一種gis耐壓擊穿故障的超聲波定位裝置製造方法
2023-05-28 05:49:41 1
一種gis耐壓擊穿故障的超聲波定位裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種GIS耐壓擊穿故障的超聲波定位裝置，通過安裝於GIS間隔氣室的腔體外殼上的多個超聲波傳感器採集超聲波信號，並經過信號處理模塊的濾波放大處理、A/D轉換後輸出至數據分析模塊，當處理後的信號滿足預設條件時，判斷採集超聲波信號的超聲波傳感器所在的位置為疑似故障位置；通過首先判斷信號幅值最大的檢測點的位置，進而判斷該位置的信號持續時間與鄰近檢測點的信號持續時間相差範圍是否在預設範圍內來判斷該點是否為疑似故障位置，即只通過一次超聲波信號的獲取即可判斷出疑似故障位置，避免了採用現有技術中的方案導致的使使正常的GIS部位形成絕緣損傷的問題。
【專利說明】一種GIS耐壓擊穿故障的超聲波定位裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及故障定位領域，尤其涉及一種GIS耐壓擊穿故障的超聲波定位裝置。
【背景技術】
[0002]氣體絕緣組合電器設備(Gas Insulated Switchgear, GIS)是指以SF6作為絕緣介質的氣體絕緣金屬封閉開關設備，也稱為封閉式組合電器，具有佔地面積小，空間緊湊，不受外界環境影響，可靠性高等優點，已有取代常規變電站的趨勢。
[0003]GIS現場耐壓試驗作為一項交接性試驗項目，其目的是檢查GIS設備從解體包裝、運輸和現場安裝這一系列過程中有無故障隱患的引入，驗證其絕緣性能是否完好，但由於在安裝、運輸等過程中的工藝控制不良和其他因素，
[0004]GIS在耐壓過程中會發生擊穿故障。
[0005]因此，定位故障位置成為了亟待解決的問題。
[0006]目前，普遍使用的故障位置定位方法是通過切換開關狀態，通過多次耐壓方式來尋找該故障點，但是採用這樣的方式，容易使正常的GIS部位形成絕緣損傷。
實用新型內容
[0007]有鑑於此，本實用新型提供一種GIS耐壓擊穿故障的超聲波定位裝置，以解決現有技術中容易使正常的GIS部位形成絕緣損傷，造成不必要的損失的問題，其具體方案如下:
[0008]一種GIS耐壓擊穿故障的超聲波定位裝置，包括:
[0009]安裝於氣體絕緣組合電器設備GIS間隔氣室的腔體外殼上的多個超聲波傳感器，所述超聲波傳感器採集超聲波信號並輸出；
[0010]與所述超聲波傳感器相連的信號處理模塊，所述信號處理模塊對所述超聲波傳感器傳輸的超聲波信號進行濾波放大處理及A/D轉換，並將處理後的超聲波信號進行輸出；
[0011]與所述信號處理模塊相連的數據分析模塊，所述數據分析模塊判斷所述信號處理模塊發送的處理後的超聲波信號是否滿足預設條件，若滿足，判定採集所述超聲波信號的超聲波傳感器所在位置為疑似故障位置，
[0012]其中，所述預設條件為超聲波信號的信號幅值最大的檢測點的信號持續時間與鄰近超聲波傳感器檢測點的信號持續時間相差在預定範圍內。
[0013]進一步的，還包括:與所述信號處理模塊及數據分析模塊分別相連的無線通信模塊，
[0014]所述信號處理模塊通過射頻輻射天線將所述處理後的超聲波信號發送至無線通信模塊，所述無線通信模塊將所述處理後的超聲波信號發送至數據分析模塊。
[0015]進一步的，所述超聲波傳感器上塗抹耦合劑。
[0016]進一步的，所述多個超聲波傳感器的位置設置依據GIS耐壓試驗區域的氣室數目與超聲波傳感器的數目布置。
[0017]進一步的,包括:每個GIS間隔氣室外設置一個超聲波傳感器。
[0018]進一步的，還包括:母線上，每5_7m設置一個超聲波傳感器。
[0019]進一步的，所述預定範圍為±10%以內。
[0020]進一步的，所述信號處理模塊包括:
[0021]與所述超聲波傳感器相連的，對接收到的超聲波信號進行濾波放大的濾波放大單元;
[0022]與所述濾波放大單元及數據分析模塊分別相連的，對所述經過濾波放大後的超聲波信號進行數模轉換的A/D轉換單元。
[0023]進一步的，所述無線通信模塊包括:
[0024]與所述信號處理模塊通過射頻輻射天線相連的，接收所述信號處理模塊發送的信號並輸出的無線傳輸模塊；
[0025]與所述無線傳輸模塊通過射頻輻射天線相連的，接收所述無線傳輸模塊發送的信號，並將所述接收到的信號傳輸至數據分析模塊的無線接收模塊。
[0026]進一步的，所述無線接收模塊設置於所述數據分析模塊上。
