CN112578230A - 一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法及装置 - Google Patents

一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112578230A
CN112578230A CN202011589096.1A CN202011589096A CN112578230A CN 112578230 A CN112578230 A CN 112578230A CN 202011589096 A CN202011589096 A CN 202011589096A CN 112578230 A CN112578230 A CN 112578230A
Authority
CN
China
Prior art keywords
unit structure
sound
signal
transmission line
fault
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011589096.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112578230B (zh
Inventor
杨帅
张姣
罗向源
杨毅
孙钦章
陈解选
刘侃
廖嘉伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corp
Original Assignee
Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corp filed Critical Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corp
Priority to CN202011589096.1A priority Critical patent/CN112578230B/zh
Publication of CN112578230A publication Critical patent/CN112578230A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112578230B publication Critical patent/CN112578230B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/083—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in cables, e.g. underground
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1209—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing using acoustic measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/1281—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of liquids or gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Locating Faults (AREA)

Abstract

本发明公开一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法及装置，通过在线监测设备实时监测气体绝缘金属封闭输电线路的各个单元结构，捕捉到存在异响特征的声音模拟信号，确定出存在异响的缺陷单元结构，避免内部缺陷进一步发展，并且在气体绝缘金属封闭输电线路击穿时，根据缺陷单元结构，快速、准确地确定出发生击穿的故障单元结构，进而更灵敏地进行故障定位。

Description

一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法及装置
技术领域
本发明涉及输电线路技术领域，更具体地，涉及一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法及装置。
背景技术
气体绝缘金属封闭输电线路(Gas Insulated Metal Enclosed TransmissionLine，GIL)是一种电压等级高、输送容量大、输送距离较长的地下输电线路，亦称为管道输电线路或GIL设备。它采用铝合金导体和壳体，并采用环氧支撑绝缘子支撑导体，使导体固定在壳体中心，在导体和壳体之间充SF6气体或SF6和N2的混合气体，保证导体和壳体之间的绝缘水平。GIL设备一般包括多个单元结构，典型的单元结构主要包括标准直段单元、标准隔板单元、弯管单元、补偿单元、可拆卸单元等5种。这些单元结构内设置有固定支柱绝缘子、滑动支柱绝缘子、隔离绝缘子等支撑导体。
