本方面涉及組合電器故障定位技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種GIS耐壓故障定位裝置。

背景技術(shù)：

隨著我國智能變電站的快速發(fā)展，特高壓建設(shè)的不斷推進(jìn)，GIS(Gas Insulated Switchgear)組合電器在智能變電站中的作用愈加突出。GIS組合電器的質(zhì)量是智能變電站可靠供電的強力保障，因此在建設(shè)過程中對于GIS供電可靠性的考察尤為突出。而GIS耐壓試驗是考驗GIS整體質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在耐壓過程中，GIS內(nèi)部一些絕緣缺陷都會被找到并由工作人員將缺陷排除掉，從而提高GIS的供電可靠性。

在尋找GIS絕緣缺陷即耐壓過程中的放電點時，是整個耐壓過程的重要環(huán)節(jié)。最原始的做法是聽聲定位法，將工作人員分布在GIS周邊，然后由試驗人員升壓，在發(fā)生擊穿時再由工作人員根據(jù)聽到的聲音判斷GIS故障點的位置。這種做法最原始也是效率最低的，因為發(fā)生擊穿時的聲音會伴有回音，所以工作人員往往聽不真切，所以得重復(fù)性的升壓多聽幾次后才能找到故障點。由于耐壓試驗屬于破壞性試驗，重復(fù)壓也給設(shè)備帶來一定的損害，因此這種聽聲定位法已經(jīng)逐步停止使用?，F(xiàn)在使用最廣泛的一種故障定位方法是振動法，利用GIS擊穿故障時產(chǎn)生的機械振動信號來定位故障點，采用振動法進(jìn)行GIS耐壓中擊穿故障定位也須要在被試GIS上布置大量振動傳感器，在耐壓試驗過程中，所有傳感器同時工作，監(jiān)測數(shù)據(jù)。由于振動信號也是向故障點兩側(cè)同時傳播，因此，采用振動法時在采取特殊位置的振動信號時較難一次性確定故障點。在后來添加算法改進(jìn)后，振動法的準(zhǔn)確性才得以提高。

無論是聽聲定位法還是振動法都得在GIS上分布好工作人員或者振動傳感器，效率比較低。因此，如何提出一種能夠快速精確的定位GIS故障點的裝置也成為大家比較關(guān)注的事情并成為亟待解決的課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種GIS耐壓故障定位方法及定位裝置，用于解決現(xiàn)有判斷GIS組合電器故障發(fā)生的位置只能通過人工聽聲定位和振動的方法來解決，故障定位困難、定位手段繁瑣的問題。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

一種GIS耐壓故障定位裝置，用于判斷GIS組合電器故障發(fā)生位置，其特征是，包括多個光電傳感器，用于檢測氣室內(nèi)的光信號；多個氣體壓力傳感器，用于檢測氣室內(nèi)的絕緣氣體壓力；多個電流采集單元，用于采集氣室內(nèi)電回路的故障電流；多個電壓傳感器，用于檢測氣室內(nèi)負(fù)載的端電壓；處理單元，用于處理接收到的信號；故障報警單元，用于將故障信息進(jìn)行及時報警；電源模塊，用于給光電傳感器、氣體壓力傳感器和處理單元提供供電電源；

在GIS組合電器的每個氣室內(nèi)的絕緣盆上分別設(shè)置有一個光電傳感器和一個氣體壓力傳感器，在每個氣室的電回路上均連接有一電流采集單元，在每個氣室的負(fù)載兩端分別設(shè)置有一電壓傳感器用于檢測負(fù)載端電壓；光電傳感器、氣體壓力傳感器、電流采集單元和電壓傳感器分別與處理單元的信號輸入端相連，處理單元的輸出控制端與故障報警單元通過以太網(wǎng)相連。

進(jìn)一步地，所述的處理單元包括信號處理模塊，信號處理模塊包括單片機電路；所述的電流采集單元包括電流傳感器；所述的電源模塊包括電源轉(zhuǎn)換電路；所述的光電傳感器包括光電轉(zhuǎn)換電路。

進(jìn)一步地，所述的單片機電路包括STM32F103VET6芯片及其外圍電路；所述的電源轉(zhuǎn)換電路包括220V轉(zhuǎn)12V電路和12V轉(zhuǎn)3.3V電路。

進(jìn)一步地，所述的故障報警單元包括文字報警，或燈光報警，或聲音報警。

本實用新型的有益效果是：

在耐壓過程發(fā)生擊穿時，產(chǎn)生的出來振動信號外在GIS內(nèi)部還會產(chǎn)生光信號，這個光信號是故障時電壓擊穿絕緣物件產(chǎn)生的。本實用新型通過光信號是否產(chǎn)生，來判斷故障的發(fā)生位置。

為了增大判斷的準(zhǔn)確率，本實用新型還通過封閉氣室氣體壓力來判斷絕緣氣體是否發(fā)生擊穿；判斷氣體壓力本發(fā)明通過氣體壓力傳感器來檢測實時氣壓，當(dāng)實時電壓與初始電壓相比，出現(xiàn)了突增時，則表明絕緣物體發(fā)生了擊穿。

