[发明专利]基于特高频传感器立体面阵和神经网络的局部放电定向系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于特高频传感器立体面阵和神经网络的局部放电定向系统，其包括：正十二面体框架；至少六个偶极子天线，其分别对应设于正十二面体框架的至少六个面上；处理模块，其与各偶极子天线的数据输出端连接，以接收各偶极子天线检测的特高频局部放电数据；所述处理模块采用神经网络对接收自各偶极子天线检测的特高频局部放电数据进行筛选，以筛选出波动小的数据；所述处理模块还对筛选获得的数据进行三次样条插值拟合，并基于拟合后的数据确定局部放电的最终定向结果。相应地，基于上述局部放电定向系统，本发明还公开了一种基于特高频传感器立体面阵和神经网络的局部放电定向方法，其可以实现局部放电的精确定向。

技术领域

本发明涉及一种定向系统和方法，尤其涉及一种局部放电定向系统和方法。

背景技术

众所周知，在供电线路中，局部放电(Partial Discharge,PD)是电气设备绝缘故障的主要原因，当电气设备出现绝缘故障时，很容易导致整条供电线路瘫痪。

因此，为了及时反馈电气设备的运行状况，常常需要对电气设备进行局部放电检测，并对局部放电进行准确定向，从而为电气设备的状态监测和维护提供重要信息。

在现有技术中，特高频检测技术由于灵敏度高、抗干扰性强等优点，在国内外得到了大量的应用。当前，局部放电全站特高频监测技术较多地采用到达时间(Time ofArrival,TOA)或到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)等基于时延序列的局部放电源定位方法。这类方法通常需要传感器间保持纳秒级的时间同步以及至少几个GSa/s的采样率，其硬件成本过高，且设备体积大，便携性差。

此外，现有的基于时差的局部放电定位方法仅能给出局部放电点的坐标或是达到方向，即其所获得的是一维的结果，不具有可视化功能。

由此，考虑到上述现有技术所存在的问题，近年来，国内外开展了基于特高频接收信号强度(Received Signal Strength Indicator,RSSI)的局部放电定位技术的研究，相较之下这种技术具有较低的设备成本和较好的环境适应性。

基于此，本案发明人采用了全新的设计思路，设计了一种新的基于特高频传感器立体面阵和神经网络的局部放电定向系统和方法，其硬件成本较低，易于实施，且定向结果的显示更加直观，有着较高的定向精度。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种基于特高频传感器立体面阵和神经网络的局部放电定向系统，该局部放电定向系统的硬件成本较低，且易于实施，其可以对特高频局部放电进行定向，且定向结果的显示更加直观，有着较高的定向精度。

基于上述目的，本发明提出一种基于特高频传感器立体面阵和神经网络的局部放电定向系统，其包括：

正十二面体框架；

至少六个偶极子天线，其分别对应设于正十二面体框架的至少六个面上；

处理模块，其与各偶极子天线的数据输出端连接，以接收各偶极子天线检测的特高频局部放电数据；所述处理模块采用神经网络对接收自各偶极子天线检测的特高频局部放电数据进行筛选，以筛选出波动小的数据；所述处理模块还对筛选获得的数据进行三次样条插值拟合，并基于拟合后的数据确定局部放电的最终定向结果。

发明人对于局部放电定向系统采用了合理的优化设计，其能够基于特高频局部放电信号的幅值大小和特殊的偶极子天线阵列布置实现对局部放电的定向，由于阵列具有面阵特性，由正十二面体框架和至少六个偶极子天线所构成的特高频传感器立体面阵经检测所给出的局部放电源定向结果是二维的，也就是说，每一个特高频局部放电数据其均含有(x，y)二维位置坐标，以及与该二维位置坐标对应的局部放电幅值信息(或称为强度信息)。