因为GIL设备一系列的优点，GIL设备通常应用在电力***超高压、特高压输变电工程中，其承受的工作场强通常也很高。在实际应用中，由于支柱绝缘子的焊点断裂、支柱绝缘子的嵌件加工不良、螺栓未拧紧、螺栓不匹配、紧固封胶不满足要求等缺陷，容易导致GIL设备异响发生较多。然而，现状GIL设备的缺陷仅能通过运维人员巡视发现，往往要在缺陷发展到较为严重，甚至演变成GIL设备发出击穿放电声音时才能发现，然后再停电，对GIL设备进行故障定位，停电影响较大。可见针对GIL设备的故障定位灵敏度较低。
现有技术中，公开日为2020.10.30、公开号为CN111856225A的中国专利申请提出一种GIL击穿位置识别装置及方法，采用声音采集传感器直线阵列进行多路同步信号采集，直线性排布的阵列结构，使得声音采集传感器在空间位置中也呈线性规律排布，有效提高异响识别的动态响应范围，有效提高了信号采集的抗干扰能力，从而增强了定位精度。但是该方案仍然不能解决故障定位灵敏度较低的技术问题。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述故障定位灵敏度较低的缺陷，提供一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法及装置，能够在气体绝缘金属封闭输电线路击穿时，更灵敏地进行故障定位。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
本发明实施例第一方面公开一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法，所述气体绝缘金属封闭输电线路包括依次相连的多个单元结构，每个所述单元结构配置有一套在线监测设备；所述方法包括：
S1：通过各自配置的在线监测设备采集每个所述单元结构的声音模拟信号；
S2：对每个所述单元结构的声音模拟信号进行处理后，将存在异响特征的声音模拟信号所对应的单元结构确定为缺陷单元结构；
S3：当监听到所述气体绝缘金属封闭输电线路发出击穿放电声音时，将所述缺陷单元结构确定为故障单元结构。
上述技术方案中，通过在线监测设备实时监测气体绝缘金属封闭输电线路的各个单元结构，捕捉到存在异响特征的声音模拟信号，确定出存在异响的缺陷单元结构，避免内部缺陷进一步发展，并且在气体绝缘金属封闭输电线路击穿时，根据缺陷单元结构，快速、准确地确定出发生击穿的故障单元结构，进而更灵敏地进行故障定位。
进一步地，所述在线监测设备包括加速度振动传感器和环境噪声传感器，所述加速度振动传感器设置在所述单元结构的表面，所述环境噪声传感器设置在所述单元结构的附近；步骤S1包括：
S1.1：获取所述加速度振动传感器采集到的振动信号，同时获取所述环境噪声传感器采集到的音频信号；
S1.2：将所述振动信号和所述音频信号作为所述单元结构的声音模拟信号。
进一步地，步骤S2包括：
S2.1：分别将所述振动信号和所述音频信号输入模/数转换器中，转换为两路数字信号；
S2.2：分别对所述两路数字信号进行归一化后，计算得到所述两路数字信号各自的峭度指标；
S2.3：若任一峭度指标大于或等于预设经验值，判定该峭度指标对应的数字信号为异响特征信号；
S2.4：若所述两路数字信号均为异响特征信号，且所述两路数字信号在时域上的时延小于设定阈值，判定所述声音模拟信号存在异响特征；
S2.5：将存在异响特征的声音模拟信号所对应的单元结构确定为缺陷单元结构。
上述技术方案中，还能够结合两路信号进行信号时延分析，从而减少***误报情况，进一步提高异响监测的准确度，提升故障定位的可靠性。
进一步地，步骤S2.2中，所述计算得到所述两路数字信号各自的峭度指标，包括：
通过以下公式计算得到所述两路数字信号各自的峭度：
Figure BDA0002866561650000031
式中，βx代表峭度，N代表所述数字信号的采样点个数，x(ti)代表所述数字信号第i个采样时刻的采样点值，μx代表均值，i为算式求和引入的内部变量；
然后根据峭度和以下公式计算得到所述两路数字信号各自的峭度指标：
Figure BDA0002866561650000032
式中，kv代表峭度指标，σx代表标准差。
进一步地，均值通过以下公式表示：
Figure BDA0002866561650000033
标准差通过以下公式表示：
Figure BDA0002866561650000034
式中，xi代表所述数字信号第i个采样点值。
进一步地，步骤S3包括：
当监听到所述气体绝缘金属封闭输电线路出现击穿放电声音时，判断所述缺陷单元结构的数量是否等于一；
若数量等于一，将所述缺陷单元结构确定为故障单元结构。
上述方案中，具体可以是在缺陷单元结构的数量为一的时候，将缺陷单元结构确定为故障单元结构，从而避免在缺陷单元结构的数量为多个时将所有缺陷单元结构确定为故障单元结构的情况，进一步提高故障定位的准确度。
进一步地，所述判断所述缺陷单元结构的数量是否等于一之后，所述方法还包括：
若数量大于一，获取每个所述缺陷单元结构对应的声压峰值出现时刻，将所述声压峰值出现时刻最先的缺陷单元结构确定为故障单元结构。
