本發(fā)明涉及高電壓試驗，具體涉及一種聲光電融合的gis耐壓試驗擊穿點(diǎn)定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、交流耐壓試驗是檢驗gis設(shè)計、制造、安裝水平，確定gis絕緣強(qiáng)度是否符合投運(yùn)要求的重要試驗。在gis耐壓試驗期間，因為設(shè)備絕緣缺陷導(dǎo)致的擊穿放電時有發(fā)生，為了提高試驗效率、盡快修復(fù)故障設(shè)備、減少檢修工作量、盡量避免重復(fù)加壓，及時、準(zhǔn)確找到gis擊穿點(diǎn)是非常必要的。

2、過去十多年國內(nèi)外研究開發(fā)了多種類型的gis耐壓試驗擊穿定位的技術(shù)和裝置，具有代表性的有多點(diǎn)位超聲波幅值定位、多點(diǎn)位超聲波時延遲定位、聲電聯(lián)合定位、多點(diǎn)位聲信號定位等方法裝置，推動了gis耐壓試驗擊穿定位點(diǎn)查找方法從“聽聲辨位”、變換狀態(tài)重復(fù)加壓、逐個氣室氣體分解產(chǎn)物檢測、多氣室解體檢查等低效粗放手段向科學(xué)計算、準(zhǔn)確定位的提升。然而，從大量現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗看，現(xiàn)有的定位技術(shù)仍然存在相當(dāng)?shù)穆y或者誤判概率，影響設(shè)備檢修和試驗效率。通過聲信號開展的擊穿點(diǎn)定位，無論何種頻段的聲信號，因為在gis管狀腔式特殊結(jié)構(gòu)中振蕩疊加或折反射，都可能導(dǎo)致某些非擊穿點(diǎn)區(qū)域出現(xiàn)異常聲信號，導(dǎo)致誤判擊穿點(diǎn)位于該區(qū)域。通過高頻電信號開展的擊穿點(diǎn)定位，因為信號傳輸路徑的不確定性，再加上因為固定測點(diǎn)導(dǎo)致很多時候只能采集的信號有限，實際應(yīng)用中定位效果不佳?，F(xiàn)有的聲電聯(lián)合的定位技術(shù)，通過電信號和聲信號綜合判斷降低了誤判概率，但對于出現(xiàn)在擊穿區(qū)域的振蕩疊加或折反射產(chǎn)生的超聲波信號仍然沒有提出識別方法，可能因為將非擊穿相關(guān)信號判斷為擊穿相關(guān)信號而影響定位準(zhǔn)確度。

3、因此，現(xiàn)在亟需設(shè)計聲光電融合的gis耐壓試驗擊穿點(diǎn)定位方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)gis耐壓試驗擊穿產(chǎn)生的聲信號干擾較大、高頻信號傳輸路徑不確定且采集困難，可能導(dǎo)致?lián)舸┒ㄎ宦y擊穿點(diǎn)或誤判擊穿點(diǎn)的問題，目的在于提供一種聲光電融合的gis耐壓試驗擊穿點(diǎn)定位方法及系統(tǒng)，將可信度較高但定位計算困難的高頻對地電流、光脈沖與采樣簡單但干擾較大的超聲波相結(jié)合，通過超聲波、光脈沖、高頻對地電流等物理量的幅值分布和時延邏輯的分析比對，提取與耐壓試驗擊穿相關(guān)并可用于定位計算的信號，去除干擾信號，再通過有效信號的聲光電時延計算，準(zhǔn)確定位擊穿點(diǎn)。

2、本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、聲光電融合的gis耐壓試驗擊穿點(diǎn)定位方法，包括以下步驟：

4、將高頻傳感器通過穿心方式接入gis接地銅排，將超聲波傳感器設(shè)置于gis金屬殼體外表面，并將光傳感器設(shè)置于gis觀察窗；

5、隨后在gis耐壓試驗期間，通過不低于a?ms/s的采樣率同步采集所有高頻傳感器、超聲波傳感器和光傳感器信號；

6、當(dāng)gis耐壓試驗擊穿時，提取觸發(fā)的所有高頻傳感器、超聲波傳感器和光傳感器信號，并根據(jù)幅值分布和時延邏輯對提取的所有觸發(fā)信號進(jìn)行評估，選取與此次gis耐壓試驗擊穿相關(guān)聯(lián)且能用于定位計算的若干觸發(fā)信號；