[0027]從上述技術方案可以看出，本實用新型公開的GIS耐壓擊穿故障的超聲波定位裝置，通過安裝於GIS間隔氣室的腔體外殼上的多個超聲波傳感器採集超聲波信號，並經過信號處理模塊的濾波放大處理、A/D轉換後輸出至數據分析模塊，當處理後的信號滿足預設條件時，判斷採集超聲波信號的超聲波傳感器所在的位置為疑似故障位置，其中，預設條件為超聲波信號的信號幅值最大的檢測點的信號持續時間與鄰近超聲波傳感器檢測點的信號持續時間相差在預設範圍內。本方案通過首先判斷信號幅值最大的檢測點的位置，進而判斷該位置的信號持續時間與鄰近檢測點的信號持續時間相差範圍是否在預設範圍內來判斷該點是否為疑似故障位置，即只通過一次超聲波信號的獲取即可判斷出疑似故障位置，避免了採用現有技術中的方案導致的使使正常的GIS部位形成絕緣損傷的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1為本實用新型實施例公開的一種GIS耐壓擊穿故障的超聲波定位裝置的結構示意圖；
[0030]圖2為本實用新型實施例公開的一種GIS耐壓擊穿故障的超聲波定位裝置實例的結構示意圖；
[0031]圖3為本實用新型實施例公開的一種GIS耐壓擊穿故障的超聲波定位裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0033]本實施例公開了一種GIS耐壓擊穿故障的超聲波定位裝置，其結構示意圖如圖1所示，包括:
[0034]超聲波傳感器11，與超聲波傳感器11相連的信號處理模塊12,與信號處理模塊12相連的數據分析模塊13。
[0035]超聲波傳感器11安裝於氣體絕緣組合電器設備(GASINSULATEDSWITCHGEAR, GIS)間隔氣室的腔體外殼上，超聲波傳感器11可以有多個，依據GIS耐壓試驗區域的氣室數目和超聲波傳感器數目布置每一個超聲波傳感器11的位置。優選的，每個GIS間隔氣室外設置一個超聲波傳感器，另外，母線上，每5-7m設置一個超聲波傳感器。
[0036]超聲波傳感器11採集超聲波信號，該超聲波信號為GIS耐壓試驗過程擊穿故障發出的超聲波信號，並將採集到的超聲波信號輸出至信號處理模塊12。
[0037]信號處理模塊12對多個超聲波傳感器11傳輸的超聲波信號進行濾波放大處理及A/D轉換，其中，信號處理模塊12包括:濾波放大單元、A/D轉換單元，濾波放大單元對接收到的超聲波信號進行濾波放大，並經過A/D轉換單元實現模數轉換，並將轉換後的信號發送至數據分析模塊13。
[0038]數據分析模塊13判斷信號處理模塊12發送的處理後的超聲波信號是否滿足預設條件，當滿足時，判定採集該超聲波信號的超聲波傳感器11所在位置為疑似故障位置。
[0039]數據分析模塊13獲取所有超聲波傳感器11採集的超聲波信號，並對獲取的所有的超聲波信號進行顯示、存儲以及判斷。
[0040]其中，預設條件為:超聲波信號的信號幅值最大的檢測點的信號持續時間與鄰近超聲波傳感器檢測點的信號持續時間相差在預定範圍內。
[0041]優選的，預定範圍可以為±10%以內。
[0042]即當某一個超聲波傳感器所採集的超聲波信號為所有超聲波信號中幅值最大的信號，並且該超聲波信號的信號持續時間與鄰近超聲波傳感器檢測點的持續時間相差在預定範圍內，則該超聲波傳感器所在的檢測點即為疑似故障位置。
[0043]圖2為某變電站550kV GIS現場交流耐壓下的故障定位實例結構圖，圖中1_8處圓點表不超聲波傳感器的布置位置，每個超聲波傳感器在耐壓擊穿故障瞬間的信號如圖中箭頭所示。
[0044]首先，分析超聲波信號的幅值可以知道，超聲波傳感器4、5、6的幅值均已超最大量程，並且，其他超聲波傳感器的信號幅值隨著超聲波傳感器4、5、6的信號幅值的增加而衰減;
[0045]另外，超聲波傳感器4的信號持續時間與3相比兩者的差別約為15%，大於10%，超聲波傳感器6的信號持續時間與7相比,兩者的差別也大於10%,而超聲波傳感器5與
4、6相比，信號持續時間的差別均在10%以內。
[0046]因此，可以判定超聲波傳感器5所在的位置為疑似故障位置。
[0047]本實施例公開的GIS耐壓擊穿故障的超聲波定位裝置，通過安裝於GIS間隔氣室的腔體外殼上的多個超聲波傳感器採集超聲波信號，並經過信號處理模塊的濾波放大處理、A/D轉換後輸出至數據分析模塊，當處理後的信號滿足預設條件時，判斷採集超聲波信號的超聲波傳感器所在的位置為疑似故障位置，其中，預設條件為超聲波信號的信號幅值最大的檢測點的信號持續時間與鄰近超聲波傳感器檢測點的信號持續時間相差在預設範圍內。本方案通過首先判斷信號幅值最大的檢測點的位置，進而判斷該位置的信號持續時間與鄰近檢測點的信號持續時間相差範圍是否在預設範圍內來判斷該點是否為疑似故障位置，即只通過一次超聲波信號的獲取即可判斷出疑似故障位置，避免了採用現有技術中的方案導致的使使正常的GIS部位形成絕緣損傷的問題。
[0048]本實施例公開了一種GIS耐壓擊穿故障的超聲波定位裝置，其結構示意圖如圖3所示，包括:
[0049]超聲波傳感器31,與超聲波傳感器31相連的信號處理模塊32,與信號處理模塊相連的無線通信模塊33，與無線通信模塊33相連的數據分析模塊34。
[0050]除與上一實施例相同的結構外，本實施例還增加了無線通信模塊33。
