一種氣體絕緣封閉開關(guān)的故障定位裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型實施例提供一種氣體絕緣封閉開關(guān)的故障定位裝置，所述氣體絕緣封閉開關(guān)包括若干封閉氣室，將出現(xiàn)擊穿故障的氣室作為故障氣室；所述系統(tǒng)包括分析器，以及多個檢測定位器，檢測定位器分別布置在所述氣室的外殼上；具體為：檢測定位器，用于在出現(xiàn)擊穿故障時，采集所在的氣室外殼的超聲波信號；并利用無線網(wǎng)絡(luò)將所述超聲波信號，和超聲波信號對應(yīng)的氣室位置信息發(fā)送至分析器；分析器，用于從各氣室外殼的超聲波信號中，篩選出故障氣室的超聲波信號，根據(jù)該超聲波信號對應(yīng)的氣室位置信息確定出故障氣室的位置。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及輸電線路【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種氣體絕緣封閉開關(guān)的故障定位 裝直。 一種氣體絕緣封閉開關(guān)的故障定位裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 氣體絕緣封閉開關(guān)（GAS INSULATED SWITCHGEAR，簡稱GIS)是特高壓輸電系統(tǒng)中 的關(guān)鍵設(shè)備之一。在目前，GIS廣泛的應(yīng)用在特高壓輸電系統(tǒng)當(dāng)中，對特高壓輸電系統(tǒng)的安 全性和穩(wěn)定性起到非常重要的作用。
[0003] 從結(jié)構(gòu)上來講，GIS包括若干完全封閉的氣室。在氣室中可以分別封裝有斷路器、 隔離開關(guān)、母線、接地開關(guān)、互感器、出線套管或電纜終端等組件，并且氣室中充入一定壓力 的六氟化硫（SF 6)氣體作為絕緣介質(zhì)，不同氣室之間以盆式絕緣子阻隔。由于GIS中各組件 之間采取了絕緣封閉的措施，所以在一部分組件發(fā)生擊穿時，不會牽連到附近的其他組件， 能夠有效的防止事故范圍的擴大，也更加便于檢修。
[0004] 在特高壓輸電系統(tǒng)實際運行或者GIS的測試當(dāng)中，往往GIS附于輸電系統(tǒng)的母線， 涉及的范圍達到百米以上，所以必須在發(fā)生擊穿故障時，迅速的確定故障位置。擊穿故障的 發(fā)生必然伴隨著強烈的響聲，故障定位正是利用這一點。
[0005] 在現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中，存在一種通過在GIS外殼上布置超聲波檢測儀器的方案，可以 比較準(zhǔn)確的實現(xiàn)故障位置的檢測。不過這種方式的缺陷是存在比較嚴(yán)重的安全隱患，由于 擊穿時地電位抬高，很容易危及到在GIS附近進行觀測的工作人員的安全。 實用新型內(nèi)容
[0006] 有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種氣體絕緣封閉開關(guān)的故障定位裝置， 為檢測定位器集成無線通信功能，實現(xiàn)在準(zhǔn)確進行故障定位的同時，保障安全性。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型有如下技術(shù)方案：
[0008] -種氣體絕緣封閉開關(guān)的故障定位裝置，所述氣體絕緣封閉開關(guān)包括若干封閉氣 室，將出現(xiàn)擊穿故障的氣室作為故障氣室；所述系統(tǒng)包括分析器，以及多個檢測定位器，檢 測定位器分別布置在所述氣室的外殼上；具體為：
[0009] 檢測定位器，用于在出現(xiàn)擊穿故障時，采集所在的氣室外殼的超聲波信號；并利用 無線網(wǎng)絡(luò)將所述超聲波信號，和超聲波信號對應(yīng)的氣室位置信息發(fā)送至分析器；
