CN105974277B - 一种用于长母线gis现场耐压试验中击穿点定位的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于长母线GIS现场耐压试验中击穿点的定位方法，该方法利用一个GIS内置的特高频传感器接收特高频电磁波信号作为时间基准，采用两个并排布置在GIS外部的音频传感器接收GIS击穿时产生的可听音频信号，利用两路音频传感器和特高频传感器之间的时间差计算GIS击穿点与音频传感器之间的距离；比较两路音频传感器的时间差确定击穿点的具体位置。本发明的方法具有使用传感器少、易于现场操作的优点。

Description

一种用于长母线GIS现场耐压试验中击穿点定位的方法
技术领域
本发明涉及高电压与绝缘技术领域，具体涉及一种长母线GIS现场耐压试验中击穿点定位的方法。
背景技术
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。特别是对于我国西北地区常见的长母线GIS，其长度往往达到近千米，此时采用常规的GIS表面贴传感器的方法往往更难以现场实施，因此针对长母线GIS，需要一种更为便捷的击穿点定位方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种长母线GIS现场耐压试验中的击穿点定位方法，该方法利用一个其内置的特高频传感器和两个外置的音频传感器进行定位，具有使用传感器少，现场操作便捷的优点。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一种用于长母线GIS现场耐压试验中击穿点定位的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)在被试GIS内部布置内置式特高频传感器；
(2)在平行于被试GIS的位置布置外置式音频传感器S1和外置式音频传感器S2，两者之间的距离及其与被试GIS之间的距离相等；
(3)进行耐压试验，当击穿点在耐压试验中辐射产生可听音频信号时，也会产生特高频电磁波信号；特高频电磁波信号以光速传播，其速度远大于声音在空气中的传播速度，则内置式特高频传感器接收到所述特高频电磁波信号的时间即为击穿所发生的时间；此时外置式音频传感器S1接收到音频信号与内置式特高频传感器接收到所述特高频电磁波信号之间的时间差为t1，外置式音频传感器S2接收到音频信号与内置式特高频传感器接收到所述特高频电磁波信号之间的时间差为t2；
(4)确定击穿点的相对位置：比较t1和t2，当t1大于t2时，击穿点位于外置式音频传感器S1和外置式音频传感器S2的中线的右边，当t1小于t2时，击穿点位于所述中线的左边，当t1和t2相等时，击穿点位于所述中线上。
(5)计算击穿点的具体位置：声音在空气中的传播速度为v，以内置式特高频传感器接收到所述特高频电磁波信号的时刻为零时刻，则击穿点距离外置式音频传感器S1和外置式音频传感器S2的距离分别为v*t1和v*t2，则可根据上述计算得到的距离及步骤(4)确定的击穿点的相对位置确定击穿点的具体位置。具体计算方法为：
当t1大于t2时，击穿点位于外置式音频传感器S1和外置式音频传感器S2中线的右边，且击穿点与所述中线的距离L1为：
当t1小于t2时，击穿点位于外置式音频传感器S1和外置式音频传感器S2中线的左边，且击穿点与所述中线的距离L1为：
式中，v为声音在空气中的传播速度，t1和t2分别为外置式音频传感器S1和S2接收到的音频信号与内置式特高频传感器接收到所述特高频电磁波信号之间的时间差，L为外置式音频传感器到GIS的距离。其中，外置式音频传感器S1和外置式音频传感器S2之间的距离一般为被试GIS长度的1/10。
本发明的方法利用一个GIS内置的特高频传感器接收特高频电磁波信号作为时间基准，采用两个并排布置在GIS外部的音频传感器接收GIS击穿时产生的可听音频信号，利用两路音频传感器和特高频传感器之间的时间差计算GIS击穿点与音频传感器之间的距离；比较两路音频传感器的时间差确定击穿点的具体位置。
本发明的效果是：将长母线GIS看作一个直线，采用一个内置式特高频传感器和两个外置音频传感器进行GIS耐压试验时击穿点的定位，具有使用传感器少、便于现场实施的优点。
附图说明
