CN101344568B - 放电故障定位系统以及定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种放电故障定位装置、定位系统以及定位方法。该放电故障定位装置包括电源、震动传感器、触发器以及报警器，所述的震动传感器，用于检测震动信号，并将所检测到的震动信号转换为电信号；所述的触发器，接收到上述震动传感器的电信号，接通报警回路；所述的报警器，用于在报警回路接通后发出警报信号；所述的电源，用于向上述震动传感器、触发器以及报警器供电。所述的报警器为发声元件、发光元件和无线信号发射元件中的至少一种。该放电故障定位装置适合现场环境的不确定性能够准确定位，具有可靠性高、性能稳定的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种电气检测领域的故障定位技术，特别是涉及一种在组合电气或者罐式电气设备耐压试验中应用的放电故障定位装置、定位系统以及定位方法。
背景技术
在电力输变系统中，交流耐压试验是检验一次电力设备绝缘是否良好的最重要手段。在对GIS(组合电气)和罐式断路器耐压试验中，由于气室内绝缘不良或气室内有杂质，在耐压试验时会发生放电击穿，并伴随声音和罐体震动。由于进行耐压试验的设备气室众多，单凭放电声音和经验很难准确确定发生放电的气室，经常是通过人工逐个气室检查，最终找到发生放电的气室。这就极大地增加了劳动工时，加大了试验的人力和物力投入，降低了工作效率，同时也对罐体内的FS6(六氟化硫)气体造成了浪费。
另外，人工检查法是通过放电产生的声音来判断放电的位置，当放电声音在GIS罐体内传导，整条母线都会有放电声音，极易出现人为的误判情况，难以十分准确地判断放电的气室，这就大大地影响了试验效率和工程进度。
开发能准确检测被测设备试验过程中发生放电部位的智能化装置就显得尤为必要。开发智能化的检测设备，对于提高工作效率，降低劳动强度，减少SF6气体的排放和对大气造成的污染，具有十分积极的现实意义。
有鉴于上述现有的人工检查放电故障位置的技术存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的放电故障定位装置以及定位系统，能够改进一般现有的放电故障定位装置以及定位系统，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的放电故障定位技术存在的缺陷，而提供一种新的放电故障定位装置、定位系统以及定位方法，所要解决的技术问题是使其能够准确定位发生放电故障的位置，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种放电故障定位装置，包括电源、震动传感器、触发器以及报警器，所述的震动传感器，用于检测震动信号，并将所检测到的震动信号转换为电信号；所述的触发器，接收到上述震动传感器的电信号，接通报警回路；所述的报警器，用于在报警回路接通后发出警报信号；所述的电源，用于向上述震动传感器、触发器以及报警器供电。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的放电故障定位装置，其中所述的报警器为发声元件、发光元件和无线信号发射元件中的至少一种。
优选的，前述的放电故障定位装置，其中所述的无线信号发射元件与所述的发光元件和/或发声元件并联或者串联。
优选的，前述的放电故障定位装置，其中所述的震动信号包括：水平方向的震动和/或垂直方向的震动。
优选的，前述的放电故障定位装置，其中所述的震动传感器具有灵敏度调节功能。
优选的，前述的放电故障定位装置，其中所述的触发器为可控硅触发器。
优选的，前述的放电故障定位装置，其还包括磁块或者真空吸盘，用于将该放电故障定位装置吸附在被测设备的外壁。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种放电故障定位系统，其包括：多个上述的放电故障定位装置，每个放电故障定位装置具有唯一的身份代码，其中的无线信号发射元件所发出的无线信号包含身份代码信息；以及集成控制器，包括：无线信号接收元件，用于接收放电故障定位装置中无线信号发射器所发出的信号；判断元件，根据接收到的无线信号，得到该无线信号中所包含的身份代码；及显示元件，根据判断元件所得到的身份代码，确定发出该无线信号的放电故障定位装置。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种放电故障定位方法，包括以下步骤：检测发生放电故障时被测设备所产生的机械震动；将上述机械震动转换为电信号；该电信号触发报警设备工作，发出持续的报警声音、报警光线或者发射无线信号。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的放电故障定位方法，其中所述的无线信号包含有报警设备的身份信息；解析该无线信号并得到报警设备的身份信息，从而确定发生放电故障的被测设备的位置。