7、在所有所述觸發(fā)信號中，讀取各超聲波信號與高頻對地電流信號的時延，或各超聲波信號與光脈沖信號的時延；

8、根據(jù)時延，將gis視為線型結(jié)構(gòu)并確定擊穿點(diǎn)位置。

9、更進(jìn)一步的方案，所述根據(jù)幅值分布和時延邏輯對提取的所有觸發(fā)信號進(jìn)行評估，選取與此次gis耐壓試驗擊穿相關(guān)聯(lián)且能用于定位計算的若干觸發(fā)信號的具體步驟包括：

10、將所有高頻傳感器、超聲波傳感器和光傳感器檢測到信號幅值進(jìn)行列表；

11、在所述列表中找出各類傳感器所有觸發(fā)信號的峰值點(diǎn)；

12、標(biāo)記各類觸發(fā)信號峰值點(diǎn)所在區(qū)域，若存在同一個間隔或同一段母線同時觸發(fā)超聲波信號峰值和高頻對地電流信號峰值，或同時觸發(fā)有超聲波信號峰值和光脈沖信號峰值的情況，選取該間隔或該段母線觸發(fā)的相應(yīng)信號為與此次gis耐壓試驗擊穿相關(guān)的觸發(fā)信號；

13、最后在該間隔或該段母線中，得到與此次gis耐壓試驗擊穿相關(guān)的超聲波信號峰值與高頻對地電流信號峰值的時延，或超聲波信號峰值與光脈沖信號峰值的時延。

14、更進(jìn)一步的方案，所有所述超聲波傳感器的信號幅值列表為as＝{as1、as2、...、as(i-1)、asi、as(i+1)、....asm}，m為本次耐壓試驗期間在gis上布置的超聲波傳感器數(shù)量；

15、所有所述高頻傳感器檢測到信號幅值列表為ah＝{ah1、ah2、...、ah(j-1)、ahj、ah(j+1)、....ahn}，n為本次耐壓試驗期間在gis上布置的高頻傳感器數(shù)量；

16、所有所述光傳感器檢測到信號幅值列表為al＝{al1、al2、...、al(k-1)、alk、al(k+1)、....alp}，p為本次耐壓試驗期間在gis上布置的光傳感器數(shù)量。

17、更進(jìn)一步的方案，對于未觸發(fā)異常信號的超聲波傳感器、高頻傳感器和光傳感器，檢測信號幅值記為0。

18、更進(jìn)一步的方案，超聲波信號峰值點(diǎn)asi滿足表達(dá)式：asi-as(i-1)＞0且asi-as(i+1)＞0，高頻對地電流信號峰值點(diǎn)ahj滿足表達(dá)式：ahj-ah(j-1)＞0且ahj-ah(j+1)＞0，光脈沖信號峰值點(diǎn)alk滿足表達(dá)式：alk-al(k-1)＞0且alk-al(k+1)＞0。

19、更進(jìn)一步的方案，所述超聲波信號峰值與高頻對地電流信號峰值的時延，根據(jù)表達(dá)式：δt(si，hj)≥δt[s(i-1)，hj]且δt(si，hj)≥δt[s(i+1)，hj]，判斷編號s(i-1)、si、s(i+1)的超聲波傳感器觸發(fā)的超聲波信號與編號hj的高頻傳感器觸發(fā)的高頻對地電流信號時延，用于定位計算；

20、所述超聲波信號峰值與光脈沖信號峰值的時延，根據(jù)表達(dá)式：δt(si，lk)≥δt[s(i-1)，lk]且δt(si，hj)≥δt[s(i+1)，lk]，判斷編號s(i-1)、si、s(i+1)的超聲波傳感器觸發(fā)的超聲波信號與編號lk的光傳感器觸發(fā)的光脈沖信號時延，用于定位計算。

