[实用新型]GIS交流耐压试验放电故障定位系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种GIS故障定位系统，具体涉及一种GIS交流耐压试验放电故障定位系统。属于电气设备的交接、预防性试验技术领域。

背景技术

气体绝缘金属封闭开关设备（Gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS）因具有占地面积少、受外界环境干扰小、检修周期长、运行维护工作量小等特点，其在电力系统中的装用量不断增加。但GIS在运输、安装等过程中存在诸多使其产生内部绝缘缺陷的因素，交流耐压试验是GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》规定的GIS交接、投运前检查其绝缘性能是否良好，验证其是否存在各种故障隐患的必要试验项目。

在现场实践中，GIS存在内部缺陷而在交流耐压试验中发生放电击穿时，击穿瞬间完成，为查找故障气室，常采用多次变换GIS接线方式并在该接线方式下进行耐压试验的方法。虽然该方法在一定条件下能够查找故障气室，但在变换GIS接线方式时需多次反复操作断路器和隔离开关，费时费力，而且，多次的耐压试验对其他无故障气室的绝缘系统也极为不利，甚至会造成伤害；同时，受GIS结构设计、安装布置和故障部位的影响，该方法有时难以奏效。而当前提出的GIS局部放电检测系统及方法主要针对运行中GIS存在的局部放电信号，该局部放电信号具有持续性、周期性特点，它不同于GIS交流耐压试验瞬时完成的放电击穿。

目前对于GIS局部放电的在线监测，多采用超高频局部放电检测方法，但是由于超高频信号的频率较高，需要检测的信号频谱覆盖300MHz～1.5GHz，因此若通过采集超高频的原始信号，需要大大提高系统的采样频率和采样深度，增加了系统成本和系统集成难度，难以进行普及推广。目前对于超高频信号还有采用脉冲检波的检测方法，将高频振荡信号调理为低频脉冲信号，这种信号处理方法丢失了局放信息，不便于后续进行分形。

另外也有采用基于振动信号频谱分析的GIS在线监测系统，该系统在GIS壳体外表面X、Y和Z方向分别布置振动传感器，通过分析振动信号频谱特征，计算特征频率处的能量，以判定GIS故障。该方法使用了频谱结果，根据大于某一阈值的频谱来判断GIS故障，在分析过程中丢失原始信号的时域特征，不能对局放源做具体的定位分析。

现有的信号采集系统是：单点信号采集器的数据结果单独传输到信号处理服务器上，在需要多点信号采集的情况下，导致系统接线大大增加，现场安装困难。现有的局部放电检测系统及方法不能适应GIS交流耐压放电故障检测和定位的要求。

发明内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种GIS交流耐压试验放电故障定位系统，能够有效获取GIS交流耐压试验放电故障信号，并能准确定位放电气室。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种GIS交流耐压试验放电故障定位系统，它包括：

一信号处理服务器，用于分析局放信号，提取放电脉冲信号，判断局放源的位置，并评估局部放电的严重程度；

若干个超声传感器，分散固定于GIS壳体的外表面，用于超声检测法获取GIS内部的放电故障信号；以及

若干个采用单根数据总线级联的信号采集器，分别连接至超声传感器，且一端的信号采集器连接至信号处理服务器，用于对来自超声传感器的信号进行信号放大和采集，保存故障信号，并将数据结果传输到信号处理服务器。

所述信号采集器之间以及信号采集器与信号处理服务器之间均通过光纤线缆实现数据通讯；GIS在进行耐压试验时，在内部产生放电故障的时候可能会在外壳上产生瞬间感应电压，对测试设备有潜在的危险影响，因此各个信号采集点之间数据通讯采用光纤线缆作为传输介质。

所述超声传感器与信号采集器一体化连接，整体组装，方便现场安装和拆卸。

所述信号处理服务器包括数据诊断分析系统，该系统包括依次连接的数据传输模块、上位机、局放信号处理模块和数据处理模块；所述数据传输模块通过光纤线缆与信号采集器连接，所述局放信号处理模块包括依次连接的FIR滤波器、滤波器I、滤波器II。利用滤波器I实现FFT滤波计算，利用滤波器II实现小波滤波计算。

所述超声传感器的检测频带为20kHz～300kHz，超声传感器通过真空硅脂粘贴于GIS壳体的外表面，所述真空硅脂的厚度为1mm；因为超声波在空气中迅速衰减，介于超声传感器及其附着表面间的任何小气隙都可能造成无法有效测量超声波信号，因此需要将1mm厚真空硅脂敷于安装表面并应确保硅脂层内不含气泡，以确保接触面平整及无杂质。