一种穿墙套管局部放电源定位的方法、装置、媒体及系统制造方法及图纸

本发明专利技术属于电力故障监测技术领域，特别涉及一种穿墙套管局部放电源定位的方法，能通过建立数学模型，能排除掉各种干扰因素，较快、较准地测算出局部放电的位置，解决了局放源坐标难确定、定位精度差的问题，适合在电力监控行业推广。本发明专利技术还提供了一种存储有该方法程序的非暂态可读记录媒体、装置及包含该媒体的系统，通过处理电路可以调用该程序，以执行上述方法。方法。方法。

【技术实现步骤摘要】
一种穿墙套管局部放电源定位的方法、装置、媒体及系统


[0001]本专利技术属于电力故障监测
，公开了一种穿墙套管局部放电源定位的方法、装置、系统及存储有能执行该方法程序的记录媒体。

技术介绍

[0002]局部放电(PD)检测是一种可以有效反映电力设备内部绝缘状况是否符合标准的诊断手段。当发生电气绝缘老化，电荷积累突然释放时，局部放电很容易发生在电介质内部的空隙、污染的衬套表面以及高电压下尖锐的金属几何形状中，进而引发全面性故障。而应运而生的局部放电定位则有助于在老化早期发现故障位置，减少停电时间，对于制定检修方案具有重要参考价值。
[0003]目前基于平面布局特高频(UHF)天线阵列的变压器套管局部放电检测与定位方法获得应用，但定位距离误差偏大，且未提供有效准确的定位方法。在实际现场中，穿墙套管的安装位置较高，而UHF天线阵列处于同一平面，再加上测试现场的诸多电磁干扰，在进行三维PD源定位时，会导致定位结果分布存在较大的误差，虽然基于奇异值剔除的PD源定位数据集筛选法可以提高定位精度，但是该方法对PD源样本数据量需求大，需要经过大量计算，而且步骤复杂，因此穿墙套管局放源坐标难确定、定位精度差的问题有待解决。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供一种穿墙套管局部放电源定位的方法、装置、媒体及系统，以解决上述问题。
[0005]针对以上问题，第一方面，本专利技术提供一种穿墙套管局部放电源定位的方法，具体方案包括如下步骤：
[0006]S1.以穿墙套管所在墙体内面或外面最近的墙角为坐标原点，墙角交汇的棱线为坐标轴建立空间直角坐标系，布置四个接收放电信息的传感器并使之与所述原点位于墙体同侧，标定所述传感器的探头在所述空间直角坐标系中的坐标；
[0007]S2.根据四个所述探头接收到信号的时间差和放电电磁波的传播速度计算局部放电源在所述空间坐标系上的坐标；
[0008]S3.对经过多次S2步骤获得的坐标，采用K
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均值聚类算法来实现噪点的剔除，最终得到一簇聚集性好的局部放电源空间坐标。
[0009]优选的，所述探头之一布置于所述坐标原点，另有两所述探头分别布置于所述空间直角坐标系两相交坐标轴所确定的立面上。
[0010]这样可以布置于坐标原点的探头坐标为(0,0,0)，布置于立面的两探头均存在一项坐标值为0，简化了计算流程，降低了数据冗余。
[0011]优选的，所述探头接收到的信号经滤波放大后再进行信号处理，滤波的通频范围为100MHz～2GHz，信号增益28
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32dB。
[0012]优选的，还包括将增益后的信号波形数据进行能量转换，获取能量累积曲线，通过
累积能量法求取所述时间差的步骤。
[0013]第二方面，为配合上述方法实施，本申请还提供一种穿墙套管局部放电源定位的装置，包括：位于墙体同侧的四个接收放电信息的传感器、信号滤波放大模块、信号处理装置及后台上位机，所述传感器、所述信号滤波放大模块、信号处理装置及后台上位机依次建立通信连接，所述后台上位机包含计算模块，用于通过累积能量法求取所述时间差，并据此获得局部方电源的位置信息。
[0014]第三方面，本专利技术的另一方案在于提供一种非暂态可读记录媒体，用以存储包含多个指令的一个或多个程序，当执行指令时，将致使处理电路执行上述的穿墙套管局部放电源定位的方法。
[0015]第四方面，本专利技术还提供一种穿墙套管局部放电源定位的系统，包括处理电路及与其电性耦接的存储器，其特征在于，所述存储器配置储存至少一程序，所述程序包含多个指令，所述处理电路运行所述程序，能执行上述的穿墙套管局部放电源定位的方法。
[0016]本专利技术的有益效果:本专利技术的方法、装置以及存储执行系统能通过建立坐标系，用4个探头收到信号的时间差来计算放电源的坐标，能排除掉各种干扰因素，较快、较准地测算出局部放电的位置，后台智能算法定位软件则利用能量累计曲线及K