上述方案中，通过对比该声压峰值的出现时刻的时序，可以确定出哪个缺陷单元结构的异响最先达到最大响度，从而确定异响最先达到最大响度的缺陷单元结构为故障单元结构，进一步提高故障定位的准确度。
进一步地，所述方法还包括：
若数量大于一，且存在多个所述声压峰值出现时刻最先且相同，获取相应的多个缺陷单元结构各自对应的声压峰值，将所述声压峰值最大的缺陷单元结构确定为故障单元结构。
上述方案中，可以在存在多个缺陷单元结构的异响同时最先达到声压峰值时，通过对比哪个缺陷单元结构的异响的声压峰值最大，来确定声压峰值最大的缺陷单元结构为故障单元结构，进一步提高故障定位的准确度。
进一步地，步骤S2.1中，将音频信号输入模/数转换器中，转换为数字信号之后，所述方法还包括：
将所述音频信号转换后的数字信号的采样点值逐一输入以下公式计算得到各个采样点的声压值；
Figure BDA0002866561650000041
式中，Pe代表声压值，N代表所述数字信号的采样点个数，x代表所述音频信号的采样点值，n为算式求和引入的内部变量；
从所述各个采样点的声压值中确定出声压峰值及声压峰值出现时刻，将所述声压峰值及声压峰值出现时刻与相应的单元结构进行关联存储。
上述方案中，可以对每个单元结构的声压峰值以及声压峰值出现时刻、在线监测设备进行关联存储，在确定发生击穿的故障单元结构的过程中，可以获取每个缺陷单元结构的声压峰值出现时刻、以及声压峰值出现时刻最先且相同的相应的多个缺陷单元结构各自对应的声压峰值，通过这两个参数进行故障定位，可进一步提高故障定位的准确度。
本发明实施例第二方面公开一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位装置，所述气体绝缘金属封闭输电线路包括依次相连的多个单元结构，每个所述单元结构配置有一套在线监测设备；其特征在于，所述故障定位装置包括：
采集单元，用于通过各自配置的在线监测设备采集每个所述单元结构的声音模拟信号；
确定单元，用于对每个所述单元结构的声音模拟信号进行处理后，将存在异响特征的声音模拟信号所对应的单元结构确定为缺陷单元结构；
定位单元，用于在监听到所述气体绝缘金属封闭输电线路出现击穿放电声音时，将所述缺陷单元结构确定为故障单元结构。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明公开一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法及装置，通过在线监测设备实时监测气体绝缘金属封闭输电线路的各个单元结构，捕捉到存在异响特征的声音模拟信号，确定出存在异响的缺陷单元结构，避免内部缺陷进一步发展，并且在气体绝缘金属封闭输电线路击穿时，根据缺陷单元结构，快速、准确地确定出发生击穿的故障单元结构，进而更灵敏地进行故障定位。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法的流程图。
图2为本发明实施例提供的一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位***的示意图。
图3为本发明实施例提供的一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位装置的示意图。
其中：201、单元结构；202、加速度振动传感器；203、环境噪声传感器；204、模/数转换器；205、后台***；301、采集单元；302、确定单元；303、定位单元。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法，包括如下步骤：
S1：通过各自配置的在线监测设备采集每个单元结构的声音模拟信号。
本发明实施例中，气体绝缘金属封闭输电线路(也即GIL设备)包括依次相连的多个单元结构201，每个单元结构201配置有一套在线监测设备，以一个单元结构201为例，如图2所示，在线监测设备包括加速度振动传感器202和环境噪声传感器203，其中，加速度振动传感器202设置在单元结构201的上表面，环境噪声传感器203设置在单元结构201的附近，加速度振动传感器202和环境噪声传感器203分别与模/数转换器204电性连接，模/数转换器204通过光纤与后台***205进行通信连接。
可选地，本发明实施例所公开的气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法的执行主体可以是气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位装置，该故障定位装置可以内嵌在上述后台***205中。
可选地，步骤S1包括：
S1.1：获取加速度振动传感器采集到的振动信号，同时获取环境噪声传感器采集到的音频信号；
其中，加速度振动传感器具体为三维(X、Y、Z方向)加速度振动传感器，加速度振动传感器采集到的振动信号具体为振动移位矢量；环境噪声传感器具体为动圈式环境噪声传感器。
S1.2：将振动信号和音频信号作为单元结构的声音模拟信号。
