[发明专利]基于特高频检测技术的GIS局部放电自动定位装置

说明书

技术领域

本发明属于电力系统GIS气体绝缘开关设备特高频局部放电定位技术领域，尤其涉及一种基于特高频检测技术的GIS局部放电自动定位装置。

背景技术

近年来，对GIS气体绝缘开关设备高压设备进行特高频局部放电带电检测已成为评估设备绝缘性能的重要手段，但只检测出局部放电信号的存在对于风险性评估和指导检修是远远不够的。对局部放电源进行精确定位，是设备检修所必不可少的步骤。

目前，常规GIS特高频局部放电检测仪均不具备局部放电定位功能，用户仅能根据“幅度比较法”来确定局部放电源的位置。这种定位方法可能导致完全错误的结论，原因在于：GIS内部对局部放电信号传输衰减的影响不仅仅是“距离”，GIS结构对其内部的局部放电信号传输衰减的影响更重要。对于不同的结构，可能会使得距离局部放电源近的传感器接收到的信号更小。

另外一个比较准确的方法就是采用高速采集示波器来计算局部放电源到达两个特高频局部放电传感器的时间差，进而计算局部放电源的位置，但这种方法需要人员全程操作示波器、找寻脉冲的起始位置和计算局部放电源的位置，但这种定位方式，需要对大量的数据进行统计计算，才能得出比较准确的局部放电源位置。对于间歇性的局部放电信号，操作人员需在现场等待放电信号的出现，才能进行局部放电源位置的定位。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种使用方便、定位精度高、效率高的基于特高频检测技术的GIS局部放电自动定位装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括特高频局部放电传感器、低衰减同轴电缆、数据采集单元和后台工控机，其结构要点特高频局部放电传感器的信号输出端口通过低衰减同轴电缆与数据采集单元的信号输入端口相连，数据采集单元的信号输出端口与后台工控机的信号输入端口相连。

所述特高频局部放电传感器接收辐射到GIS内部的高频电磁波，经数据采集单元的模数转换后，将数据经光纤传输至后台工控机，后台工控机计算任意两个特高频局部放电传感器接收到的脉冲信号时间差，通过对若干次定位结果的统计，显示出局部放电源离两个特高频局部放电传感器的距离。

作为一种优选方案，本发明所述特高频局部放电传感器采用频响范围为300～1500MHz的特高频局部放电传感器。

作为另一种优选方案，本发明所述数字采集单元由300～1500MHz带通滤波器、对数放大器及数字采集通道卡组成，数字采集通道卡的采样率为100MS/s。

作为另一种优选方案，本发明通过等长的20米同轴电缆将各特高频局部放电传感器连接至数字采集单元。

作为另一种优选方案，本发明所述定位的方法包括以下步骤。

1）对特高频局部放电信号进行同步信号采集。

2）对特高频局部放电传感器采集的信号起始脉冲进行确定。

3）根据两个传感器之间的时间差计算局部放电源的位置。

4）在采集时间内，根据两个传感器采集的进行局部放电信号，对所有采集的脉冲进行计算，统计局部放电源在两个传感器间的次数-距离分布图，得出局部放电源对距离的分布图。

作为另一种优选方案，本发明所述显示出局部放电源离两个特高频局部放电传感器的距离的方法为：选择两个检测到局部放电的传感器，通过该两个传感器的距离、脉冲在六氟化硫气体中的波速与光速的比值得到局部放电源离两个特高频局部放电传感器的距离。

作为另一种优选方案，本发明所述低衰耗同轴电缆采用在1GHz频点的衰减为0.13dB/米的低衰耗同轴电缆。

其次，本发明所述步骤3）根据两个传感器之间的时间差计算局部放电源的位置的计算方法为：在已知两个传感器之间距离的情况下，当局部放电源位于两个传感器之外时，两个传感器的到达时间差对应的信号传输距离等于两传感器的间距；当局部放电源位于两个传感器之间时，两个信号的到达时间差小于两传感器的间距，通过下列公式即计算出局部放电源到达较近传感器的距离；

D为两个特高频局部放电传感器之间的距离。

d为局部放电源至最近特高频传感器的距离。

t为局部放电信号到达两个特高频传感器之间的时间差。

另外，本发明所述特高频局部放电传感器、低衰减同轴电缆、数据采集单元和后台工控机设置在移动机柜内。

本发明有益效果。

本发明通过对局部放电信号的实时采集和处理，实现局部放电源位置在GIS中的自动定位。