结合现场耐压试验的实际需要，借由上述技术方案，本发明放电故障定位装置、定位系统以及定位方法至少具有下列优点：
在应用本发明的技术方案的耐压试验中，一旦发生放电故障，将导致被测试设备发生震动，该震动会造成放电故障定位装置发出持续的报警声音，或者持续(或者闪动)的发光。从而，试验人员可以准确确定发生放电故障的设备的位置，避免了人工检查放电故障位置的大量劳动，提高了工作效率。同时，其可以避免逐个检查被测试设备，避免了罐体内的FS6(六氟化硫)气体的浪费。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的放电故障定位装置的结构框图。
图2是本发明较佳实施例的放电故障定位装置的电路原理图。
图3是本发明另一较佳实施例的放电故障定位装置的结构框图。
图4是本发明又一较佳实施例的放电故障定位装置的结构框图。
图5是本发明较佳实施例的放电故障定位系统的构成示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的放电故障定位装置以及定位系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1和图2所示，图1本发明较佳实施例的放电故障定位装置的结构框图，图2是本发明较佳实施例的放电故障定位装置的电路原理图。该放电故障定位装置主要包括：震动传感器10、电源20、触发器30以及报警器40。
所述的震动传感器10，用于检测震动信号，并将所检测到的震动信号转换为电信号。优选的，该实施例中，所述的震动信号包括水平方向的震动和/或垂直方向的震动。由于进行耐压试验时，放电故障定位装置一般设置在被测试设备的侧壁上，发生放电时，该侧壁发生水平方向的震动，所以选择对水平震动敏感的震动传感器。当放电故障定位装置被设置在被测试设备的顶部或者底部时，选择对垂直方向的震动敏感的震动传感器。较佳的，选择具有灵敏度调节功能的震动传感器应用于本发明的放电故障定位装置上，可以根据具体试验情况进行灵敏度调节，从而使该放电故障定位装置具有更广泛的应用范围。
所述的触发器30，用于接收上述震动传感器10的电信号，并接通报警回路。如图2所示，本实施例采用可控硅作为触发器，其接收到震动传感器的电信号后接通，使报警器40与电源20形成闭合回路，从而报警器进行工作，发出报警声音和报警光(闪光或者持续发光)。
所述的报警器40，用于在报警回路接通后发出警报信号。该报警器40为发声元件42(例如喇叭或者压电陶瓷扬声器)、发光元件41(例如为灯，或者发光二极管)和无线信号发射元件43中的至少一种。较佳的，如图3所示，可以将发声元件42和发光元件41串联，从而可以同时进行声光报警，便于工作人员准确定位。如图4所示，也可以将无线发射元件43与发声元件42和发光元件41并联或者串联，在进行声光报警的同时，发出无线信号，将发生放电故障的位置报告给远程的控制系统，从而可以在远程就可以判断出发生放电故障的设备。所述的电源20，用于向上述震动传感器10、触发器30以及报警器40供电。
较佳的，本发明的放电故障定位装置，还包括复位开关(图2中的元件K1)，其作用在于可以使报警器40复位。例如，当试验人员找到了该定位装置，可以通过该复位开关关闭报警器40，使该放电故障定位装置处于非报警状态，以便进行下一次的检测。
本发明的放电故障定位装置的原理是，利用被测试罐体放电产生的震动信号，采用传感器将振动信号的机械能转化为电能(以压电陶瓷片提取振动信号，辅以运放电路，得到可供电路应用的电平信号)，从而捕获该放电信号；然后以信号采集模块(运放进行信号采集和放大)进行信号变换，转换成可供识别的电信号；再经过信号调理模块(以信号采集模块输出的信号驱动可控硅的触发极，控制可控硅的通断)，进而控制相应的信号指示和报警模块。同时在检测模块中还设有可供调节传感器灵敏度和输出脉冲宽度的辅助电路(主要是可调电阻和电容)，在报警、显示电路中报警指示信号和声音提示信号的强弱也是可调的(串联相应阻值的电位器)。
图2所示的是实现本发明放电故障定位装置的电路原理图。当发生放电过程时，震动传感器10检测被测试设备的震动并输出低电平信号，三极管Q1基极输出低电平，三极管Q1、Q2导通。三极管Q2导通触发无线数传模块(无线信号发射元件)和可控硅SCR；无线数传模块工作，发出无线通讯信号，通知上位机管理系统报告该被测试设备内发生放电过程。可控硅SCR触发导通，指示灯lamp和喇叭speaker回路上电，指示灯亮，喇叭响发出报警信号。开关K1负责接通、关断指示灯和喇叭回路的作用；开关K2负责通、断电源；电容C1起滤波的作用。