需要说明的是，当GIL设备的任意一个单元结构发出异响时，分布式配置在GIL设备上的多套在线监测设备会在一定的时间范围内监测到声音模拟信号，为保证整套***具有准确识别缺陷单元结构的能力，多套在线监测设备与GIL设备的多个单元结构一一对应，因此可以根据每个单元结构各自配置的在线监测设备(包括加速度振动传感器202和环境噪声传感器203)，分别采集每个单元结构的振动信号及周围的音频信号。
S2：对每个单元结构的声音模拟信号进行处理后，将存在异响特征的声音模拟信号所对应的单元结构确定为缺陷单元结构。
通过步骤S1-S2，可以在GIL设备刚出现异响时，有效捕捉到异常信号，避免内部缺陷进一步发展。
可选地，步骤S2包括：
S2.1：分别将振动信号和音频信号输入模/数转换器中，转换为两路数字信号。
其中，转换为两路数字信号之后，数字信号是离散的，即在一个小区段内取得的N个采样点，任意一个采样点的值(即区段内任意一个离散值)用x表示。
S2.2：分别对两路数字信号进行归一化后，计算得到两路数字信号各自的峭度指标。
可选地，步骤S2.2中，计算得到两路数字信号各自的峭度指标，包括：
通过以下公式(1)计算得到两路数字信号各自的峭度：
Figure BDA0002866561650000071
式中，βx代表峭度，N代表数字信号的采样点个数，x(ti)代表数字信号第i个采样时刻的采样点值，μx代表均值，i为算式求和引入的内部变量；
由于峭度βx的稳定性较差，可进一步获取峭度指标kv，根据峭度和以下公式(2)计算得到两路数字信号各自的峭度指标：
Figure BDA0002866561650000072
式中，kv代表峭度指标，σx代表标准差。
上述的均值通过以下公式(3)表示：
Figure BDA0002866561650000073
上述的标准差通过以下公式(4)表示：
Figure BDA0002866561650000074
式中，xi代表数字信号第i个采样点值。
S2.3：若任一峭度指标大于或等于预设经验值，判定该峭度指标对应的数字信号为异响特征信号；
其中，预设经验值可以用k0表示，其具体数值可由开发人员根据实际情况而设定，经由两路数字信号各自的峭度指标kv与该预设经验值k0比较，可以判断该数字信号是否为异响特征信号，若kv大于或等于k0，则为异响特征信号；若kv小于k0，则不是异响特征信号。
其中，针对加速度振动传感器采集到的振动信号和环境噪声传感器采集到的音频信号，都是执行同样的处理和峭度指标分析。
S2.4：若两路数字信号均为异响特征信号，且两路数字信号在时域上的时延小于设定阈值，判定声音模拟信号存在异响特征。
其中，设定阈值可以用Δt表示，其具体数值可由开发人员根据实际情况而设定，可选地，Δt的具体数值为0.01、0.02或者0.03s。
其中，两路数字信号的分析结果相结合，若两路数字信号在时域上各自对应的时刻(即发生异响的时刻)比较接近，相差小于Δt，则判定声音模拟信号存在异响特征，相应的单元结构存在内部缺陷。
S2.5：将存在异响特征的声音模拟信号所对应的单元结构确定为缺陷单元结构。
实施该实施方式，能够结合两路信号进行信号时延分析，从而减少***误报情况，进一步提高异响监测的准确度，提升故障定位的可靠性。
S3：当监听到气体绝缘金属封闭输电线路发出击穿放电声音时，将缺陷单元结构确定为故障单元结构。
其中，当GIL设备的内部缺陷发展得较为严重，甚至发生击穿时，会监听到GIL设备发出击穿放电声音，那么可以根据步骤S1-S3确定的存在异响的缺陷单元结构，可以快速、准确地确定出发生击穿的故障单元结构，进而更灵敏地进行故障定位。
考虑到步骤S2之后，缺陷单元结构的数量可以是一个或多个，因此步骤S3中，具体可以是在缺陷单元结构的数量为一的时候，将缺陷单元结构确定为故障单元结构。可选地，步骤S3包括：当监听到气体绝缘金属封闭输电线路出现击穿放电声音时，判断缺陷单元结构的数量是否等于一；若数量等于一，将缺陷单元结构确定为故障单元结构。
为了进一步准确定位发出击穿放电声音的故障单元结构，可选地，在判断缺陷单元结构的数量是否等于一之后，若数量大于一，则获取每个缺陷单元结构的声压峰值出现时刻，将声压峰值出现时刻最先的缺陷单元结构确定为故障单元结构。需要说明的是，每个缺陷单元结构的环境噪声传感器采集到的音频信号都会对应存在一个声压峰值(即最大响度)，通过对比该声压峰值的出现时刻的时序，可以确定出哪个缺陷单元结构的异响最先达到最大响度，从而确定异响最先达到最大响度的缺陷单元结构为故障单元结构，进一步提高故障定位的准确度。
进一步可选地，若数量大于一，且存在多个声压峰值出现时刻最先且相同，则获取相应的多个缺陷单元结构各自对应的声压峰值，将声压峰值最大的缺陷单元结构确定为故障单元结构。从而可以在存在多个缺陷单元结构的异响同时最先达到声压峰值时，通过对比哪个缺陷单元结构的异响的声压峰值最大，来确定声压峰值最大的缺陷单元结构为故障单元结构，进一步提高故障定位的准确度。
可选地，步骤S2.1中，将音频信号输入模/数转换器中，转换为数字信号之后，还可以计算出声压峰值、声压峰值出现时刻及监测到声压峰值的在线监测设备进行关联存储，存储至后台***205的数据库中，由于在线监测设备与单元结构之间的一一对应关系也存储在后台***205的数据库中，这样数据库就可以存储有各个单元结构以及与各个单元结构对应的在线监测设备、声压峰值、声压峰值出现时刻这些数据。具体地，步骤S2.1中，将音频信号输入模/数转换器中，转换为数字信号之后，还包括：
