基于隔离开关操作状态的GIS内部缺陷在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术属于GIS/GIL内缺陷检测领域，公开了基于隔离开关操作状态的GIS内部缺陷在线监测系统，本实用新型专利技术通过超声传感器、脉冲电流传感器和光学传感器组成多源物理信号联合检测装置，能够对GIS设备的内部缺陷进行极为全面、有效和可靠的检测，本实用新型专利技术的多源物理信号联合检测装置能够与隔离开关的操作状态相关联，可在隔离开关操作后缺陷发生强局部放电时进行大规模、高分辨率的信号的采集。高分辨率的信号的采集。高分辨率的信号的采集。

【技术实现步骤摘要】
基于隔离开关操作状态的GIS内部缺陷在线监测系统


[0001]本技术属于GIS/GIL内缺陷检测领域，具体涉及基于隔离开关操作状态的GIS内部缺陷在线监测系统。

技术介绍

[0002]运行经验表明，GIS设备内部绝缘故障的发生均呈现出突发性，即在贯穿性放电发生之前可检测的信号很微弱，难以在放电故障前被发现和提前预警，而该现象的主要原因是：工频电压下GIS等SF6类气体绝缘设备内部缺陷的放电呈“0
‑
1”特征，即在贯穿性放电之前，缺陷诱发的局部放电等信号极其微弱，而在临近击穿时，局部放电强度骤增，且迅速发展至击穿，缺陷放电发展规律呈现出“阶跃状”。
[0003]除了由于SF6放电呈“0
‑
1”特征之外，运行环境的背景信号的强干扰以及高成本的大规模信号采集与快速存储技术，均限制了一般的GIS缺陷检测系统在长期运行中进行大规模、高分辨率的缺陷局放信号采集的技术，使得目前检测系统中缺少大量重要数据的有效挖掘与分析，导致现阶段GIS突发性故障预警的困难，严重影响电力系统的安全可靠运行。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服上述不足，提供基于隔离开关操作状态的GIS内部缺陷在线监测系统，从而降低GIS设备故障率，提升电力系统运行安全性和可靠性。
[0005]为了达到上述目的，本技术包括：
[0006]GIS设备，GIS设备连接超声传感器、脉冲电流传感器和光学传感器，超声传感器、脉冲电流传感器和光学传感器均连接信号采集装置，信号采集装置连接信号转换处理装置，信号转换处理装置连接上位机；
[0007]采集装置控制模块，采集装置控制模块连接GIS设备和信号采集装置。
[0008]超声传感器固定在GIS设备的壳体外表面。
[0009]脉冲电流传感器和光学传感器均内置于GIS设备气室内。
[0010]超声传感器为压电式传感器。
[0011]脉冲电流传感器为电流互感器。
[0012]信号采集装置为高速数据采集卡。
[0013]高速数据采集卡的参数包括采样率和采样时间。
[0014]光学传感器采用内置式光导结构传感器。
[0015]信号转换处理装置包括模数转换器、滤波器和放大器，模数转换器连接信号采集装置和滤波器，滤波器连接放大器，放大器连接上位机。
[0016]上位机采用数字信号处理器。
[0017]与现有技术相比，本技术通过超声传感器、脉冲电流传感器和光学传感器组成多源物理信号联合检测装置，能够对GIS设备的内部缺陷进行极为全面、有效和可靠的检
测，本技术的多源物理信号联合检测装置能够与隔离开关的操作状态相关联，可在隔离开关操作后缺陷发生强局部放电时进行大规模、高分辨率的信号的采集。
附图说明
[0018]图1为本技术的系统图；
[0019]其中，1、GIS设备；2、超声传感器；3、脉冲电流传感器；4、光学传感器；5、信号采集装置；6、采集装置控制模块；7、信号转换处理装置；8、上位机。
具体实施方式
[0020]下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0021]参见图1，本技术包括GIS设备1，GIS设备1连接超声传感器1、脉冲电流传感器3和光学传感器4，超声传感器1、脉冲电流传感器3和光学传感器4均连接信号采集装置5，信号采集装置5连接信号转换处理装置7，信号转换处理装置7连接上位机8；
[0022]采集装置控制模块6，采集装置控制模块6连接GIS设备1和信号采集装置5。