较佳的，本发明的放电故障定位装置，还包括设置在外壳上的磁块或者真空吸盘，用于将该放电故障定位装置吸附在被测设备的外壁。
本发明还提出一种放电故障定位系统，该定位系统可以在远程对发生放电故障的设备进行定位，从而可以不用在现场就可以准确知道发生放电故障的设备。该放电故障定位系统包括多个放电故障定位装置1以及集成控制器2。每个放电故障定位装置具有唯一的身份代码，每个放电故障定位装置包括震动传感器10、电源20、触发器30以及报警器40，特别的，所述的报警器至少包括无线信号发射元件。可采用上述实施例中具有无线信号发射功能的放电故障定位装置。该放电故障定位系统在使用时，当发生放电故障，被测试设备的壳体产生震动，该系统进行报警，无线信号发射元件所发出的无线信号包含身份代码信息。所示的集成控制器2包括：无线信号接收元件21，用于接收放电故障定位装置中无线信号发射器所发出的信号；判断元件22，根据接收到的无线信号，得到该无线信号中所包含的身份代码；及显示元件23，根据判断元件所得到的身份代码，确定发出该无线信号的放电故障定位装置，从而确定设置该放电故障定位装置的设备发生了放电。
本发明还提出一中放电故障定位方法，是采用上述的放电故障定位装置或者放电故障定位系统应用于GIS(组合电气)和罐式断路器耐压试验中。由于在上述试验时，一旦设备发生放电故障，将产生强烈的震动，尤其是设备的壳体震动很明显。所以，在进行电气设备的耐压试验时，通过检测被测设备的发生的一定强度的机械震动，就可以检测到该设备是否发生了放电故障。该放电故障定位方法包括，在被测试设备的壳体外壁设置放电故障定位装置。被测试设备发生放电故障时，该装置可以检测到被测试设备所产生的机械震动。根据检测到的机械震动，产生电信号。该电信号触发报警设备，从而发出报警声音、报警光线或者发射无线信号。试验人员搜寻报警声音或者报警光线，即可以找到发生放电故障的电气设备。当放电故障定位装置具有无线信号发射功能时，在发生放电故障时，可以发射无线信号，无线信号包含有报警设备的身份信息；解析该无线信号并得到报警设备的身份信息，从而确定发生放电故障的被测设备的位置。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种放电故障定位系统，其特征在于其包括集成控制器和多个放电故障定位装置，每个放电故障定位装置具有唯一的身份代码；
所述的放电故障定位装置包括电源、震动传感器、触发器以及报警器，
所述的震动传感器，用于检测震动信号，并将所检测到的震动信号转换为电信号；
所述的触发器，接收到上述震动传感器的电信号，接通报警回路；
所述的报警器，用于在报警回路接通后发出警报信号；
所述的电源，用于向上述震动传感器、触发器以及报警器供电；
所述的报警器至少包括无线信号发射元件，该无线信号发射元件发出的无线信号中包含所述的身份代码信息；
所述的集成控制器包括：
无线信号接收元件，用于接收放电故障定位装置中无线信号发射元件所发出的无线信号；
判断元件，根据接收到的无线信号，得到该无线信号中所包含的身份代码；及
显示元件，根据判断元件所得到的身份代码，确定发出该无线信号的放电故障定位装置。
2.根据权利要求1所述的放电故障定位系统，其特征在于所述的报警器还包括发声元件和发光元件中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的放电故障定位系统，其特征在于其中所述的无线信号发射元件与所述的发光元件和/或发声元件并联或者串联。
4.根据权利要求1所述的放电故障定位系统，其特征在于其中所述的触发器为可控硅触发器。
5.根据权利要求1所述的放电故障定位系统，其特征在于所述的放电故障定位装置还包括磁块或者真空吸盘，用于将该放电故障定位装置吸附在被测设备的外壁。
6.一种放电故障定位方法，其特征在于其采用权利要求1-5任一项所述的放电故障定位系统进行定位，该方法包括以下步骤：
放电故障定位装置检测发生放电故障时被测设备所产生的机械震动；
根据上述机械震动产生为电信号；
该电信号触发报警设备工作，发射无线信号，该无线信号包含有该放电故障定位装置身份代码信息；
集成控制器接收并解析该无线信号并得到放电故障定位装置的身份信息，从而确定发生放电故障的被测设备的位置。
7.根据权利要求6所述的放电故障定位方法，其特征在于所述的电信号触发报警设备工作时，还包括发出持续的报警声音和报警光线的至少一种。
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