将音频信号转换后的数字信号的采样点值逐一输入以下公式(5)计算得到各个采样点的声压值；从各个采样点的声压值中确定出声压峰值及声压峰值出现时刻，将声压峰值及声压峰值出现时刻与相应的单元结构进行关联存储。
Figure BDA0002866561650000091
式中，Pe代表声压值，N代表数字信号的采样点个数，x代表音频信号的采样点值，n为算式求和引入的内部变量。
从而，在确定发生击穿的故障单元结构的过程中，就可以从上述的后台***205的数据库中获取每个缺陷单元结构的声压峰值出现时刻、以及声压峰值出现时刻最先且相同的相应的多个缺陷单元结构各自对应的声压峰值，通过这两个参数进行故障定位，可进一步提高故障定位的准确度。
本实施例提供一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法，通过在线监测设备实时监测气体绝缘金属封闭输电线路的各个单元结构，捕捉到存在异响特征的声音模拟信号，确定出存在异响的缺陷单元结构，避免内部缺陷进一步发展，并且在气体绝缘金属封闭输电线路击穿时，根据缺陷单元结构，快速、准确地确定出发生击穿的故障单元结构，进而更灵敏地进行故障定位。
除此之外，能够结合两路信号进行信号时延分析，减少***误报情况，进一步提高异响监测的准确度，提升故障定位的可靠性。而且，还能够通过声压峰值出现时刻和声压峰值两个参数进行故障定位，进一步提高故障定位的准确度。
实施例2
如图3所示，本实施例提供一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位装置，其中，该气体绝缘金属封闭输电线路包括依次相连的多个单元结构，每个单元结构配置有一套在线监测设备；故障定位装置包括采集单元301、确定单元302及定位单元303，其中：
采集单元301，用于通过各自配置的在线监测设备采集每个单元结构的声音模拟信号。
确定单元302，用于对每个单元结构的声音模拟信号进行处理后，将存在异响特征的声音模拟信号所对应的单元结构确定为缺陷单元结构。
定位单元303，用于在监听到气体绝缘金属封闭输电线路出现击穿放电声音时，将缺陷单元结构确定为故障单元结构。
可选地，在线监测设备包括加速度振动传感器和环境噪声传感器，加速度振动传感器设置在单元结构的表面，环境噪声传感器设置在单元结构的附近；上述的采集单元301，具体用于获取加速度振动传感器采集到的振动信号，同时获取环境噪声传感器采集到的音频信号，将振动信号和音频信号作为单元结构的声音模拟信号。
进一步可选地，确定单元302包括以下未图示的模块：
转换模块，用于分别将振动信号和音频信号输入模/数转换器中，转换为两路数字信号。
计算模块，用于分别对两路数字信号进行归一化后，计算得到两路数字信号各自的峭度指标；
判定模块，用于在任一峭度指标大于或等于预设经验值时，判定该峭度指标对应的数字信号为异响特征信号；以及，若两路数字信号均为异响特征信号，且两路数字信号在时域上的时延小于设定阈值，判定声音模拟信号存在异响特征。
确定模块，用于将存在异响特征的声音模拟信号所对应的单元结构确定为缺陷单元结构。
可选地，上述计算模块具体通过实施1的公式(1)计算得到两路数字信号各自的峭度，然后根据峭度和实施例1的公式(2)计算得到两路数字信号各自的峭度指标。
可选地，定位单元303，具体用于在监听到气体绝缘金属封闭输电线路出现击穿放电声音时，判断缺陷单元结构的数量是否等于一；若数量等于一，将缺陷单元结构确定为故障单元结构。
可选地，图3所示的故障定位装置还可以包括未图示的对比定位单元，用于在上述定位单元303判断出缺陷单元结构的数量大于一时，获取每个缺陷单元结构对应的声压峰值出现时刻，将声压峰值出现时刻最先的缺陷单元结构确定为故障单元结构。
进一步可选地，上述的对比定位单元，还用于在上述定位单元303判断出缺陷单元结构的数量大于一，且存在多个声压峰值出现时刻最先且相同，获取相应的多个缺陷单元结构各自对应的声压峰值时，将声压峰值最大的缺陷单元结构确定为故障单元结构。
可选地，图3所示的故障定位装置还可以包括未图示的存储单元，用于在上述转换模块将音频信号输入模/数转换器中转换为数字信号之后，将音频信号转换后的数字信号的采样点值逐一输入实施1的公式(5)计算得到各个采样点的声压值；然后从各个采样点的声压值中确定出声压峰值及声压峰值出现时刻，将声压峰值及声压峰值出现时刻与相应的单元结构进行关联存储。
本实施例提供一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位装置，通过在线监测设备实时监测气体绝缘金属封闭输电线路的各个单元结构，捕捉到存在异响特征的声音模拟信号，确定出存在异响的缺陷单元结构，避免内部缺陷进一步发展，并且在气体绝缘金属封闭输电线路击穿时，根据缺陷单元结构，快速、准确地确定出发生击穿的故障单元结构，进而更灵敏地进行故障定位。
