[发明专利]一种电气设备中的局部放电源的定位系统及定位方法

说明书

本发明公开了一种电气设备中的局部放电源的定位系统及定位方法。其中，该方法包括：建立电气设备的离散物理模型，其中，离散物理模型是由具有相同间距的多个节点所构成的模型；遍历多个节点中的每个节点，确定每个节点对应的放电信号，传播到预设传感器位置的最快传播路径；根据每个节点对应的放电信号到达预设传感器的最快传播路径，估算每个节点对应的放电信号的到达时间；根据估算的到达时间和由预设传感器实际检测的到达时间，确定电气设备中的局部放电源的位置。本发明解决了现有技术中根据局部放电信号的直达波路径确定电气设备中的局部放电源的位置导致定位结果不准确的技术问题。

技术领域

本发明涉及电气技术领域，特别涉及一种电气设备中的局部放电源的定位系统及定位方法。

背景技术

在本领域，电气设备绝缘在运行电压下会出现局部放电，这些微弱的放电会使绝缘材料受到电晕腐蚀、局部过热、紫外线辐射和氧化作用，产生的累积效应会使绝缘的介电性能逐渐劣化并使局部缺陷扩大，最后导致整个绝缘击穿，设备损坏。

以变压器为例，变压器的局部放电可引起油纸绝缘的老化，长时间作用下会引起变压器整体绝缘的失效。准确地获取局放源位置对于局放源类型识别和缺陷的危险度评估有着非常重要的作用。当局放产生时，声信号会从局放源的位置向整个变压器空间传播，超声传感器可以通过磁托架固定在变压器外壳上采集信号。由于简单的传感器布置方法和对外界电磁噪声的抗干扰特性，超声法被广泛的应用于变压器的局放检测与定位领域。

目前，现有技术中主要直接采用直达波的路径作为与波达时刻相对应的传播路径，并且多在充满油的空箱体中进行实验，而事实上由于超声传感器多固定安装于箱体外部，由局放产生的声信号必须通过变压器外壳后才可被传感器接受，由于波速的改变和复杂的波形转换，最先到达传感器的信号并不一定是直达波信号，同时，由于变压器由铁芯、绕组等组成，其复杂的结构也会对局放定位结果引入较大误差。

针对上述现有技术中根据局部放电信号的直达波路径确定电气设备中的局部放电源的位置导致定位结果不准确的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电气设备中的局部放电源的定位系统及定位方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电气设备中的局部放电源的定位系统，包括采集设备、处理器、计算设备、测量设备、预设传感器和定位器；采集设备与电气设备相连，以采集电气设备的尺寸信息；处理器与采集设备连接，以根据电气设备的尺寸信息建立电气设备的离散物理模型；若干个预设传感器固定部署在电气设备的壳体上，计算设备和测量设备均与处理器相连接，每个传感器均连接到测量设备；计算设备用于遍历离散物理模型中的每个节点，估算每个节点对应的放电信号，传播到预设传感器位置的最快传播路径的到达时间；测量设备用于测量每个传感器实际检测到放电信号的时间；定位器与计算设备和测量设备相连，以根据估算的到达时间和由预设传感器实际检测的到达时间，确定变压器内局部放电源的位置。

进一步的，定位器包括比较器和选择器，比较器与计算设备、测量设备相连，以比较估算的每个节点对应的放电信号到达预设传感器的到达时间，以及由预设传感器实际检测到的放电信号的到达时间，得到每个节点对应的放电信号的比较结果；选择器，与比较器相连，以根据比较结果，从离散物理模型中的多个节点中，选择出与实际测量的到达时间的差值最小的节点作为电气设备内局部放电源的位置。

进一步的，测量设备包括计时器、信号放大器和激光测距设备，计时器与电气设备外壳上部署的每个传感器相连，用于记录每个传感器检测到放电信号的时间；激光测距设备与计算设备相连，用于测量电气设备外壳上部署的每个传感器的位置，用于计算设备根据测量的每个传感器的位置确定每个节点对应的放电信号的传播路径；信号放大器设置在测量设备与每个传感器之间，用于放大每个传感器检测到的放电信号。