图1为本发明定位长母线GIS现场耐压试验中的击穿点位置的线路连接示意图；
图中，1、被试GIS，其为长母线GIS，在本发明中视为直线；2、GIS内置式特高频传感器；3、外置音频传感器S1；4、外置式音频传感器S2；5、击穿点。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述。
本发明的线路连接示意图如附图1所示。外置式音频传感器S1和外置式音频传感器S2平行于被试GIS布置，两者之间的距离及其与GIS之间的距离相等，具体根据实际GIS的长度确定，一般为被试GIS长度的1/10。当击穿点(5)在耐压试验中辐射产生可听音频信号时，也会产生特高频电磁波信号。由于特高频电磁波信号以光速传播，其速度远大于声音在空气中的传播速度，可认为接收到特高频信号的时间即为击穿所发生的时间。则此时S1接收到的音频信号与特高频信号之间的时间差为t1，S2接收到的音频信号与特高频信号之间的时间差为t2。比较t1和t2，当t1大于t2时，击穿点位于S1和S2中线的右边，反之则位于左边，t1和t2相等时，位于中线部位。
声音在空气中的传播速度为V＝340m/s，以特高频信号为零时刻，则击穿点距离S1和S2传感器的距离分别为v*t1和v*t2，则可根据此距离及击穿点在S1和S2中线的相对位置确定击穿点的具体位置。
设外置式音频传感器到GIS的距离为L，则外置式音频传感器S1和S2之间的距离为L；当t1大于t2时，击穿点位于S1和S2中线的右边，且击穿点与中线的距离为：
当t1小于t2时，击穿点位于S1和S2中线的左边，且击穿点与中线的距离为：
本发明利用GIS本身已有的一个内置式传感器和两个外置的音频传感器进行长母线GIS耐压试验中击穿点的定位，具有使用传感器少、易于现场操作的优点。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种用于长母线GIS现场耐压试验中击穿点定位的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)在被试GIS内部布置内置式特高频传感器；
(2)在平行于被试GIS的位置布置外置式音频传感器S1和外置式音频传感器S2，两者之间的距离及其与被试GIS之间的距离相等；
(3)进行耐压试验，当击穿点在耐压试验中辐射产生可听音频信号时，也会产生特高频电磁波信号；特高频电磁波信号以光速传播，其速度远大于声音在空气中的传播速度，则内置式特高频传感器接收到所述特高频电磁波信号的时间即为击穿所发生的时间；此时外置式音频传感器S1接收到音频信号与内置式特高频传感器接收到所述特高频电磁波信号之间的时间差为t1，外置式音频传感器S2接收到音频信号与内置式特高频传感器接收到所述特高频电磁波信号之间的时间差为t2；
(4)确定击穿点的相对位置：比较t1和t2，当t1大于t2时，击穿点位于外置式音频传感器S1和外置式音频传感器S2的中线的右边，当t1小于t2时，击穿点位于所述中线的左边，当t1和t2相等时，击穿点位于所述中线上；
(5)计算击穿点的具体位置：声音在空气中的传播速度为v，以内置式特高频传感器接收到所述特高频电磁波信号的时刻为零时刻，则击穿点距离外置式音频传感器S1和外置式音频传感器S2的距离分别为v*t1和v*t2，则可根据上述计算得到的距离及步骤(4)确定的击穿点的相对位置确定击穿点的具体位置；
所述步骤(5)中确定击穿点的具体位置的方法为：
当t1大于t2时，击穿点位于外置式音频传感器S1和外置式音频传感器S2中线的右边，且击穿点与所述中线的距离L1为：
当t1小于t2时，击穿点位于外置式音频传感器S1和外置式音频传感器S2中线的左边，且击穿点与所述中线的距离L1为：
式中，v为声音在空气中的传播速度，t1和t2分别为外置式音频传感器S1和S2接收到的音频信号与内置式特高频传感器接收到所述特高频电磁波信号之间的时间差，L为外置式音频传感器到GIS的距离。
2.根据权利要求1所述的一种用于长母线GIS现场耐压试验中击穿点定位的方法，其特征在于：外置式音频传感器S1和外置式音频传感器S2之间的距离为被试GIS长度的1/10。
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