21、更進(jìn)一步的方案，所述根據(jù)時延，將gis視為線型結(jié)構(gòu)并確定擊穿點(diǎn)位置的具體步驟包括：

22、根據(jù)各超聲波信號與高頻對地電流信號的時延，或各超聲波信號與光脈沖信號的時延，計算擊穿點(diǎn)與各超聲波傳感器的距離；

23、當(dāng)?shù)玫酵粎^(qū)域2個或以上超聲波傳感器與擊穿點(diǎn)的距離，就可以將gis視為線型結(jié)構(gòu)直接確定擊穿點(diǎn)位置。

24、更進(jìn)一步的方案，若同一區(qū)域僅有1個超聲波傳感器觸發(fā)擊穿相關(guān)的超聲波信號，則根據(jù)擊穿點(diǎn)與該超聲波傳感器距離提供數(shù)個疑似擊穿點(diǎn)位置。

25、更進(jìn)一步的方案，計算擊穿點(diǎn)與各超聲波傳感器的距離的公式為：

26、lsi＝vs×δtsi；

27、式中，lsi為編號si的超聲波傳感器與擊穿點(diǎn)的距離，△tsi為編號si的超聲波傳感器觸發(fā)的超聲波信號與擊穿相關(guān)并可用于定位計算的高頻對地電流信號或光脈沖信號的時延。

28、更進(jìn)一步的方案，本發(fā)明還提供了一種聲光電融合的gis耐壓試驗擊穿點(diǎn)定位系統(tǒng)，包括：

29、傳感器模塊，所述傳感器模塊包括多個超聲波傳感器、高頻傳感器和光傳感器，所述超聲波傳感器、高頻傳感器和光傳感器分別用于檢測gis耐壓試驗擊穿時產(chǎn)生的超聲波信號、高頻對地電流信號和光脈沖信號；所述高頻傳感器通過穿心方式接入gis接地銅排，所述超聲波傳感器設(shè)置于gis金屬殼體外表面，所述光傳感器設(shè)置于gis觀察窗；

30、采集模塊，所述采集模板包括有若干通道，通過不低于a?ms/s的采樣率同步采集所有高頻傳感器、超聲波傳感器和光傳感器信號；

31、分析模塊，所述分析模塊用于對采集的gis耐壓試驗擊穿時產(chǎn)生的超聲波信號、高頻對地電流信號和光脈沖信號進(jìn)行幅值分布和時延邏輯的評估，提取與此次gis耐壓試驗擊穿相關(guān)并能用于定位計算的觸發(fā)信號，在此基礎(chǔ)上計算并給出擊穿點(diǎn)位置。

32、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

33、1.本發(fā)明提供了一種聲光電融合的gis耐壓試驗擊穿點(diǎn)定位方法及系統(tǒng)，采集gis耐壓試驗擊穿時產(chǎn)生的超聲波信號、光脈沖信號、高頻對地電流信號，通過幅值分布和時延邏輯情況對所有觸發(fā)信號進(jìn)行評估，量化選取與gis耐壓試驗擊穿相關(guān)并可用于定位計算的信號，排除與試驗擊穿無關(guān)或波形畸變的干擾信號，利用高頻對地電流、光脈沖傳播速度比超聲波高出幾個數(shù)量級的原理，在采集時可以認(rèn)為高頻對地電流、光脈沖信號相當(dāng)于超聲波信號是瞬間到達(dá)，從而精確讀取用于定位計算的分辨率較高的聲光電信號時延，準(zhǔn)確計算擊穿點(diǎn)位置，大大降低了因為漏測、誤判導(dǎo)致的擊穿定位失敗概率。

34、2.本發(fā)明提供了一種聲光電融合的gis耐壓試驗擊穿點(diǎn)定位方法及系統(tǒng)，將gis耐壓試驗擊穿期間產(chǎn)生的多點(diǎn)位聲光電信號融合分析，最大程度提高了擊穿定位的準(zhǔn)確度和可信度，即使觸發(fā)的有效超聲波信號只有1個也能進(jìn)行定位計算，系統(tǒng)采集聲信號和電光信號時延所需的采樣率不高，判斷信號有效性和定位所需的計算能力不高，兼顧了適用性和經(jīng)濟(jì)性。