一種用于長母線gis現場耐壓試驗中擊穿點定位的方法
【專利摘要】本發明提供一種用于長母線GIS現場耐壓試驗中擊穿點的定位方法，該方法利用一個GIS內置的特高頻傳感器接收特高頻電磁波信號作為時間基準，采用兩個并排布置在GIS外部的音頻傳感器接收GIS擊穿時產生的可聽音頻信號，利用兩路音頻傳感器和特高頻傳感器之間的時間差計算GIS擊穿點與音頻傳感器之間的距離；比較兩路音頻傳感器的時間差確定擊穿點的具體位置。本發明的方法具有使用傳感器少、易于現場操作的優點。
【專利說明】
一種用于長母線GIS現場耐壓試驗中擊穿點定位的方法
技術領域
[0001] 本發明涉及高電壓與絕緣技術領域，具體涉及一種長母線GIS現場耐壓試驗中擊 穿點定位的方法。
【背景技術】
[0002] 氣體絕緣組合電器(Gas Insulated Switchgear，GIS)是電網的關鍵設備，由于其 具有體積緊湊、可靠性高的有點，近年來在現場得到了廣泛應用。GIS往往需要在出廠時進 行分裝、分體進行運輸，在現場進行組裝的方式。這就對其現場試驗提出了較高要求。耐壓 試驗時GIS的現場例行試驗，無論是工頻耐壓還是沖擊耐壓試驗，都是GIS的現場必做試驗。
[0003] 現場耐壓試驗中一旦GIS出現擊穿，會產生聲音、電磁等各種信號，由于現場GIS的 規模都比較大，因此目前的手段難以及時發現其擊穿點，往往是采用多次試驗，靠人工聽覺 一步步發現擊穿點，但這種方法單純靠人的參與，效率極低，往往難以要靠數十次擊穿才能 發現擊穿點。此外還有研究者提出了在GIS表面貼超聲波傳感器進行擊穿點定位的方法，這 種方法需要安裝數十個傳感器才能發現擊穿點，效率極低。特別是對于我國西北地區常見 的長母線GIS，其長度往往達到近千米，此時采用常規的GIS表面貼傳感器的方法往往更難 以現場實施，因此針對長母線GIS，需要一種更為便捷的擊穿點定位方法。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是為了解決上述問題，提供一種長母線GIS現場耐壓試驗中的擊穿 點定位方法，該方法利用一個其內置的特高頻傳感器和兩個外置的音頻傳感器進行定位， 具有使用傳感器少，現場操作便捷的優點。
[0005] 為了實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：
[0006] -種用于長母線GIS現場耐壓試驗中擊穿點定位的方法，其特征在于:包括以下步 驟：
[0007] (1)在被試GIS內部布置內置式特高頻傳感器；
[0008] (2)在平行于被試GIS的位置布置外置式音頻傳感器S1和外置式音頻傳感器S2,兩 者之間的距離及其與被試GIS之間的距離相等；
[0009] (3)進行耐壓試驗，當擊穿點在耐壓試驗中輻射產生可聽音頻信號時，也會產生特 高頻電磁波信號;特高頻電磁波信號以光速傳播，其速度遠大于聲音在空氣中的傳播速度， 則內置式特高頻傳感器接收到所述特高頻電磁波信號的時間即為擊穿所發生的時間;此時 外置式音頻傳感器S1接收到音頻信號與內置式特高頻傳感器接收到所述特高頻電磁波信 號之間的時間差為tl，外置式音頻傳感器S2接收到音頻信號與內置式特高頻傳感器接收到 所述特高頻電磁波信號之間的時間差為t2;
[0010] (4)確定擊穿點的相對位置:比較tl和t2,當tl大于t2時，擊穿點位于外置式音頻 傳感器S1和外置式音頻傳感器S2的中線的右邊，當tl小于t2時，擊穿點位于所述中線的左 邊，當tl和t2相等時，擊穿點位于所述中線上。
[0011] (5)計算擊穿點的具體位置:聲音在空氣中的傳播速度為v，以內置式特高頻傳感 器接收到所述特高頻電磁波信號的時刻為零時刻，則擊穿點距離外置式音頻傳感器S1和外 置式音頻傳感器S2的距離分別為v*tl和V*t2,則可根據上述計算得到的距離及步驟(4)確 定的擊穿點的相對位置確定擊穿點的具體位置。具體計算方法為：
[0012] 當tl大于t2時，擊穿點位于外置式音頻傳感器S1和外置式音頻傳感器S2中線的右 邊，且擊穿點與所述中線的距離1^為：
[0013] 當tl大于t2時，擊穿點位于外置式音頻傳感器S1和外置式音頻傳感器S2中線的左 邊，且擊穿點與所述中線的距離1^為:
[0014]式中，v為聲音在空氣中的傳播速度，ti為外置式音頻傳感器S1接收到音頻信號與 內置式特高頻傳感器接收到所述特高頻電磁波信號之間的時間差，L為外置式音頻傳感器 到GIS的距離。其中，外置式音頻傳感器S1和外置式音頻傳感器S2之間的距離一般為被試 GIS長度的1/10。
[0015] 本發明的方法利用一個GIS內置的特高頻傳感器接收特高頻電磁波信號作為時間 基準，采用兩個并排布置在GIS外部的音頻傳感器接收GIS擊穿時產生的可聽音頻信號，利 用兩路音頻傳感器和特高頻傳感器之間的時間差計算GIS擊穿點與音頻傳感器之間的距 離;比較兩路音頻傳感器的時間差確定擊穿點的具體位置。
[0016] 本發明的效果是:將長母線GIS看作一個直線，采用一個內置式特高頻傳感器和兩 個外置音頻傳感器進行GIS耐壓試驗時擊穿點的定位，具有使用傳感器少、便于現場實施的 優點。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發明定位長母線GIS現場耐壓試驗中的擊穿點位置的線路連接示意圖；
