一种检测GIS内置传感器布置有效性的方法及系统

技术领域

本发明涉及输变电设备状态传感技术领域，更具体地，涉及一种检测GIS内置传感器布置有效性的方法及系统。

背景技术

气体绝缘开关设备GIS(Gas Insulated Switchgear)是电力系统的关键设备，其主要功能是切除电力系统故障和改变系统运行方式。随着我国电网规模增大，GIS绝缘放电故障频发，为此，现场通常采用GIS特高频(Ultra High Frequency，UHF)传感器检测GIS是否存在局部放电，进而判断GIS是否存在绝缘放电故障隐患，避免GIS故障。

特高频传感器根据安装方式可分为外置式和内置式两种。外置式传感器通常安装在GIS盆式绝缘子边缘，通过探测从法兰泄露的电磁波信号来实现局部放电检测，但是由于电磁波衰减且外界电磁干扰的影响，外置式传感器检测灵敏度不高。内置式传感器安装在GIS腔体内，因此电磁波衰减较小，同时，金属管道可有效屏蔽外界电磁干扰信号，这就使得内置式特高频传感器具有较高的检测灵敏度。

近年来，多数GIS制造厂家采用金属法兰的盆式绝缘子，使得局部放电产生的电磁波完全被屏蔽在GIS内部，在GIS外部使用外置式传感器难以检测到信号，这更突显了安装使用内置式传感器的必要性。受GIS结构的影响，局部放电引发的电磁波传播到内置传感器的波形和幅值等参数将发生改变，增加了对局部放电源定位的复杂性。内置式传感器的布置位置、数量等因素将直接影响GIS内局部放电信号的检测有效性。现有技术还没有涉及对GIS内置式传感器的布置有效性进行研究。

因此，为了增加检测特高压GIS内部局部放电的有效性和准确性，亟需一种用于检测特高压GIS内置特高频传感器布点有效性的方法。

发明内容

本发明技术方案提供一种检测GIS内置传感器布置有效性的方法及系统，以解决如何对GIS内置传感器的设置有效性进行检测的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种检测GIS内置传感器布置有效性的方法，所述方法包括：

选择GIS内置的任意相邻的第一传感器和第二传感器；

去除所述第一传感器的第一端与第二传感器的第二端之间的信号传输线；

将测量装置分别连接于所述第一传感器的第一端与第二传感器的第二端，获取第一传感器和第二传感器的平均传输损耗曲线；

基于所述平均传输损耗曲线确定GIS内置的第一传感器和第二传感器布置的有效性。

优选地，包括：通过所述平均传输损耗曲线计算所述第一传感器和所述第二传感器之间的平均传输损耗；

将所述平均传输损耗与传输损耗阈值进行比较，当所述平均传输损耗小于传输损耗阈值时，确定GIS内置的第一传感器和第二传感器布置为有效。

优选地，所述传输损耗阈值为70dB。

优选地，所述测量装置包括：网络分析仪或回波损耗测试仪器。

优选地，所述第一传感器和所述第二传感器为特高频传感器。

基于本发明的另一方面，本发明提供一种检测GIS内置传感器布置有效性的系统，所述系统包括：

初始单元，用于选择GIS内置的任意相邻的第一传感器和第二传感器；去除所述第一传感器的第一端与第二传感器的第二端之间的信号传输线；

测量单元，用于将测量装置分别连接于所述第一传感器的第一端与第二传感器的第二端，获取第一传感器和第二传感器的平均传输损耗曲线；

结果单元，用于基于所述平均传输损耗曲线确定GIS内置的第一传感器和第二传感器布置的有效性。

优选地，所述结果单元，还用于：通过所述平均传输损耗曲线计算所述第一传感器和所述第二传感器之间的平均传输损耗；

将所述平均传输损耗与传输损耗阈值进行比较，当所述平均传输损耗小于传输损耗阈值时，确定GIS内置的第一传感器和第二传感器布置为有效。

优选地，所述传输损耗阈值为70dB。

优选地，所述测量装置包括：网络分析仪或回波损耗测试仪器。

优选地，所述第一传感器和所述第二传感器为特高频传感器。

本发明技术方案提供一种检测GIS内置传感器布置有效性的方法及系统，其中方法包括：选择GIS内置的任意相邻的第一传感器和第二传感器；去除第一传感器的第一端与第二传感器的第二端之间的信号传输线；将测量装置分别连接于第一传感器的第一端与第二传感器的第二端，获取第一传感器和第二传感器的平均传输损耗曲线；基于平均传输损耗曲线确定GIS内置的第一传感器和第二传感器布置的有效性。本发明技术方案提高了检测特高压GIS内部局部放电的有效性和准确性，能够减少不必要的传感器布置，提高了经济效益，是一种用于检测特高压GIS内置特高频传感器布点有效性的方法。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本发明优选实施方式的一种检测GIS内置传感器布置有效性的方法流程图；

