一种GIS现场耐压试验击穿点定位方法及系统技术方案

本公开涉及一种GIS现场耐压试验击穿点定位方法及系统，所述方法包括步骤：将四个音频传感器进行部署在被试设备一侧，其中三个音频传感器共线，第四个音频传感器与其余三个不共线；获取四个音频传感器产生的信号，得到三组音频传感器的信号产生时延；所述三组音频传感器的信号产生时延满足线性无关；将获得的三组音频传感器的信号产生时延代入定位方程，通过求解由三个定位方程构成的定位方程组获得击穿点的位置。本公开采用四个音频传感器来进行击穿点的定位，具有定位准确、效率高的优点。所述系统基于所述方法实现，方便方法应用。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及GIS现场领域，具体地讲，涉及一种GIS现场耐压试验击穿点定位方法及系统。
技术介绍
气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear,GIS)是电网的关键设备，由于其具有体积紧凑、可靠性高的有点，近年来在现场得到了广泛应用。GIS往往需要在出厂时进行分装、分体进行运输，在现场进行组装的方式。这就对其现场试验提出了较高要求。耐压试验时GIS的现场例行试验，无论是工频耐压还是冲击耐压试验，都是GIS的现场必做试验。现场耐压试验中一旦GIS出现击穿，会产生声音、电磁等各种信号，由于现场GIS的规模都比较大，因此目前的手段难以及时发现其击穿点，往往是采用多次试验，靠人工听觉一步步发现击穿点，但这种方法单纯靠人的参与，效率极低，往往难以要靠数十次击穿才能发现击穿点。此外还有研究者提出了在GIS表面贴超声波传感器进行击穿点定位的方法，这种方法需要安装数十个传感器才能发现击穿点，效率极低。
技术实现思路
针对上述问题，本公开提出了利用四个音频传感器来进行击穿点的定位，具有定位准确、效率高的优点，且避免了现有方法传感器数量多、现场实施效率低的缺点。一种GIS现场耐压试验击穿点定位方法，所述方法包括下述步骤：S100、将四个音频传感器进行部署在被试设备一侧，其中三个音频传感器共线，第四个音频传感器与其余三个不共线；S200、获取四个音频传感器产生的信号，得到三组音频传感器的信号产生时延；所述三组音频传感器的信号产生时延满足线性无关；S300、将步骤S200中获得的三组音频传感器的信号产生时延代入定位方程，通过求解由三个定位方程构成的定位方程组获得击穿点的位置。根据上述方法，实现一种GIS现场耐压试验击穿点定位系统，所述系统包括四个音频传感器、采集模块、时延计算模块、定位模块：所述四个音频传感器被部署在被试设备一侧，其中三个音频传感器共线，第四个音频传感器与其余三个不共线；所述采集模块，用于：获取四个音频传感器产生的信号；所述时延计算模块，用于：根据所述采集模块获取的信号，计算得到三组音频传感器的信号产生时延；所述三组音频传感器的信号产生时延满足线性无关；所述定位模块，用于：将得到的三组音频传感器的信号产生时延代入相应的定位方程，通过求解由三个定位方程构成的定位方程组获得击穿点的位置。附图说明图1为一个实施例中的音频传感器部署示意图。具体实施方式为了在GIS现场耐压试验中准确发现击穿点，在一个实施例中，提供了一种GIS现场耐压试验击穿点定位方法。该方法利用GIS击穿时击穿点发出的声音满足可听声音的频率范围，即在范围20-20000Hz之内，在现场布置若干个音频传感器，利用音频传感器之间以及音频传感器与击穿点之间的几何关系实现击穿点的空间定位。若能获取击穿点产生的时刻，再利用远处的音频传感器记录击穿点声音从击穿点传播到该音频传感器的时刻，对击穿点进行三维空间定位至少需要3个音频传感器。而很难获取击穿点产生的时刻，因此可以通过传感器产生信号的时刻获取声音传播到两个音频传感器的时延，通过这种方式进行定位，至少需要4个音频传感器。本公开选择4个音频传感器实现定位，可以避免了现有方法传感器数量多、现场实施效率低的缺点。4个音频传感器的部署如图1所示，其中P为发生击穿点时的声源，S1-S4为四个音频传感器，对可听声音进行采集。图中三个音频传感器S2，S3，S4共线，S1与其余3个传感器不共线，且这四个音频传感器在GIS设备的同一侧，这样就可以保证对由S1、S2、S3、S4对GIS所在的一侧空间进行精确定位。四个传感器之间的距离以及四个传感器和GIS设备之间的距离，根据现场GIS的规模大小进行可任意调整，但应在音频传感器的有效范围内。利用四个音频传感器对同一个击穿点声源进行检测的方法是通过可听声音信号到达不同音频传感器的时延来完成定位。设第i个音频传感器Si的位置为(xi,yi,zi)，击穿点P的位置为(x,y,z)，击穿源P到第i个传感器Si的传播时间为ti： t i = ( x - x i ) 2 + ( y - y i ) 2 + ( z - z i ) 2 v ]]>设第j个音频传感器Sj的位置为(xj,yj,zj)，则第j个音频传感器Sj的传播时间为tj： t j = ( x - x j ) 2 + ( y - y j ) 2 + ( z - z j ) 2 v ]]>则关于第i个音频传感器和第j个音频传感器的定位方程可表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GIS现场耐压试验击穿点定位方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：S100、将四个音频传感器进行部署在被试设备一侧，其中三个音频传感器共线，第四个音频传感器与其余三个不共线；S200、获取四个音频传感器产生的信号，得到三组音频传感器的信号产生时延；所述三组音频传感器的信号产生时延满足线性无关；S300、将步骤S200中获得的三组音频传感器的信号产生时延代入定位方程，通过求解由三个定位方程构成的定位方程组获得击穿点的位置。

【技术特征摘要】
1.一种GIS现场耐压试验击穿点定位方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：S100、将四个音频传感器进行部署在被试设备一侧，其中三个音频传感器共线，第四个音频传感器与其余三个不共线；S200、获取四个音频传感器产生的信号，得到三组音频传感器的信号产生时延；所述三组音频传感器的信号产生时延满足线性无关；S300、将步骤S200中获得的三组音频传感器的信号产生时延代入定位方程，通过求解由三个定位方程构成的定位方程组获得击穿点的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：优选的，设第i个音频传感器Si的位置为(xi,yi,zi)，第j个音频传感器Sj的位置为(xj,yj,zj)，击穿点P的位置为(x,y,z)，则所述S300所述定位方程为： ( x - x i ) 2 + ( y - y i ) 2 + ( z - z i ) 2 - ( x - x j ) 2 + ( y - y j ) 2 + ( z - z j ) 2 = v × t i j ]]>式中：v是可听声音信号的传播速度；tij是第i个音频传感器相对第j个音频传感器的信号产生时延。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第i个音频传感器相对第j个音频传感器的信号产生时延的获取方法包括下述步骤：S301、使用示波器对音频传感器产生的信号进行采集并显示；S302、读取每个音频传感器信号的第一个峰值脉冲的时刻Ti，i＝1,2,3,4；S303、根据下式计算第i个音频传感器相对第j个音频传感器的信号产生时延：tij＝T...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军浩，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61