CN210129010U - 基于振动信号的gis故障精确定位系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于振动信号的GIS故障精确定位方系统，包括依次相连的振动传感器、数据采集仪和PC机，所述振动传感器固定安装在GIS设备的壳体外壳面上。本实用新型提供的基于振动信号的GIS故障精确定位系统，其振动信号的采集与GIS设备没有电气联系，结构简单，易于操作，经济而实用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电气设备的故障定位系统，属于GIS设备状态监测及故障诊断领域。
背景技术
GIS设备，即气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Switchgear)，诞生于20世纪60年代中期，它将断路器、隔离开关、快速(接地)开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线(三相或单相)、连接管和过渡元件等全部组合在一个全封闭的金属外壳内，壳内用于绝缘和灭弧的介质是0.35～0.6MPa的SF6气体。
随着技术的不断成熟，GIS设备占地面积与体积越来越小，运行也越来越可靠，早期投运的GIS设备的故障率和维护工作量也明显低于同时期的其他类型的开关设备，因此，在城网改造中被大量使用。
随着近几年我国GIS设备使用量迅速增加和早期投运的GIS设备运行年限的增长，GIS设备的故障率有增加的趋势，并远远高出了IEC所建议的GIS设备事故率不超过0.1间隔/百台·年的要求。
GIS设备由诸多电气设备组合而成，但故障情况又与各独立电气设备的故障不尽相同，且故障率要远低于独立电气设备的故障率，长时间的高压环境也成为许多GIS设备故障的诱因。GIS故障主要包括机械故障与绝缘故障(局部放电)，目前针对GIS的故障诊断方法也层出不穷，主要是针对局部放电，包括超声波法，特高频法等，但监测方法适用范围比较单一，不能够兼顾机械故障与绝缘故障，而且缺乏精确定位的手段，特高频及超声波定位也只局限于对局部放电进行初步定位，确定气室，对具体部位无法确定，主要原因在于超声波及特高频的采样分辨率不足以区分短距离里的位置差异。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能够同时检测机械故障与绝缘故障，方便故障分析与检修维护的基于振动信号的GIS故障精确定位系统。
本实用新型的技术解决方案是：
一种基于振动信号的GIS故障精确定位系统，其特征是：包括依次相连的振动传感器、数据采集仪和PC机，所述振动传感器固定安装在GIS设备的壳体外壳面上；所述振动传感器为5个，在一侧法兰上总共布置4个传感器，4个传感器A、B、C、D分别布置在对应时钟的0点,3点,6点,9点钟方向，在故障气室的另一端对应时钟的0点方向布置传感器E。
所述振动传感器，用于实时采集GIS设备的振动信号，并将振动信号传输给数据采集仪。
所述数据采集仪，用于接收振动信号，并依次经降噪、滤波和A/D变换处理后将振动信号传输给PC机。
所述PC机，用于接收数据采集仪输出的振动信号，并进行GIS故障定位分析给出定位结果。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：
本实用新型提供的基于振动信号的GIS故障精确定位系统，其振动信号的采集与GIS设备没有电气联系，结构简单，易于操作，经济而实用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型一种基于振动信号的GIS故障精确定位系统的结构框图；
图2、图3为本实用新型一种基于振动信号的GIS故障精确定位系统中振动传感器的分布示意图；
图4为本实用新型一种基于振动信号的GIS故障精确定位方法的双曲线定位示意图。
具体实施方式
一种基于振动信号的GIS故障精确定位系统，包括依次相连的振动传感器、数据采集仪和PC机，所述振动传感器固定安装在GIS设备的壳体外壳面上。
所述振动传感器，用于实时采集GIS设备的振动信号，并将振动信号传输给数据采集仪。
所述数据采集仪，用于接收振动信号，并依次经降噪、滤波和A/D变换处理后将振动信号传输给PC机。
所述PC机，用于接收数据采集仪输出的振动信号，并进行GIS故障定位分析给出定位结果。
所述振动传感器为铁磁性传感器，通过吸附在GIS设备的气室法兰处的固定螺母上进行固定安装。
所述振动传感器为5个，在一侧法兰上总共布置4个传感器，4个传感器A、B、C、D分别布置在对应时钟的0点,3点,6点,9点钟方向，在故障气室的另一端对应时钟的0点方向布置传感器E。
一种基于振动信号的GIS故障精确定位方法，包括以下步骤：
1)在GIS设备的壳体外壳面上固定安装振动传感器，将振动传感器的输出端连接于数据采集仪，将数据采集仪的输出端连接至PC机；
2)启动GIS设备处于运行状态，通过振动传感器实时采集GIS设备的振动信号，设定振动信号采样频率为25600Hz，采样时间为2.5s；
3)通过数据采集仪对振动传感器采集到的振动信号进行小波降噪处理；
4)通过数据采集仪对小波降噪处理后的振动信号进行滤波和A/D变换处理；
5)分别对比A、B、C、D传感器接收故障振动信号的时间差，若最大时间差Δtmax小于0.0001s，则认为故障位于中心导电杆上，否则认为故障位于GIS内壁上；
6)当确定故障位于中心导电杆上后，通过对比传感器A、E所捕获故障振动信号的时间差，分别根据A点优先触发时Δl＝(L-3750Δt)/2，E点优先触发时Δl＝(L+3750Δt)/2确定故障点距离A侧法兰的距离，其中L为故障气室的长度，Δl为导电杆上故障点距离传感器A的距离，Δt为传感器A、E所捕获故障振动信号的时间差；
7)当确定故障位于GIS内壁上时，分别依据A、C,B、D传感器所捕获故障振动信号的时间差ΔtAC、ΔtBD确定故障点距A、C传感器的距离差ΔlAC＝3750ΔtAC，故障点距B、D传感器的距离差ΔlBD＝3750ΔtBD,分别以A、C，B、D为焦点建立基于距离差ΔlAC，ΔlBD的双曲线，根据信号到达A、C，B、D传感器的先后顺序确定有效分支，靠近振动信号优先到达的传感器的分支为有效分支，两个双曲线有效分支的交点即为故障点，依据GIS的展开图确定故障点的坐标。
Claims (4)
1.一种基于振动信号的GIS故障精确定位系统，其特征是：包括依次相连的振动传感器、数据采集仪和PC机，所述振动传感器固定安装在GIS设备的壳体外壳面上；所述振动传感器为5个，在一侧法兰上总共布置4个传感器，4个传感器A、B、C、D分别布置在对应时钟的0点,3点,6点,9点钟方向，在故障气室的另一端对应时钟的0点方向布置传感器E。
2.根据权利要求1所述的基于振动信号的GIS故障精确定位系统，其特征是：所述振动传感器，用于实时采集GIS设备的振动信号，并将振动信号传输给数据采集仪。
3.根据权利要求2所述的基于振动信号的GIS故障精确定位系统，其特征是：所述数据采集仪，用于接收振动信号，并依次经降噪、滤波和A/D变换处理后将振动信号传输给PC机。
4.根据权利要求2所述的基于振动信号的GIS故障精确定位系统，其特征是：所述PC机，用于接收数据采集仪输出的振动信号，并进行GIS故障定位分析给出定位结果。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920476853.0U CN210129010U (zh) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | 基于振动信号的gis故障精确定位系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210129010U true CN210129010U (zh) | 2020-03-06 |
Family
ID=69660483
Family Applications (1)
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| CN201920476853.0U Active CN210129010U (zh) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | 基于振动信号的gis故障精确定位系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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2019
- 2019-04-10 CN CN201920476853.0U patent/CN210129010U/zh active Active
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