除此之外，能够结合两路信号进行信号时延分析，减少***误报情况，进一步提高异响监测的准确度，提升故障定位的可靠性。而且，还能够通过声压峰值出现时刻和声压峰值两个参数进行故障定位，进一步提高故障定位的准确度。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法，其特征在于，所述气体绝缘金属封闭输电线路包括依次相连的多个单元结构，每个所述单元结构配置有一套在线监测设备；所述方法包括：
S1：通过各自配置的在线监测设备采集每个所述单元结构的声音模拟信号；
S2：对每个所述单元结构的声音模拟信号进行处理后，将存在异响特征的声音模拟信号所对应的单元结构确定为缺陷单元结构；
S3：当监听到所述气体绝缘金属封闭输电线路发出击穿放电声音时，将所述缺陷单元结构确定为故障单元结构。
2.根据权利要求1所述的气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法，其特征在于，所述在线监测设备包括加速度振动传感器和环境噪声传感器，所述加速度振动传感器设置在所述单元结构的表面，所述环境噪声传感器设置在所述单元结构的附近；步骤S1包括：
S1.1：获取所述加速度振动传感器采集到的振动信号，同时获取所述环境噪声传感器采集到的音频信号；
S1.2：将所述振动信号和所述音频信号作为所述单元结构的声音模拟信号。
3.根据权利要求2所述的气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法，其特征在于，步骤S2包括：
S2.1：分别将所述振动信号和所述音频信号输入模/数转换器中，转换为两路数字信号；
S2.2：分别对所述两路数字信号进行归一化后，计算得到所述两路数字信号各自的峭度指标；
S2.3：若任一峭度指标大于或等于预设经验值，判定该峭度指标对应的数字信号为异响特征信号；
S2.4：若所述两路数字信号均为异响特征信号，且所述两路数字信号在时域上的时延小于设定阈值，判定所述声音模拟信号存在异响特征；
S2.5：将存在异响特征的声音模拟信号所对应的单元结构确定为缺陷单元结构。
4.根据权利要求3所述的气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法，其特征在于，步骤S2.2中，所述计算得到所述两路数字信号各自的峭度指标，包括：
通过以下公式计算得到所述两路数字信号各自的峭度：
Figure FDA0002866561640000021
式中，βx代表峭度，N代表所述数字信号的采样点个数，x(ti)代表所述数字信号第i个采样时刻的采样点值，μx代表均值，i为算式求和引入的内部变量；
然后根据峭度和以下公式计算得到所述两路数字信号各自的峭度指标：
Figure FDA0002866561640000022
式中，kv代表峭度指标，σx代表标准差。
5.根据权利要求4所述的气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法，其特征在于，均值通过以下公式表示：
Figure FDA0002866561640000023
标准差通过以下公式表示：
Figure FDA0002866561640000024
式中，xi代表所述数字信号第i个采样点值。
6.根据权利要求3所述的气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法，其特征在于，步骤S3包括：
当监听到所述气体绝缘金属封闭输电线路出现击穿放电声音时，判断所述缺陷单元结构的数量是否等于一；
若数量等于一，将所述缺陷单元结构确定为故障单元结构。
7.根据权利要求6所述的气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法，其特征在于，所述判断所述缺陷单元结构的数量是否等于一之后，所述方法还包括：
若数量大于一，获取每个所述缺陷单元结构对应的声压峰值出现时刻，将所述声压峰值出现时刻最先的缺陷单元结构确定为故障单元结构。
8.根据权利要求7所述的气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法，其特征在于，所述方法还包括：
若数量大于一，且存在多个所述声压峰值出现时刻最先且相同，获取相应的多个缺陷单元结构各自对应的声压峰值，将所述声压峰值最大的缺陷单元结构确定为故障单元结构。
9.根据权利要求8所述的气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法，其特征在于，步骤S2.1中，将音频信号输入模/数转换器中，转换为数字信号之后，所述方法还包括：
将所述音频信号转换后的数字信号的采样点值逐一输入以下公式计算得到各个采样点的声压值；
Figure FDA0002866561640000031
式中，Pe代表声压值，N代表所述数字信号的采样点个数，x代表所述音频信号的采样点值，n为算式求和引入的内部变量；
从所述各个采样点的声压值中确定出声压峰值及声压峰值出现时刻，将所述声压峰值及声压峰值出现时刻与相应的单元结构进行关联存储。
