[发明专利]一种GIS局放在线监测系统及其故障定位方法

权利要求书

1.一种GIS局放在线监测系统，包括传感器、多路采样装置、后台数据系统和人机交互系统；其特征在于：

所述传感器包括特高频传感器和接触式超声波传感器；所述特高频传感器安装在GIS设备不同气室间的盆式绝缘子上，用于检测GIS设备的金属颗粒放电、悬浮电位放电、沿面放电、内部气隙放电和尖端放电；所述接触式超声波传感器安装在GIS设备的气室壁上，用于检测GIS设备的金属颗粒放电、尖端放电和悬浮放电；

所述多路采样装置通过同轴电缆与传感器相连接，对传感器信号进行采样后通过有线或无线方式传输至后台数据系统；

所述后台数据系统，对多路采样装置传输过来的采样数据进行处理并保存在数据库内，并且所述后台数据系统通过建立被测设备和传感器的台账信息建立GIS空间模型，提供GIS设备各模块的数据横向对比功能和GIS设备在不同时间的历史数据追溯功能；

所述人机交互系统，给用户提供台账设置和数据展示功能，采用B/S或C/S架构，提供网页端和移动设备端的操作方式。

2. 根据权利要求1所述的GIS局放在线监测系统，其特征在于：所述传感器设有多个并且在GIS设备中的具体布置为：对于220kV GIS设备，主变、出线间隔侧应不少于12个特高频传感器，母联、分段、PT间隔应设置6个特高频传感器，GIS母线每隔10米设置1个特高频传感器，在GIS气室上每隔1.5米设置1个接触式超声波传感器。

3.根据权利要求2所述的GIS局放在线监测系统，其特征在于：所述多路采样装置的每个通道对应一个传感器。

4.根据权利要求3所述的GIS局放在线监测系统，其特征在于：所述多路采样装置设置在GIS设备的机柜中，根据被测设备的不同可以在同一个机柜中安装多个多路采样装置。

5.根据权利要求4所述的GIS局放在线监测系统，其特征在于：所述多路采样装置设有信号调理模块和采样芯片；所述采样芯片选用LTC2172，该芯片为12位、采样率65Msps的四通道ADC芯片；所述信号调理模块包括单端信号转差分电路和放大滤波电路。

6.一种如权利要求1-3所述的GIS局放在线监测系统的故障定位方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，安装传感器，并将传感器通过同轴电缆与多路采样装置连接；所述特高频传感器安装在GIS设备不同气室间的盆式绝缘子上；所述接触式超声波传感器安装在GIS设备的气室壁上；

步骤二，通过人机交互系统在后台数据系统中建立设备台账，记录被测GIS设备和其上安装的传感器，在后台数据系统中建立GIS空间模型；

步骤三，GIS局放在线监测系统正常运行时，工作在定时监测模式：根据设置的定时采样间隔，多路采样装置对不同传感器数据进行采样并发送至后台数据系统，后台数据系统对采样数据进行处理，获取放电信息；

步骤四，监测到放电异常后，对GIS局放在线监测系统的结果，基于GIS空间模型进行对比分析和展示；基于多层次的GIS空间模型逐步锁定放电位置，具体为：首先，对多个GIS间隔设置的采样幅值进行横向对比，确定故障间隔；然后，对该间隔的不同气室数据进行横向对比，确定发生故障的大概气室；之后，对同一气室内或相邻气室的不同测试点位数据进行横向对比，判断故障位置；

步骤五，确定放电大致位置后，通过实时采样模式进行更精确的分析；多路采样装置连续采集传感器的实时数据，后台数据系统根据实时数据，一方面可以计算每次采样的放电脉冲的相位-幅值分布，形成PRPD相位图谱，并将连续测得的PRPD图谱进行累加，提高放电判定和放电类型诊断的精度；另一方面，对相邻传感器的时域数据进行对比分析，捕捉放电脉冲起始沿并进而定位放电位置，离放电位置较近的传感器先检测到放电脉冲，离得远的后检测到脉冲，两组数据按照测试时间显示在同一张图上，能够直观地显示放电位置的远近；

所述特高频传感器检测电磁波信号，放电脉冲传播速率约为3*10⁸m/s，在采样速率为1Gsps时，定位精度约为0.3m。