[发明专利]一种GIS机械缺陷定位装置及其缺陷判定、定位方法

说明书

本发明公开了一种GIS机械缺陷定位装置，用于设置在GIS设备上并对其内部结构存在的缺陷进行检测定位，包括多个传感器和用于接收单个或多个GIS设备上的所有所述传感器的采集器；所述采集器中内置有变换模型，所述变换模型根据单个GIS设备上的所有所述传感器的振动信号计算振动源的特征值，并根据特征值判断是否出现缺陷；同时根据振动源的振幅谱和相位谱，并通过采集器内置的反褶积运算模型得到振动源与所有传感器的相对位置从而对缺陷位置进行定位。该技术通过非侵入式安装，对GIS设备实现实时监测，智能预警；为电力维护人员提供精准的缺陷定位，减少维护时间，为电网稳定运行提供保障。

技术领域

本发明属于电气检测设备技术领域，具体涉及一种GIS机械缺陷定位装置及其缺陷判定、定位方法。

背景技术

GIS英文全称为GAS insulated SWITCHGEAR，是气体绝缘全封闭组合电器。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用，而且在特高压领域也被使用。与常规敞开式变电站相比，GIS的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强，维护工作量很小。

也就是说，整个GIS设备是一种具有多个功能部件的一体式电气装置，由于其封闭特性，故障发生后难以检测；GIS设备在生产、安装、验收、运行过程中存在问题，最终将导致故障的发生；GIS设备其体积大，器件多，一旦出现异常问题，排查困难。

目前GIS机械缺陷检测装置，在GIS表面安装单个或者多个独立的传感器，对传感器的信号进行获取；虽能检测出GIS设备是否存在机械缺陷，但无法对缺陷位置进行精准定位，将加大电力维护人员的工作时间和维护成本。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种GIS机械缺陷定位装置，同时公开采用该设备进行GIS缺陷判定、定位的方法，通过采用非侵入式的安装方式，避免破坏其气密性，同时又能够高效检测，具有低功耗长时间稳定运行的优势。

本发明所采用的技术方案为：

一种GIS机械缺陷定位装置，用于设置在GIS设备上并对其内部结构存在的缺陷进行检测定位，包括多个传感器和用于接收单个或多个GIS设备上的所有所述传感器的采集器；

所述采集器中内置有变换模型，所述变换模型根据单个GIS设备上的所有所述传感器的振动信号计算振动源的特征值，并根据特征值判断是否出现缺陷；

同时根据振动源的振幅谱和相位谱，并通过采集器内置的反褶积运算模型得到振动源与所有传感器的相对位置从而对缺陷位置进行定位。

因为GIS设备中存在有多种功能部件，在工作时无法对内部进行探查，则一旦出现故障也无法及时的获取到具体状况，虽然最彻底的处理方式是打开外壳对其内部进行检修，但由于无法获取到内部运行状态，若定期检修对其气密性造成影响。则最佳维护方式是在外部不打开外壳的情况下进行缺陷检测，在确认没有出现故障或者发现可能出现故障的时不对其进行进一步的探查。

而现有的探测方式有多种，包括声波、振动和射线探测，其中常常使用X射线探测，从而对其内部结构进行成像检测，根据得到的数字图像进行分析，从而能够得到较为直观的结果。但这种方式需要将X射线设备放置在GIS设备一侧，人工操作进行，不仅费时费力，成本较高，且只能定期进行检修，特别是户外电气设施中，检测设备难以到达，则导致其无法有效及时的反馈。

而采用超声波或振动检测，得到的均为反射信号，根据得到的数据进行分析，并根据已经确定的特征值对照表，从而来判定是否出现缺陷。这两种检测方式常用于机械设备的无损检测中，虽然无法得到较为直观的图像数据，但根据特征值进行分析更加准确，且成本较低，采用低功耗的传感器能够进行实时检测。