提出了一种基于声波探测法的gil耐压试验故障点精确定位方法，其特征在于：

100、确定分贝探测器安装数量；

所述分贝探测器安装数量根据gil的气室来确定，可以每间隔两个气室放置一个所述分贝探测器，也可以间隔一个气室放置一个所述分贝探测器，所述分贝探测器的安装摆放数量仅仅是对定位的精度有影响，数量越多则精度越高，数量越少则精度越低，同时安装间隔也可以不完全一致，因为本发明并非要将分贝探测器的位置调整到间隔一致才能进行，故可有效减少所述分贝探测器布置的数量，提升现场试验速率，降低试验成本。

200、将各个所述分贝探测器分别编号为a1、a2、a3、a4……an，并记录所述分贝探测器的分贝值，具体地，所述分贝探测器与后台时间同步系统连接，实时测量各个所述分贝探测器的分贝值；

300、预设分贝溢出值为k；

400、当gil发生故障时，记录当前时间为t；

gil发生故障前的瞬间会发生击穿现象，而击穿会产生巨响，所以在gil外壁上安装时间抓取装置，当击穿发生时，振动通过gil外壁的金属进行传导，当振动到达时间抓取装置的时候，振动幅度超过阈值后会触发装置内的时间暂停模块，并记录下当前时间为t，另外，所述时间t除了可以是由安装在gil外壁上的时间抓取装置采集所得，还可以是其他的能够感知物体振动变化并截取时间点的装置，更优地，所述时间抓取装置设置在gil的中部，避免时间t延后过多，导致较大的误差。

500、采集时间t前后所有大于所述k值的分贝值及所述分贝值的时间节点，并将所述时间节点定义为t1、t2、t3、t4……tn，同时重新定义所述时间节点对应的分贝探测器的位置为f1、f2、f3、f4……fn；

所述时间节点对应的分贝探测器f1、f2、f3、f4……fn的数量必然小于或等于分贝探测器a1、a2、a3、a4……an，因为有一些分贝探测器因为距离和接收到的分贝过小的原因，没有大于k值而没有被筛选出来，所以重新对采集到的分贝探测器的位置进行定义，放弃掉没有探测到声波的分贝探测器和/或接收到的分贝没有超出k值的分贝探测器，继而将所述时间节点对应的分贝探测器的位置为f1、f2、f3、f4……fn作为系统后台运算的数据之一。

所述时间t前后为时间t前后5秒以内，亦即t值的±5s以内，最优值为时间t前后2秒以内，由于本发明的t值是由gil外壁金属传导并最终经时间抓取装置确定的，金属的传导速度达数千米/每秒，即便是那么快的传导速度仍不能认为爆炸的瞬间所述时间抓取装置就能采集到t值，因为gil的测试长度通常都为数公里，若爆炸的位置离所述时间抓取装置比较远，则肯定会产生误差，直接的体现就是时间t延后，若此时还是使用常识认为只应该采集爆炸后的声波，那么相对地，爆炸最开始、分贝最强的一些声波信号就会因为时间t的延后而被忽略，导致无法被采集。因为时间t是启动声波采集的关键，所以为了避免出现误差，故选用了采集时间t前后的声波数据的方案。时间t的采样频率和本发明中其他时间的采样频率相同，如下述的时间节点t1、t2、t3、t4……tn，所述采样频率取50hz以上。

600、系统后台根据f1、f2、f3、f4……fn显示分贝探测器位置分布图，并同步至gil现场布置图上；

在本实施例中，所述分贝探测器的位置f1、f2、f3、f4……fn通过计算机、平板电脑、手机、单片机等具有运算能力的设备，当然也具备数据传输能力，能够将系统后台运算获得的所述探头位置分布图同步传输至gil现场布置图上，给予现场试验的技术人员最直观的示意图，以便迅速查找到故障点。另外，所述gil现场布置图一般是手持式的移动终端，以便现场试验的技术人员能够手持gil现场布置图到达故障点进行排查。

700、根据公式△s＝v*△t，所述△t为|t-t1|、|t-t2|、|t-t3|、|t-t4|……|t-tn|，v为声音在空气传播的速度，计算出传播时间△s为d1、d2、d3、d4……dn；

如图2所示，800、以f1、f2、f3、f4……fn为圆心，对应的d1、d2、d3、d4……dn为半径画圆，n个圆的交点定义为j1、j2、j3、j4……jn，并将所述交点显示于gil现场布置图上；

900、交点分布最密集区域判断为gil故障点范围，交点分散的点判断为干扰。

所述分贝溢出值k的数值根据现场试验的背景分贝来确定，所述分贝溢出值k的数值比所述所背景分贝高20db。

所述分贝探测器安装在gil附近5m以内的地面上。

所述分贝探测器的位置为坐标信息，以地面为平面，取两个垂直的方向作为x、y方向，同时x、y方向和gil的长度比例必须提前输入系统后台，作为运算的基础，每一个所述分贝探测器都有一个坐标a1(x1,y1)、a2(x2,y2)、a3(x3,y3)、a4(x4,y5)……an(xn,yn)，经筛选后被重新定义的f1、f2、f3、f4……fn同样也有相同的坐标，作为系统后台运算的数据。

所述分贝探测器为分布式探测器，所述后台时间同步系统为同步钟，所用的分布式探测器和同步钟均可直接购置，并且为单独元件，无需产生成套设备，所取得数据通过后台运算上述的算式可直接求取结果。声波是一种连续的模拟信号，当声波信号被所述分贝探测器采集后，经过同步钟对各时间进行相同频率的离散采样，最终将所述系统后台所需的各种时间调整至同步。

更进一步地，本发明还可与gil原本就具有的在线监测探头配合使用，具体为，先使用所述在线监测探头对gil内部进行高频检测，大致判断故障点位置，再使用本发明的声波作准确定位，提高故障点判断精度。

如图2所示，本发明对上述的实施例进行具体的说明，假设gil试验后出现故障发生巨响，随即将分贝探测器a1-a5将收集到的分贝与预设的分贝溢出值k比较，记录大于k值的分贝探测器的时间节点，经过筛选后重新定义时间节点对应的分贝探测器的位置为f1-f4，根据公式△s＝v*△t计算出从巨响发生的瞬间到各分贝探测器接收到声波的距离d1-d4，根据f1-f4的具体位置作为圆心，以d1-d4作为f1-f4的半径画圆，四个圆由于相交出现了交点j1-j12，从图中可以看出，j1-j4的位置比较分散，而j5-j9、j10-j12的位置则相对集中，故可以判断j7-j9、j10-j12两个区域为故障点。图2仅仅对其中可能出现的一种定位情况进行描述，并非对上述分贝探测器的数量和/或位置的限定，更不是对“相对集中”的限定。

在gil耐压试验过程中，本方法通过采用声波探测范围交叉的原理，可快速定位故障位置，可快速精准地定位故障位置，提高试验效率，为现场试验人员提供决策依据，即便由于采集到的交点太过分散，在故障点位置难以判断的情况下，本方法仍可有效减少gil内完好设备的被试次数；可大量减少现场监护人员，降低试验成本。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。