图2为根据本发明优选实施方式的S21大于70dB的传输损耗曲线示意图：

图3为根据本发明优选实施方式的S21小于70dB的传输损耗曲线示意图；以及

图4为根据本发明优选实施方式的一种检测GIS内置传感器布置有效性的系统结构图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本发明优选实施方式的一种检测GIS内置传感器布置有效性的方法流程图。本发明解决了特高压GIS内置式传感器布置过程中，传感器布点缺乏科学有效评估方法的问题，增加检测特高压GIS内部局部放电信号的有效性和准确性，减少不必要测量点传感器设备的安装，提高经济效益。

如图1所示，本发明技术方案提供一种检测GIS内置传感器布置有效性的方法，方法包括：

步骤101：选择GIS内置的任意相邻的第一传感器和第二传感器；优选地，第一传感器和第二传感器为特高频传感器。

步骤102：去除第一传感器的第一端与第二传感器的第二端之间的信号传输线；

本发明在对特高压GIS内置特高频传感器布点有效性检测时采用传输损耗法，首先取下任意相邻两传感器单元上信号传输线(对于带有保护端子的传感器单元，不要取下保护端子)。

步骤103：将测量装置分别连接于第一传感器的第一端与第二传感器的第二端，获取第一传感器和第二传感器的平均传输损耗曲线；优选地，测量装置包括：网络分析仪或回波损耗测试仪器。

本发明将测量装置，如将网络分析仪或传输损耗专用测试仪的测量引线连接到传感器单元上，对平均传输损耗曲线进行测量。

步骤104：基于平均传输损耗曲线确定GIS内置的第一传感器和第二传感器布置的有效性。

优选地，包括：通过平均传输损耗曲线计算第一传感器和第二传感器之间的平均传输损耗；

将平均传输损耗与传输损耗阈值进行比较，当平均传输损耗小于传输损耗阈值时，确定GIS内置的第一传感器和第二传感器布置为有效。

优选地，传输损耗阈值为70dB。

本发明测量相邻两传感器间平均传输损耗曲线，平均传输损耗曲线的测量方法如下：

选择网络分析仪或传输损耗测试仪器的S21或S12参数测量功能；

将测量引线接入网络分析仪或传输损耗测试仪器的测量端口；

将网络分析仪或传输损耗测试仪的校准件连接到测量引线上进行校准；

将测量引线连接到待测元件，如保护端子、信号传输线或传感器单元等；

网络分析仪或传输损耗测试仪自动测量得到传输损耗曲线；

根据传输损耗曲线计算各频率点传输损耗得算数平均值得到平均传输损耗。设801个测量点的传输损耗分别为A

C＝20log(B)

C即为平均传输损耗。

本发明中任意相邻两传感器间的平均传输损耗应≤70dB。

本发明提出的内置特高频传感器的布点有效性的检测方法具有容易操作、易于实施、判断准确高的优点。利用本发明的检测方法，优化了内置式特高频传感器的布置方式，缩减了传感器不合理安装带来的财产耗费，提高了特高压GIS运维的经济效益。

本发明对某站1000kV特高压变电站170台特高频传感器的传输损耗进行了测试，合格和不合格的测试结果分别如附图2和3所示。本发明的检测方法对特高压传感器的布点有效性的测试效果较好。

图4为根据本发明优选实施方式的一种检测GIS内置传感器布置有效性的系统结构图。如图4所示，本发明提供一种检测GIS内置传感器布置有效性的系统，系统包括：

初始单元401，用于选择GIS内置的任意相邻的第一传感器和第二传感器；去除第一传感器的第一端与第二传感器的第二端之间的信号传输线；优选地，第一传感器和第二传感器为特高频传感器。

测量单元402，用于将测量装置分别连接于第一传感器的第一端与第二传感器的第二端，获取第一传感器和第二传感器的平均传输损耗曲线；优选地，测量装置包括：网络分析仪或回波损耗测试仪器。

结果单元403，用于基于平均传输损耗曲线确定GIS内置的第一传感器和第二传感器布置的有效性。

优选地，结果单元403，还用于：通过平均传输损耗曲线计算第一传感器和第二传感器之间的平均传输损耗；

将平均传输损耗与传输损耗阈值进行比较，当平均传输损耗小于传输损耗阈值时，确定GIS内置的第一传感器和第二传感器布置为有效。

优选地，传输损耗阈值为70dB。

本发明优选实施方式的一种检测GIS内置传感器布置有效性的系统400与本发明优选实施方式的一种检测GIS内置传感器布置有效性的方法100相对应，在此不再进行赘述。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。