[0023]超声传感器1固定在GIS设备1的壳体外表面。
[0024]脉冲电流传感器3和光学传感器4均内置于GIS设备1气室内，如铁磁线圈，可根据测量需求安装在GIS设备不同部位的地线上，其灵敏度和量程可以根据GIS设备不同部位、不同类型缺陷的局放信号特性来选择，包括局放信号的频率、幅值等。
[0025]超声传感器2为压电式传感器，灵敏度和量程可以根据GIS不同部位、不同类型缺陷的局放信号特性来选择，包括局放信号的频率、幅值等。
[0026]脉冲电流传感器3为电流互感器。
[0027]信号采集装置5为高速数据采集卡，高速数据采集卡的参数包括采样率和采样时间，采集卡的采样频率和采样时间由GIS设备1中隔离开关操作状态决定，即：隔离开关未操作时，各信号采集装置选择低采样率；隔离开关即将操作前，各信号采集装置选择高采样率。
[0028]光学传感器4采用内置式光导结构传感器，如电光晶体，通过法兰固定在GIS不同部位壳体内壁，其灵敏度和量程可以根据GIS不同部位、不同类型缺陷的局放信号特性来选择，包括局放信号的频率、幅值等。
[0029]信号转换处理装置7包括模数转换器、滤波器和放大器，模数转换器连接信号采集装置5和滤波器，滤波器连接放大器，放大器连接上位机8。信号转换处理装置7对收到的信号进行预处理，输出上位机8所需要的信号。
[0030]上位机8采用数字信号处理器，例如为一工业级计算机，计算机中安装专业的GIS内部缺陷在线监测程序，可对采集的信号进行实时处理、分析和存储等。
[0031]GIS设备1中的断路器未动作时，超声传感器1、脉冲电流传感器3和光学传感器4持续采集GIS设备1中各关键部分的声音信号，包括断路器、隔离开关和母线，并将声音信号发送至信号采集装置5，信号采集装置5在低性能工作模式，采用低采样率和采样时间等；隔离开关即将操作前，发出隔离开关操作触发信号至采集装置控制模块6，采集装置控制模块6
控制信号采集装置5提高采样率和采样时间来捕捉隔离开关操作前后特征信号，直至有效信号的消失。由于VFTO衰减速度极快，因此需在隔离开关操作前一段时间内便发出触发信号，用以激励信号采集装置，以减小触发信号延迟效应对信号采集的影响。
[0032]最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0033]以上只通过说明的方式描述了本技术的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本技术的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本技术权利要求保护范围的限制。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于隔离开关操作状态的GIS内部缺陷在线监测系统，其特征在于，包括：GIS设备(1)，GIS设备(1)连接超声传感器(2)、脉冲电流传感器(3)和光学传感器(4)，超声传感器(2)、脉冲电流传感器(3)和光学传感器(4)均连接信号采集装置(5)，信号采集装置(5)连接信号转换处理装置(7)，信号转换处理装置(7)连接上位机(8)；采集装置控制模块(6)，采集装置控制模块(6)连接GIS设备(1)和信号采集装置(5)。2.根据权利要求1所述的基于隔离开关操作状态的GIS内部缺陷在线监测系统，其特征在于，超声传感器(2)固定在GIS设备(1)的壳体外表面。3.根据权利要求1所述的基于隔离开关操作状态的GIS内部缺陷在线监测系统，其特征在于，脉冲电流传感器(3)和光学传感器(4)均内置于GIS设备(1)气室内。4.根据权利要求1所述的基于隔离开关操作状态的GIS内部缺陷在线监测系统，其特征在于，超声传感器(2)为压电式传感器。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛博，杨鼎革，郭子豪，韩彦华，蒲路，毛辰，任双赞，杨传凯，郝东新，刘晶，王荆，吴昊，郭璨，王辰曦，张晓兰，李文慧，师愉航，高健，徐丹，唐子卓，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：