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均值聚类算法最终得到穿墙套管局放源空间坐标。整个系统集成度较高，智能化程度高，兼容性强，在有效提高了穿墙套管局放源定位准确性的前提下，大幅提升了系统装置的实用性和灵活性，解决了局放源坐标难确定、定位精度差的问题。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例中执行穿墙套管局部放电源定位的方法的装置示意图。
[0018]其中1.UHF传感器；2.信号滤波放大模块；3.UHF信号处理装置；4.后台上位机。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行描述，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创新劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]实施例1：一种穿墙套管局部放电源定位的装置，包括：UHF传感器1、信号滤波放大模块2、UHF信号处理装置3、后台上位机4，参考说明书附图1所绘UHF传感器1、信号滤波放大模块2、UHF信号处理装置3、后台上位机4依次建立通信连接。图1示意性地显示了本专利技术所述的基于特高频到达时间差及K
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均值聚类算法的穿墙套管局放源定位系统结构图。
[0021]四路UHF传感器1，布置于穿墙套管所处墙体内或外部，无需与穿墙套管处于同一平面，用于检测多路局部放电UHF信号。UHF传感器1主体由椭圆单极子贴片、锥形地平面和CPW(Coplanar Waveguide)馈线组成。其中：椭圆单极子贴片借鉴矩形贴片等效理论，通过圆柱体振子等效计算椭圆贴片的尺寸；锥形地平面采用盘锥天线平面化的思想，将盘锥天线的椎体部分平面化后作为接地面。使主体天线能继承盘锥天线超宽带，在水平面内全向辐射。
[0022]信号滤波放大模块2，其通过BNC线接于UHF传感器1与UHF信号处理装置3之间，用
于信号滤波及微弱UHF信号的放大，通频范围为100MHz～2GHz，信号增益30dB左右。
[0023]UHF信号处理装置3，用于实时、快速获取经信号滤波放大模块2处理后的UHF数据，所述UHF信号处理装置3包括，
[0024]高速数据采集装置，其具有250MHz至500MHz模拟带宽，以及四通道1.5～2GS/s的实时采样速率，此外还配备大容量缓冲存储器。SuperSpeedUSB3.0接口确保后台软件在长波形的情况下保持流畅并快速反应。
[0025]工频信号外部触发模块，其可产生频率为50Hz，幅值1.5V～2V的标准方波信号，用于获取局部放电信号的相位信息，便于后续进一步分析穿墙套管的内部局部放电特征。
[0026]所述高速数据采集装置及工频信号外部触发模块之间通过BNC线连接，并用金属外壳封装在一起，电源外接220v交流电。
[0027]后台上位机4，其软件主要包含UHF信号波形显示、穿墙套管局放源三维坐标显示以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种穿墙套管局部放电源定位的方法，其特征在于包括以下步骤：S1.以穿墙套管所在墙体内面或外面最近的墙角为坐标原点，墙角交汇的棱线为坐标轴建立空间直角坐标系，布置四个接收放电信息的传感器并使之与所述原点位于墙体同侧，标定所述传感器的探头在所述空间直角坐标系中的坐标；S2.根据四个所述探头接收到信号的时间差和放电电磁波的传播速度计算局部放电源在所述空间坐标系上的坐标；S3.对经过多次S2步骤获得的坐标，采用K
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均值聚类算法来实现噪点的剔除，最终得到一簇聚集性好的局部放电源空间坐标。2.根据权利要求1所述的一种穿墙套管局部放电源定位的方法，其特征在于所述探头之一布置于所述坐标原点，另有两所述探头分别布置于所述空间直角坐标系两相交坐标轴所确定的立面上。3.根据权利要求2所述的一种穿墙套管局部放电源定位的方法，其特征在于，所述探头接收到的信号经滤波放大后再进行信号处理。4.根据权利要求3所述的一种穿墙套管局部放电源定位的方法，其特征在于，所述滤波的通频范围为100MHz～2GHz，所述放大的信号增益28
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32d...

【专利技术属性】
技术研发人员：文豪，罗传仙，张静，程林，江翼，周正钦，程立丰，刘梦娜，黄勤清，罗子秋，杨知非，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院有限公司国网河南省电力公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：