本實用新型不僅能夠判斷故障發(fā)生的位置，還能夠判斷故障產(chǎn)生的原因。本發(fā)明根據(jù)負(fù)載電流、實時電壓的大小來判斷故障的原因，包括發(fā)生故障電流、發(fā)生過電壓、由于GIS本身的生產(chǎn)或安裝不符合要求。

本實用新型采用的光電傳感器、電流采集單元、電壓傳感器、溫度傳感器均設(shè)置有不同的編號，能準(zhǔn)確定位是哪一個氣室發(fā)生了故障。

附圖說明

圖1為本實用新型模塊結(jié)構(gòu)連接圖；

圖2為本實用新型光電轉(zhuǎn)換電路圖；

圖3為本實用新型單片機電路圖；

圖4為本實用新型220V轉(zhuǎn)12V電路圖；

圖5為本實用新型12V轉(zhuǎn)3.3V電路。

具體實施方式

如圖1所示，一種GIS耐壓故障定位裝置，包括多個光電傳感器，用于檢測氣室內(nèi)的光信號；多個氣體壓力傳感器，用于檢測氣室內(nèi)的絕緣氣體壓力；多個電流采集單元，用于采集氣室內(nèi)電回路的故障電流；多個電壓傳感器，用于檢測氣室內(nèi)負(fù)載的端電壓；處理單元，用于處理接收到的信號；故障報警單元，用于將故障信息進(jìn)行及時報警；電源模塊，用于給光電傳感器、氣體壓力傳感器、溫度傳感器和處理單元提供供電電源；

在GIS組合電器的每個氣室內(nèi)的絕緣盆上分別設(shè)置有一個光電傳感器和一個氣體壓力傳感器，在每個氣室的電回路上均連接有一電流采集單元，在每個氣室的負(fù)載兩端分別設(shè)置有一電壓傳感器用于檢測負(fù)載端電壓；光電傳感器、氣體壓力傳感器、電流采集單元和電壓傳感器分別與處理單元的信號輸入端相連，處理單元的輸出控制端與故障報警單元相連。

處理單元包括信號處理模塊，信號處理模塊包括單片機電路；電流采集單元包括電流傳感器；電源模塊包括電源轉(zhuǎn)換電路；光電傳感器包括光電轉(zhuǎn)換電路。

如圖2所示，光電傳感器包括光電轉(zhuǎn)換電路，光電轉(zhuǎn)換電路包括光電二極管SFH2701、運放U10A、電阻R1、電阻R2、電容C1、電容C2、電容C5；光電二極管SFH2701根據(jù)光的變化輸出電壓的變化，輸出的電壓通過電阻和電容的濾波后，經(jīng)過運放U10A進(jìn)行信號放大，輸出電壓信號。

如圖3所示，單片機電路包括STM32F103VET6芯片，用于給定基準(zhǔn)頻率的晶振電路，由多個電容并聯(lián)組成的用于退耦的退耦電路，串口電路，用于上傳或下載的BOOT電路。

如圖4和圖5所示，電源轉(zhuǎn)換電路包括220V轉(zhuǎn)12V電路和12V轉(zhuǎn)3.3V電路。

220V轉(zhuǎn)12V電路用于給各個傳感器進(jìn)行供電，先經(jīng)過電壓互感器T1進(jìn)行初步降壓處理，由于傳感器的供電電壓需要直流電壓，因此初步降壓后的交流電壓經(jīng)過一個整流橋D1進(jìn)行整流處理；經(jīng)過整流后的電壓通過由電容和穩(wěn)壓芯片構(gòu)成的濾波穩(wěn)壓電路，分別輸出+12V和-12V的電壓；LM7812穩(wěn)壓芯片輸出+12V的穩(wěn)壓電壓，LM7912CT穩(wěn)壓芯片輸出-12V的穩(wěn)壓電壓。

一般單片機的工作電壓在3.3V-5V之間，因此本實用新型設(shè)計了12V轉(zhuǎn)3.3V電路，用于給單片機電路供電；+12V電壓先經(jīng)過電容和電阻的濾波后，通過DC-DC芯片進(jìn)行降壓，降壓后再次進(jìn)行濾波電路，輸出+3.3V電壓。

單片機電路根據(jù)氣體壓力傳感器檢測實時電壓，如果實時壓力瞬增，或?qū)崟r壓力瞬增后下降，則表示氣室內(nèi)的絕緣氣體被擊穿。

當(dāng)單片機電路判斷電流采集單元采集到的負(fù)載電流為0，則表示故障原因是出現(xiàn)了故障電流，或短路電流；當(dāng)單片機電路判斷電壓傳感器檢測到的電壓大于初始電壓，則表示故障原因是由于過電壓；如果兩者都不是，則表示故障原因是由于GIS組合電器本身由于生產(chǎn)或安裝不規(guī)范造成的。

故障報警單元包括文字報警，或燈光報警，或聲音報警。

上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式進(jìn)行了描述，但并非對本實用新型保護(hù)范圍的限制，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。