[发明专利]气体绝缘封闭式组合电器异响监测方法及装置

说明书

本发明公开了一种气体绝缘封闭式组合电器异响监测方法及装置。本发明的方法包括：对声源模块发出的声音数据进行采集；对采集到的声音数据进行异常声源定位，并将其可视化；提取异常声源数据特征参数，计算其声压级和高频能量占比，相较于设定的阈值范围判定设备的运行状况。本发明具有测量速度快，计算效率高，分辨率好，适宜中长距离测量，对稳态、瞬态声源定位精度高以及不需要人工过多参与设备的安全检测的优点，可识别GIS的早期故障，预防设备缺陷进一步恶化，提升GIS设备的运维管理能力，可促进多元融合高弹性电网的建设。

技术领域

本发明涉及电力行业噪声振动信号采集分析领域，具体地说是一种气体绝缘封闭式组合电器异响监测方法及装置。

背景技术

GIS凭借其系统性强、集成度高、占地面积小、可靠性好等特点已广泛应用于各个电网系统中。但当前GIS的安全监测水平与电网系统的快速发展之间存在较大矛盾。随着电力系统密度的增大，GIS的故障率呈增大趋势。

GIS在电磁应力、机械振动传递的作用下，或者由于固有机械特性的改变，缺陷位置会产生异常的振动，并发出不同于设备正常运行时的异常振动及声音，因此可以根据该信号作为缺陷定位、诊断的依据，且该方法属于非接触式检测，与设备相互独立，不受电磁环境干扰。

GIS机械故障通常由壳体内部缺陷引发，且缺陷初期不会引发放电性故障和过热故障，而目前已投入使用的GIS缺陷定位、故障检测的方法多针对上述故障，但是对于GIS早期故障(内部故障缺陷)缺少有效的检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种气体绝缘封闭式组合电器异响监测方法和装置，以识别GIS的早期故障，预防设备缺陷进一步恶化。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：气体绝缘封闭式组合电器异响监测方法，其包括以下步骤：

步骤一、对声源模块发出的声音数据进行采集；

步骤二、对采集到的声音数据进行异常声源定位，并将其可视化；

步骤三、提取异常声源数据特征参数，计算其声压级和高频能量占比，相较于设定的阈值范围判定设备的运行状况；

步骤四、对步骤二和步骤三得到的判断信息进行显示、储存以及提醒。

声压级：用来衡量GIS辐射的声音大小，是所有与声音有关状态或缺陷的直接反映。特别是出现瞬态信号时，该瞬间信号的声压级较大。

L_p表示声压级，p_e表示检测对象声压有效值，p_ref表示标准声压。

高频能量占比：当GIS出现缺陷时，辐射出的信号在高频部分(3000Hz以上)会出现谐波，该情况下高频能量占比高于正常时的能量占比。

E_ratio表示高频能量占比，E_H表示检测对象高频能量，E_G表示检测对象总能量。

利用声压级和高频能量占比数据与设定的阈值进行比较，则可以反映GIS是否出现缺陷。不同参数的数值变化范围不同，通过对每个参数设置注意、异常阈值对GIS当前的健康状态进行评估，进而发出预警评估。

进一步地，所述步骤一中采集GIS运行声信号采用的是远场声源信号模型，

式中，r为声源与传声器阵列中心的距离，L为各传声器之间的间距，λ为声信号的波长；