[发明专利]一种GIS局放在线监测系统及其故障定位方法

说明书

本发明公开一种GIS局放在线监测系统及其故障定位方法，该系统包括传感器、多路采样装置、后台数据系统和人机交互系统；所述传感器包括特高频传感器（UHF）和接触式超声波传感器（AE）；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。本发明实现了对GIS的测量结果显示直观，放电判断和定位准确度高。

技术领域

本发明属于电气设备在线监测技术领域，具体涉及了一种GIS局放在线监测系统及其故障定位方法。

背景技术

GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）自20世纪60年代实用化以来，已广泛运行于世界各地。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。但是，GIS在生产和实际运行的过程中，也会产生一系列的问题， SF6气体的泄漏、外部水分的渗入、导电杂质的存在、绝缘子老化等因素影响，都可能导致GIS内部故障。GIS的全密封结构使故障的定位及检修比较困难，检修工作繁杂，事故后平均停电检修时间比常规设备长，其停电范围大，常涉及非故障元件多。对GIS缺陷或故障的诊断，一般是通过检测局部放电的方式。

GIS局放一般是通过特高频法（UHF）和接触式超声波法（AE）进行检测，目前市面上有多种检测设备。但是，由于局放的发生具有周期性和偶然性，在例行巡检过程中很可能会遗漏有问题的设备。GIS在线监测系统被提出以应对这种情况，在线监测系统安装在被测设备处，可以频繁地对设备进行检测。

例如中国专利申请号为CN202110973285.7公开了一种GIS局部放电在线监测系统及方法，所述系统包括：超声波局放、特高频局放及振动三合一传感器、数据采集单元、智能控制柜IED和后台工控机；超声波局放、特高频局放及振动三合一传感器向数据采集单元发送检测到的超声局放信号、特高频局放信号和振动信号；数据采集单元采集上述信号并发送到智能控制柜IED进行数据处理和信号转换；智能控制柜IED与后台工控机通讯连接，用于将进行数据处理和信号转换后的数据传输到后台工控机；后台工控机实时监测接收到的数据并形成图表，分析预判设备风险，实现GIS运行状态的多状态综合采集，大大提高GIS开关运行状态监测的可靠性和有效性。

再如中国专利申请号为CN201521033917.8公开一种基于超声局放GIS设备在线监测系统，其包括至少一个无线超声局放在线监测装置、监测数据采集装置和数据管理终端；其中，所述无线超声局放在线监测装置与监测数据采集装置之间建立有基于无线通信协议的传输路径。其通过在无线超声局放在线监测装置与监测数据采集装置之间建立有基于无线通信协议的传输路径，实现各项数据的传递路劲互补干扰，基于无线通信优势，避免了现有技术中通过电缆等实体传输路径中存在的电磁干扰等问题，同时，通过数据管理终端还能实现无地域和时间限制的访问监测数据。

又如中国专利申请号为CN202010101409.8公开一种用于GIS状态在线监测的无线监测系统，多功能汇聚节点，用于获取被测GIS的运行数据以及智能局放装置发送的局放数据，并根据获取的运行数据和局放数据计算被测GIS的局放程度，同时控制电源同步无线发射装置工作；电源同步无线发射装置，通过多功能汇聚节点的控制，在协议约定时刻发出工频相位同步信号至智能局放装置；智能局放装置，根据电源同步无线发射装置提供的工频相位同步信号采集包括高频UHF和接触式超声AE的局放数据，并发送至多功能汇聚节点。

现有的GIS在线监测系统在布设时一般是以传感器为核心，更关注单个传感器的检测结果，在对局放的判定上结果可信度不高，在发现疑似故障后，往往需要再去现场架设精确检测仪器进行复检，操作较为繁琐。究其原因，现有的在线监测设备没有以被测GIS设备为核心，多检测点关联性不强，难以体现GIS的总体运行状态和历史演变规律，因此，需要开发一种对GIS监测效果更好的在线监测系统。