[0051]信號處理模塊32通過射頻輻射天線將處理後的超聲波信號發送至無線通信模塊33，無線通信模塊33將接收到的超聲波信號發送至數據分析模塊34，由數據分析模塊34對信號進行分析處理，以判定疑似故障氣室的位置。
[0052]其中，無線通信模塊33包括:無線傳輸模塊，無線接收模塊。
[0053]無線傳輸模塊與信號處理模塊32通過射頻輻射天線相連，接收信號處理模塊32發送的信號，並輸出；
[0054]無線接收模塊與無線傳輸模塊通過射頻輻射天線相連，接收無線傳輸模塊發送的信號，並將接收到的信號傳輸至數據分析模塊34。
[0055]優選的，無線接收模塊設置於數據分析模塊34上，便於數據的有線傳輸。
[0056]本實施例公開的GIS耐壓擊穿故障的超聲波定位裝置，通過無線通信模塊實現信號的傳輸，實現了信號的快速、準確傳輸，避免了採用有線傳輸所帶來的不便。
[0057]優選的，本實施例公開的GIS耐壓擊穿故障的超聲波定位裝置中，超聲波傳感器31上塗抹適量的耦合劑，以排除故障位置與超聲波傳感器之間的空氣，使超聲波能有效進入到故障位置，達到檢測目的。
[0058]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對於實施例公開的裝置而言，由於其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。
[0059]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種GIS耐壓擊穿故障的超聲波定位裝置，其特徵在於，包括: 安裝於氣體絕緣組合電器設備GIS間隔氣室的腔體外殼上的多個超聲波傳感器，所述超聲波傳感器採集超聲波信號並輸出； 與所述超聲波傳感器相連的信號處理模塊，所述信號處理模塊對所述超聲波傳感器傳輸的超聲波信號進行濾波放大處理及A/D轉換，並將處理後的超聲波信號進行輸出； 與所述信號處理模塊相連的數據分析模塊，所述數據分析模塊判斷所述信號處理模塊發送的處理後的超聲波信號是否滿足預設條件，若滿足，則判定採集所述超聲波信號的超聲波傳感器所在位置為疑似故障位置， 其中，所述預設條件為超聲波信號的信號幅值最大的檢測點的信號持續時間與鄰近超聲波傳感器檢測點的信號持續時間相差在預定範圍內。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，還包括:與所述信號處理模塊及數據分析模塊分別相連的無線通信模塊， 所述信號處理模塊通過射頻輻射天線將所述處理後的超聲波信號發送至無線通信模塊，所述無線通信模塊將所述處理後的超聲波信號發送至數據分析模塊。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述超聲波傳感器上塗抹耦合劑。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述多個超聲波傳感器的位置設置依據GIS耐壓試驗區域的氣室數目與超聲波傳感器的數目布置。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於，包括:每個GIS間隔氣室外設置一個超聲波傳感器。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，還包括:母線上，每5-7m設置一個超聲波傳感器。
7.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述預定範圍為±10%以內。
8.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述信號處理模塊包括: 與所述超聲波傳感器相連的，對接收到的超聲波信號進行濾波放大的濾波放大單元； 與所述濾波放大單元及數據分析模塊分別相連的，對所述經過濾波放大後的超聲波信號進行數模轉換的A/D轉換單元。
9.根據權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述無線通信模塊包括: 與所述信號處理模塊通過射頻輻射天線相連的，接收所述信號處理模塊發送的信號並輸出的無線傳輸模塊； 與所述無線傳輸模塊通過射頻輻射天線相連的，接收所述無線傳輸模塊發送的信號，並將所述接收到的信號傳輸至數據分析模塊的無線接收模塊。
10.根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述無線接收模塊設置於所述數據分析模塊上。
【文檔編號】G01R31/12GK203929985SQ201420336594
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月23日 優先權日:2014年6月23日
【發明者】邵先軍, 徐華, 何文林, 劉浩軍, 董雪松, 劉石 申請人:國家電網公司, 國網浙江省電力公司電力科學研究院