10.一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位装置，所述气体绝缘金属封闭输电线路包括依次相连的多个单元结构，每个所述单元结构配置有一套在线监测设备；其特征在于，所述故障定位装置包括：
采集单元，用于通过各自配置的在线监测设备采集每个所述单元结构的声音模拟信号；
确定单元，用于对每个所述单元结构的声音模拟信号进行处理后，将存在异响特征的声音模拟信号所对应的单元结构确定为缺陷单元结构；
定位单元，用于在监听到所述气体绝缘金属封闭输电线路出现击穿放电声音时，将所述缺陷单元结构确定为故障单元结构。
CN202011589096.1A 2020-12-28 2020-12-28 一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法及装置 Active CN112578230B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011589096.1A CN112578230B (zh) 2020-12-28 2020-12-28 一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011589096.1A CN112578230B (zh) 2020-12-28 2020-12-28 一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112578230A true CN112578230A (zh) 2021-03-30
CN112578230B CN112578230B (zh) 2022-08-16

Family

ID=75143815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011589096.1A Active CN112578230B (zh) 2020-12-28 2020-12-28 一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112578230B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1082821A (ja) * 1996-06-03 1998-03-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 送電線事故発生位置標定システム
CN102706560A (zh) * 2012-05-25 2012-10-03 华锐风电科技(江苏)有限公司 一种风力发电机组的状态监测方法和装置
US20140219071A1 (en) * 2011-08-23 2014-08-07 Nec Corporation Failure prediction method and failure prediction system
CN204314424U (zh) * 2014-11-27 2015-05-06 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局 一种gil设备内部故障辅助判断装置
US20150331007A1 (en) * 2014-05-14 2015-11-19 Eni S.P.A Method and system for the continuous remote tracking of a pig device and detection of anomalies inside a pressurized pipeline
CN107228282A (zh) * 2017-07-06 2017-10-03 东北石油大学 一种天然气管道泄漏定位方法和装置
CN109061421A (zh) * 2018-09-11 2018-12-21 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种用于gil击穿定位的可听声测量装置及方法
CN110864801A (zh) * 2019-10-30 2020-03-06 国网福建省电力有限公司检修分公司 变压器噪声与振动在线监测及故障分析***
CN111856225A (zh) * 2020-07-02 2020-10-30 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种gil击穿位置识别装置及方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1082821A (ja) * 1996-06-03 1998-03-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 送電線事故発生位置標定システム
