[发明专利]局部放电检测装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力监测领域，具体而言，涉及一种局部放电检测装置和方法。

背景技术

局部放电(Partial Discharge，PD)是电力设备绝缘劣化/老化的主要原因之一，其不但是电力设备内部绝缘故障的诱因，而且以有害电晕的形式威胁设备的外部绝缘。长期局部放电会加速电力设备的绝缘系统老化，影响设备使用寿命，因此对电力设备开展离线、带电或在线的局部放电检测是有效保障设备运行安全的重要手段之一。

为实现有效的局部放电定位检测，近年来发展出了基于电磁波的超高频定位、基于声信号的超声定位以及声电联合定位，但是现有技术中并没有从传感器设计和图像处理方法入手，实现对局部放电的精确定位。

针对上述现有技术中并没有从传感器设计和图像处理方法入手，实现对局部放电的精确定位的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种局部放电检测装置和方法，以至少解决现有技术中并没有从传感器设计和图像处理方法入手，实现对局部放电的精确定位的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种局部放电检测装置，包括：超声采集模块，用于采集局部放电信号；视频采集模块，用于采集局部放电图像；超声可视化合成模块，用于对局部放电图像进行图像配准，得到配准图像，并基于局部放电信号和配准图像得到局部放电可见图像。

进一步的，超声采集模块包括：超声传感矩阵，用于采集局部放电信号；放电滤波电路，用于对局部放电信号进行放电滤波处理；AD采集卡，用于与超声可视化合成模块连接，将经过放电滤波处理后的局部放电信号发送给超声可视化合成模块。

进一步的，超声传感矩阵包括32个超声传感器；32个超声传感器的位置为：每8个超声传感器构成一组线型阵，形成上、下、左、右四个线型阵，组成二维方形阵。

进一步的，超声可视化合成模块，包括：确定模块，用于利用局部放电信号确定放电源位置；生成模块，用于基于放电源位置，生成二维矩阵；合成模块，用于将配准图像作为背景，将二维矩阵作为前景，合成得到局部放电可见图像。

进一步的，确定模块包括：叠加模块，用于将每组线型阵中每个超声传感器采集的超声信号进行叠加生成指向性信号；计算模块，用于利用以下公式分别对上下线型阵和左右线型阵的指向性信号进行延时相关系数的计算：CTB(n)＝ΣST(t+n)·SB(t)；CLR(n)＝ΣSL(t+n)·SR(t)；其中，CTB(n)和CLR(n)分别为上下线型阵和左右线型阵的指向性信号的延时相关系数，ST(t)、SB(t)、SL(t)和SR(t)分别为上、下、左、右线型阵的指向性信号，n和t分别表示两个变量；位置确定模块，用于分别选取CTB(n)和CLR(n)的最大值作为放电源的垂直坐标和水平坐标，得到放电源位置。

进一步的，生成模块的具体实施包括：以放电源位置为中心，以CTB(n)和CLR(n)的最大值为幅值，生成二维高斯函数，形成二维矩阵。

进一步的，视频采集模块包括：视频压缩编码器，用于对局部放电图像进行压缩编码处理；USB通信模块，用于与超声可视化合成模块连接，将经过压缩编码处理的局部放电图像发送给超声可视化合成模块。

进一步的，放电滤波电路为双级放大电路，双级放大电路的每一级放大电路采用负反馈放大电路，每一级放大电路的放大倍数为20dB。

进一步的，超声可视化合成模块，包括：图像配准模块，用于基于未发生局部放电的参考图像，利用遗传算法，使用特征点匹配，对局部放电图像进行图像配准，得到配准图像。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种局部放电检测方法，基于局部放电检测装置，局部放电检测装置包括超声采集模块、视频采集模块和超声可视化合成模块，方法包括：通过超声采集模块采集局部放电信号；通过视频采集模块采集局部放电图像；通过超声可视化合成模块对局部放电图像进行图像配准，得到配准图像；通过超声可视化合成模块基于局部放电信号和配准图像，得到局部放电可见图像。