[0010] 分析器，用于從各氣室外殼的超聲波信號中，篩選出故障氣室的超聲波信號，根據(jù) 該超聲波信號對應(yīng)的氣室位置信息確定出故障氣室的位置。
[0011] 所述檢測定位器包括：
[0012] 控制器，用于設(shè)置采集策略；
[0013] 聲發(fā)射傳感器，用于在出現(xiàn)擊穿故障時，根據(jù)采集策略采集所在的氣室外殼的超 聲波信號；
[0014] 信號發(fā)射器，用于利用無線網(wǎng)絡(luò)將所述超聲波信號，和超聲波信號對應(yīng)的氣室位 置信息發(fā)送至分析器。
[0015] 所述設(shè)置采集策略包括設(shè)置幅值閾值和延遲值；則所述根據(jù)采集策略采集超聲波 信號具體為：
[0016] 延遲采集所在的氣室外殼上，幅值超過幅值閾值的超聲波信號；延遲采集的時間 達到所述延遲值。
[0017] 所述檢測定位器還包括：
[0018] 強度顯示組件，用于顯示采集的超聲波信號的震動強度。通過以上技術(shù)方案可知， 本實用新型存在的有益效果是：以檢測定位器采集超聲波信號并利用無線網(wǎng)絡(luò)進行傳輸， 使得檢測定位器和分析器之間不再因為通信的關(guān)系受到距離的制約，需要近距離操作的分 析器可以布置在較遠的位置上，和GIS保持一個安全的距離，防止了擊穿時地電位抬高而 危及到附近工作人員的安全；通過延遲值和幅值閾值的設(shè)置，排除了超聲波信號采集過程 中的干擾，提高了故障定位的準(zhǔn)確度；利用強度顯示組件，能夠不借助分析器而更加簡潔的 實現(xiàn)故障的初步定位。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本 實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還 可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020] 圖1為本實用新型實施例所述方法流程圖；
[0021] 圖2為本實用新型實施例所述裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖3為本實用新型另一實施例所述方法流程圖；
[0023] 圖4為本實用新型實施例所述氣室幅值燈示意圖；
[0024] 圖5為本實用新型另一實施例所述裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0025] 為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)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(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描 述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤?例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于 本實用新型保護的范圍。
[0026] 本實用新型所述的故障定位裝置和方法，為了保證檢測工作人員的安全性，所以 將檢測和分析的工作放在安全的距離范圍內(nèi)進行。為檢測定位器集成無線通信功能，以使 其可以將采集的超聲波信號傳輸至遠距離的分析器。
[0027] 參見圖1為本實用新型所述故障定位方法的一個具體實施例，圖2為本實用新型 所述故障定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2中所述裝置已經(jīng)布置在GIS上。在圖2中可見，GIS 包括若干封閉氣室，標(biāo)注了數(shù)字1?5的5個方框即代表5個氣室，其中出現(xiàn)擊穿故障的氣 室即故障氣室。所述裝置中包括多個檢測定位器，檢測定位器分別布置在所述氣室的外殼 上，每個檢測定位器專用來采集其所在的氣室外殼上的超聲波信號。
[0028] 本實施例中所述方法具體為：
[0029] 步驟101、在出現(xiàn)擊穿故障時，檢測定位器采集所在的氣室外殼的超聲波信號。
[0030] 當(dāng)GIS某一個氣室中出現(xiàn)擊穿故障，將產(chǎn)生一個十分強烈的電流脈沖，引起劇烈 的震動。氣室外殼上產(chǎn)生的超聲波信號就是由這種震動產(chǎn)生的。震動和由震動產(chǎn)生的超聲 波信號將向著四周傳導(dǎo)擴散，并逐漸的衰減，所以顯然，發(fā)生擊穿故障的氣室感受到的震動 最為強烈，故障氣室外殼上的超聲波信號強度最大。
[0031] 擊穿故障發(fā)生之后，故障附近的諸多氣室外殼上均產(chǎn)生超聲波信號，此時，不同的 檢測定位器采集所在的氣室外殼的超聲波信號；而故障氣室外殼由于距離擊穿發(fā)生的位置 最近，所以其外殼上的檢測定位器采集到的超聲波信號必然是最為強烈的。
[0032] 現(xiàn)有的GIS氣室之間，以盆式絕緣子阻隔；盆式絕緣子能夠?qū)φ饎悠鸬矫黠@的阻 隔作用，所以相鄰氣室上的震動會相比故障氣室明顯的減弱。本實施例正是利用這一點實 現(xiàn)故障氣室的定位。
[0033] 步驟102、利用無線網(wǎng)絡(luò)將所述超聲波信號，和超聲波信號對應(yīng)的氣室位置信息發(fā) 送至分析器。
[0034] 一個檢測定位器對應(yīng)的安裝在一個氣室的外殼上，針對該氣室采集超聲波信號， 于是一個超聲波信號和一個氣室便存在了明確的對應(yīng)關(guān)系。本實施例中檢測定位器利用無 線網(wǎng)絡(luò)將超聲波信號和超聲波信號對應(yīng)的氣室位置信息一并發(fā)送至分析器，以便利用所述 的氣室位置信息最終完成故障氣室的定位。
[0035] 需要強調(diào)的是，本實施例中正是結(jié)合和無線通信技術(shù)，利用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸超聲波 信號，使得檢測定位器和分析器之間不再因為通信的關(guān)系受到距離的制約。雖然檢測定位 器必須布置在氣室外殼上，但檢測定位器并不需要近距離的操作；基于無線通信的支持，需 要近距離操作的分析器可以布置在較遠的位置上，和GIS保持一個安全的距離，從而保證 了工作人員的安全。
[0036] 步驟103、分析器從各氣室外殼的超聲波信號中，篩選出故障氣室的超聲波信號， 根據(jù)該超聲波信號對應(yīng)的氣室位置信息確定出故障氣室的位置。
[0037] 前述已知，故障氣室對應(yīng)的超聲波信號應(yīng)該是強度最大的。所以分析器只需對比 各個超聲波信號的強度，即可找到強度最大的超聲波信號，將其確認(rèn)為是故障氣室的超聲 波信號。并且，在超聲波信號發(fā)送時，一并發(fā)送了對應(yīng)氣室的位置信息；通過故障氣室的超 聲波信號進一步的獲悉故障氣室的位置信息，即確定的故障氣室的位置，實現(xiàn)了故障定位。 [0038] 而圖2所示的故障定位裝置，正是用以實現(xiàn)該上述方法的實體裝置。圖2所示裝 置具體包括：
[0039] 檢測定位器用于在出現(xiàn)擊穿故障時，采集所在的氣室外殼的超聲波信號；并利用 無線網(wǎng)絡(luò)將所述超聲波信號，和超聲波信號對應(yīng)的氣室位置信息發(fā)送至分析器。
[0040] 分析器，用于從各氣室外殼的超聲波信號中，篩選出故障氣室的超聲波信號，根據(jù) 該超聲波信號對應(yīng)的氣室位置信息確定出故障氣室的位置。所述分析器可以是具備超聲波 信號分析功能以及無線通信功能的PC或者服務(wù)器。
[0041] 圖1?2所示的實施例為本實用新型所述裝置和方法的基礎(chǔ)實施例，以上實施例 存在的有益效果是：以檢測定位器采集超聲波信號并利用無線網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，使得檢測定 位器和分析器之間不再因為通信的關(guān)系受到距離的制約，需要近距離操作的分析器可以布 置在較遠的位置上，和GIS保持一個安全的距離，防止了擊穿時地電位抬高而危及到附近 工作人員的安全。
[0042] 參見圖3所示，為本實用新型所述故障定位方法的另一個具體的實施例，本實施 例所述方法在圖1所示實施例的基礎(chǔ)之上，進行了進一步的優(yōu)化和擴充；圖1所示實施例中 描述同樣適用于本實施例中，以下不再重復(fù)敘述。本實施例中，所述方法包括以下步驟：
[0043] 步驟301、設(shè)置采集策略；在出現(xiàn)擊穿故障時，根據(jù)采集策略采集所在的氣室外殼 的超聲波信號。
[0044] 本實施例中，為了提高故障檢測和定位的準(zhǔn)確度，所以針對超聲波信號的采集設(shè) 置了采集策略，以實現(xiàn)對于超聲波信號采集的進一步控制。本實施例中所述采集策略的設(shè) 置包括以下兩種：設(shè)置幅值閾值和延遲值。
[0045]當(dāng)預(yù)先設(shè)置了幅值閾值，則所述根據(jù)采集策略采集超聲波信號具體為：采集幅值 超過幅值閾值的超聲波信號。
[0046] 幅值閾值的設(shè)置是一種排除干擾信號的手段。因為故障氣室外殼上，超聲波信號 的強度較大，強度在一定幅值之下的震動信號即可認(rèn)為是干擾信號，與本實施例中需要采 集的超聲波信號無關(guān)，所以通過幅值閾值的設(shè)置將其排除。
[0047] 當(dāng)預(yù)先設(shè)置了延遲值，則所述根據(jù)采集策略采集超聲波信號具體為：延遲采集所 在的氣室外殼上的超聲波信號；延遲采集的時間達到所述延遲值。
[0048] 之所以延遲的進行超聲波信號的采集，原因如下：
[0049] 伴隨著擊穿故障的發(fā)生，會產(chǎn)生故障位置周圍的電路電壓陡降或地電位抬高現(xiàn) 象，進而出現(xiàn)與擊穿故障時間同步電脈沖信號。電脈沖信號同樣能夠被檢測定位器所采集， 并且電脈沖信號如果混雜在超聲波信號當(dāng)中，會影響到超聲波信號分析的準(zhǔn)確性。
[0050] 不過，由于電脈沖信號具有與擊穿同步的特點，而超聲波信號是在擊穿之后連帶 產(chǎn)生的，所以時間上來看，電脈沖信號先于超聲波信號。本實施例中即根據(jù)二者的時間差設(shè) 置延遲值，從而使得檢測定位器不再伴隨著擊穿故障的發(fā)生立刻進行超聲波信號的采集； 而是在擊穿發(fā)生后，延時達到延遲值的時間后再進行超聲波信號的采集，所以能夠避開電 脈沖信號的干擾。
[0051] 本實施例中，延遲值和幅值閾值的設(shè)置均是為了排除外界環(huán)境的干擾，提高超聲 波信號采集的精確度。在實際應(yīng)用中可任意擇一進行設(shè)置，也可以同時采用。如果同時采 用，那么所述根據(jù)采集策略采集超聲波信號具體為：延遲采集所在的氣室外殼上，幅值超過 幅值閾值的超聲波信號；延遲采集的時間達到所述延遲值。
[0052] 步驟302、顯示采集的超聲波信號的震動強度。
[0053] 通過前述已知，判斷故障氣室是通過對比超聲波信號的強度。根據(jù)這一原理，本實 施例中檢測定位器可以在分析器對超聲波信號進行全面分析之前，先對超聲波信號強度通 過特定方式進行一個簡單直觀的模擬顯示和大致的對比。例如，檢測定位器將自身所在氣 室的超聲波信號的強度進行模擬化或者數(shù)字化，并配合強度顯示組件進行顯示。
[0054] 超聲波信號的強度的模擬化，可以采用幅值燈為強度顯示組件。例如圖4所示的5 個氣室，本實施例中為每個氣室對應(yīng)的設(shè)置5盞幅值燈，實心圓點代表亮起的幅值燈，空心 圓點代表熄滅的幅值燈，幅值燈亮起的數(shù)量越多，則說明該氣室對應(yīng)的超聲波信號強度越 大。顯然，氣室2亮起全部五盞幅值燈，可以大致判斷其對應(yīng)的超聲波信號強度最大，斷定 氣室2為故障氣室。相仿的，將超聲波信號的強度數(shù)字化可以是直接的利用顯示屏為強度 顯示組件，直接顯示強度的數(shù)值。
[0055] 檢測定位器直接顯示超聲波信號的震動強度，可以不借助分析器而更加簡潔的實 現(xiàn)故障的初步定位定位。
[0056] 步驟303、利用無線網(wǎng)絡(luò)將所述超聲波信號，和超聲波信號對應(yīng)的氣室位置信息發(fā) 送至分析器。
[0057] 步驟304、分析器從各氣室外殼的超聲波信號中，篩選出故障氣室的超聲波信號， 根據(jù)該超聲波信號對應(yīng)的氣室位置信息確定出故障氣室的位置。
[0058] 圖5所示的故障定位裝置，正是用以實現(xiàn)該圖3所示方法的實體裝置。圖5所示 裝置具體包括：
[0059] 檢測定位器，用于在出現(xiàn)擊穿故障時，采集所在的氣室外殼的超聲波信號；并利用 無線網(wǎng)絡(luò)將所述超聲波信號，和超聲波信號對應(yīng)的氣室位置信息發(fā)送至分析器。
[0060] 所述檢測定位器包括：
[0061] 控制器，用于設(shè)置采集策略；
[0062] 聲發(fā)射傳感器，用于在出現(xiàn)擊穿故障時，根據(jù)采集策略采集所在的氣室外殼的超 聲波信號；
[0063] 所述設(shè)置采集策略包括設(shè)置幅值閾值和延遲值；則所述根據(jù)采集策略采集超聲波 信號具體為：延遲采集所在的氣室外殼上，幅值超過幅值閾值的超聲波信號；延遲采集的 時間達到所述延遲值。
[0064] 信號發(fā)射器，用于利用無線網(wǎng)絡(luò)將所述超聲波信號，和超聲波信號對應(yīng)的氣室位 置信息發(fā)送至分析器。
[0065] 強度顯示組件，用于顯示采集的超聲波信號的震動強度。
[0066] 分析器，用于從各氣室外殼的超聲波信號中，篩選出故障氣室的超聲波信號，根據(jù) 該超聲波信號對應(yīng)的氣室位置信息確定出故障氣室的位置。
[0067] 圖3?5所示實施例存在的有益效果是：通過延遲值和幅值閾值的設(shè)置，排除了 超聲波信號采集過程中的干擾，提高了故障定位的準(zhǔn)確度；利用強度顯示組件，能夠不借助 分析器而更加簡潔的實現(xiàn)故障的初步定位；所述裝置與方法的實施例整體技術(shù)方案更加完 整，公開更加充分。
[〇〇68] 以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和 潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種氣體絕緣封閉開關(guān)的故障定位裝置，其特征在于，所述氣體絕緣封閉開關(guān)包括 若干封閉氣室，將出現(xiàn)擊穿故障的氣室作為故障氣室；所述裝置包括分析器，以及多個檢測 定位器，檢測定位器分別布置在所述氣室的外殼上；具體為： 檢測定位器，用于在出現(xiàn)擊穿故障時，采集所在的氣室外殼的超聲波信號；并利用無線 網(wǎng)絡(luò)將所述超聲波信號，和超聲波信號對應(yīng)的氣室位置信息發(fā)送至分析器； 分析器，用于從各氣室外殼的超聲波信號中，篩選出故障氣室的超聲波信號，根據(jù)該超 聲波信號對應(yīng)的氣室位置信息確定出故障氣室的位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述檢測定位器包括： 控制器，用于設(shè)置采集策略； 聲發(fā)射傳感器，用于在出現(xiàn)擊穿故障時，根據(jù)采集策略采集所在的氣室外殼的超聲波 信號； 信號發(fā)射器，用于利用無線網(wǎng)絡(luò)將所述超聲波信號，和超聲波信號對應(yīng)的氣室位置信 息發(fā)送至分析器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1?2任意一項所述裝置，其特征在于，所述檢測定位器還包括： 強度顯示組件，用于顯示采集的超聲波信號的震動強度。
【文檔編號】G01R31/12GK203894377SQ201320788064
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】聶德鑫, 劉博 , 宋繼明, 劉詣, 陳凱, 鄧建鋼, 馬躍, 皮本熙, 張連星, 馬雙, 周建華, 鄢陽, 金瑩 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國家電網(wǎng)公司交流建設(shè)分公司, 南京南瑞集團公司, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司