US20140219071A1 (en) * 2011-08-23 2014-08-07 Nec Corporation Failure prediction method and failure prediction system
CN102706560A (zh) * 2012-05-25 2012-10-03 华锐风电科技(江苏)有限公司 一种风力发电机组的状态监测方法和装置
US20150331007A1 (en) * 2014-05-14 2015-11-19 Eni S.P.A Method and system for the continuous remote tracking of a pig device and detection of anomalies inside a pressurized pipeline
CN204314424U (zh) * 2014-11-27 2015-05-06 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局 一种gil设备内部故障辅助判断装置
CN107228282A (zh) * 2017-07-06 2017-10-03 东北石油大学 一种天然气管道泄漏定位方法和装置
CN109061421A (zh) * 2018-09-11 2018-12-21 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种用于gil击穿定位的可听声测量装置及方法
CN110864801A (zh) * 2019-10-30 2020-03-06 国网福建省电力有限公司检修分公司 变压器噪声与振动在线监测及故障分析***
CN111856225A (zh) * 2020-07-02 2020-10-30 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种gil击穿位置识别装置及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
蔡笋等: "基于改进的谱峭度分析的断路器故障诊断", 《仪器仪表与分析监测》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112578230B (zh) 2022-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113124929A (zh) 一种变电站多参数信号采集综合分析***和方法
CN103091609A (zh) 一种gis局部放电在线监测装置性能检测***及其方法
JP6633006B2 (ja) 部分放電監視装置および部分放電監視方法
CN109855710B (zh) 一种汽车衡称重状态监测***及检测方法
CN109342883A (zh) 一种用于电缆的局部老化故障检测定位方法
WO2023284127A1 (zh) 一种基于振动信号的gil缺陷在线监测***及方法
CN114444734A (zh) 一种基于边缘计算的变压器多模态故障诊断方法
CN108362966A (zh) 一种油浸变压器高精度噪声在线监测方法和***
CN111505466A (zh) 一种组合电器局部放电振动检测方法
CN112578230B (zh) 一种气体绝缘金属封闭输电线路的故障定位方法及装置
WO2022105285A1 (zh) 一种基于冲击事件来监测异常状态的***及方法
CN110703149A (zh) 一种利用字符间距的变压器运行状态振声检测方法和***
CN117554736A (zh) 一种在线检测通讯***及工作方法
CN111693831A (zh) 一种组合电器盆式绝缘子松动振动检测方法
CN112014698A (zh) 低压交流电源***长电缆剩余电流检测设备及其方法
CN116699304A (zh) 一种基于多参量联合检测的gis局部放电定位算法
US7076374B2 (en) Methods and systems for detecting and locating damage in a wire
CN107422035A (zh) 一种碳纤维复合芯导线芯棒无损检测装置及方法
Liu et al. An analysis method of GIS equipment fault causes based on online monitoring and joint diagnosis
CN117232644B (zh) 一种基于声学原理的变压器声音监测故障诊断方法及***
CN113075511A (zh) 基于分布式故障录波的线路绝缘监测方法、***及装置
CN110456238A (zh) 一种电晕放电离子源检测方法及***
CN112945597A (zh) 一种基于声音识别方法的变电站高压设备运行状态监测方法
CN117169636B (zh) 一种智能化耐高温铝电解电容器环境检测***
CN116626445B (zh) 一种线缆故障检测***及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant