[发明专利]一种电气设备局部放电定位方法及系统

权利要求书

1.一种电气设备局部放电定位方法，其特征在于，它首先利用三个超声阵列传感器在电气设备的不同位置接收局部放电超声波信号，并形成阵列模型；然后应用基于TLS的宽频聚焦算法将三个超声阵列传感器所接收的宽带信号转换成窄带信号，再采用相位匹配原理和云优化搜索相结合的窄带测向算法获得局放源的方位信息，最后采用全局优化搜索的局放源定位算法确定电气设备局部放电的具体位置。

2.根据权利要求1所述电气设备局部放电定位方法，其特征在于，它包括以下步骤：

a、利用三个超声阵列传感器在电气设备的不同位置接收局部放电超声波信号；

b、应用基于TLS的宽频聚焦算法将三个超声阵列传感器所接收的宽带信号转换成窄带信号：

假设宽带阵列信号模型为：                                                ；

式中，是阵列信号的接收数据矢量；的方向矩阵，整个宽频带共分为J个窄带；为原始信号的数据矢量；为第j段接收数据噪声空间数据矩阵，

转换的基本步骤为：

估计信号的初始值，并选定参考频率；

利用信号的初始值，构造各频率点的阵列流型；

构造各频率点的聚焦矩阵：，其中，，和分别是的左奇异矢量和右奇异矢量组成的矩阵；

利用一系列聚焦矩阵对阵列接收数据进行聚焦变换，得到单一频率点的数据协方差阵；

c、采用相位匹配原理和云优化搜索相结合的窄带测向算法获得局放源的方位信息：

假设到达原点O的声信号为,且到达基元的信号幅值相同，n(t)为白噪声，那么基元的接收信号分别为：

  ，                        

式中，，为阵元间距，为信号源的方位信息，为声速，N为信号数据段的长度，上式作傅式变换后信号的频域表示为：

          ，

其矩阵形式为：

                              ，     

采用云优化搜索算法搜索方位估计判别准则的最大值对应的角度，即可得到局放源的方位信息，即测向线的方位角和俯仰角，

其中，Tr（.）为矩阵的对角元素之和，

d、采用基于修正遗传算法全局优化搜索的局放源定位算法确定电气设备局部放电的具体位置：

首先根据三个超声阵列传感器的测向线的方位角、俯仰角和传感器阵列的基本位置建立空间某一点到各条测向线距离之和的方程，然后采用基于修正遗传算法全局搜索其距离之和最小值，该值所对应的空间点即为局放源的空间位置。