[0018] 圖中，1、被試GIS，其為長母線GIS，在本發明中視為直線;2、GIS內置式特高頻傳感 器;3、外置音頻傳感器S1; 4、外置式音頻傳感器S2; 5、擊穿點。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖對本發明做進一步的描述。
[0020] 本發明的線路連接示意圖如附圖1所示。外置式音頻傳感器S1和外置式音頻傳感 器S2平行于被試GIS布置，兩者之間的距離及其與GIS之間的距離相等，具體根據實際GIS的 長度確定，一般為被試GIS長度的1/10。當擊穿點（5)在耐壓試驗中輻射產生可聽音頻信號 時，也會產生特高頻電磁波信號。由于特高頻電磁波信號以光速傳播，其速度遠大于聲音在 空氣中的傳播速度，可認為接收到特高頻信號的時間即為擊穿所發生的時間。則此時S1接 收到的音頻信號與特高頻信號之間的時間差為tl，S2接收到的音頻信號與特高頻信號之間 的時間差為t2。比較tl和t2,當tl大于t2時，擊穿點位于S1和S2中線的右邊，反之則位于左 邊，tl和t2相等時，位于中線部位。
[0021] 聲音在空氣中的傳播速度為v = 340m/s，以特高頻信號為零時刻，則擊穿點距離S1 和S2傳感器的距離分別為v*tl和v*t2,則可根據此距離及擊穿點在S1和S2中線的相對位置 確定擊穿點的具體位置。
[0022] 設外置式音頻傳感器到GIS的距離為L，則外置式音頻傳感器S1和S2之間的距離為L;當 tl大于t2時，擊穿點位于S1和S2中線的右邊，且擊穿點與中線的距離為：
[0023] 當tl大于t2時，擊穿點位于S1和S2中線的左邊，且擊穿點與中線的距離為：
[0024] 本發明利用GIS本身已有的一個內置式傳感器和兩個外置的音頻傳感器進行長母 線GIS耐壓試驗中擊穿點的定位，具有使用傳感器少、易于現場操作的優點。
[0025] 以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征及優點。本行業的技術人員應該 了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原 理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進 都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護的范圍由所附的權利要求書及其等效物 界定。
【主權項】
1. 一種用于長母線GIS現場耐壓試驗中擊穿點定位的方法，其特征在于：包括w下步 驟： (1) 在被試GIS內部布置內置式特高頻傳感器； (2) 在平行于被試GIS的位置布置外置式音頻傳感器S1和外置式音頻傳感器S2,兩者之 間的距離及其與被試GIS之間的距離相等； (3) 進行耐壓試驗，當擊穿點在耐壓試驗中福射產生可聽音頻信號時，也會產生特高頻 電磁波信號;特高頻電磁波信號W光速傳播，其速度遠大于聲音在空氣中的傳播速度，則內 置式特高頻傳感器接收到所述特高頻電磁波信號的時間即為擊穿所發生的時間;此時外置 式音頻傳感器S1接收到音頻信號與內置式特高頻傳感器接收到所述特高頻電磁波信號之 間的時間差為tl，外置式音頻傳感器S2接收到音頻信號與內置式特高頻傳感器接收到所述 特高頻電磁波信號之間的時間差為t2; (4) 確定擊穿點的相對位置：比較tl和t2,當tl大于t2時，擊穿點位于外置式音頻傳感 器S1和外置式音頻傳感器S2的中線的右邊，當tl小于t2時，擊穿點位于所述中線的左邊，當 tl和t2相等時，擊穿點位于所述中線上； (5) 計算擊穿點的具體位置:聲音在空氣中的傳播速度為v，W內置式特高頻傳感器接 收到所述特高頻電磁波信號的時刻為零時刻，則擊穿點距離外置式音頻傳感器S1和外置式 音頻傳感器S2的距離分別為v*tl和v*t2,則可根據上述計算得到的距離及步驟(4)確定的 擊穿點的相對位置確定擊穿點的具體位置。2. 根據權利要求1所述的一種用于長母線GIS現場耐壓試驗中擊穿點定位的方法，其特 征在于:優選的，所述步驟(5)中確定擊穿點的具體位置的方法為： 當tl大于t2時，擊穿點位于外置式音頻傳感器S1和外置式音頻傳感器S2中線的右邊， 且擊穿點與所述中線的距離^為：當tl大于t2時，擊穿點位于外置式音頻傳感器S1和外置式音頻傳感器S2中線的左邊， 且擊穿點與所述中線的距離^為：式中，V為聲音在空氣中的傳播速度，tl為外置式音頻傳感器S1接收到音頻信號與內置 式特高頻傳感器接收到所述特高頻電磁波信號之間的時間差，L為外置式音頻傳感器到GIS 的距離。3. 根據權利要求1所述的一種用于長母線GIS現場耐壓試驗中擊穿點定位的方法，其特 征在于:外置式音頻傳感器S1和外置式音頻傳感器S2之間的距離為被試GIS長度的1/10。
【文檔編號】G01R31/12GK105974277SQ201610261001
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月25日
【發明人】李軍浩
【申請人】西安交通大學