本技術(shù)涉及電氣設(shè)備檢測，尤其是涉及一種基于聲電聯(lián)合信號的局部放電定位的方法、系統(tǒng)及其設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著城市電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，gis（氣體絕緣開關(guān)設(shè)備）的數(shù)量也在不斷增加。隨著gis設(shè)備數(shù)量的增加，gis設(shè)備故障的概率也在上升，研究表明，絕緣故障是gis設(shè)備中最常見的內(nèi)部故障之一，gis設(shè)備中的局部放電通常是絕緣故障的前兆和表現(xiàn)形式，且實(shí)踐證明，進(jìn)行局部放電檢測可以有效防止gis事故的發(fā)生，但gis設(shè)備的全封閉結(jié)構(gòu)使得故障定位和維修困難且成本高，運(yùn)輸和安裝過程中產(chǎn)生的尖刺、顆?；驓馀莸葘?dǎo)電物質(zhì)會引發(fā)局部放電，現(xiàn)有的局放檢測方法主要依賴特高頻傳感器接收電信號和超聲波傳感器接收聲信號。

2、然而，現(xiàn)有技術(shù)存在一定的局限性，單一信號的檢測方法在復(fù)雜環(huán)境中精度不足，實(shí)際檢測時(shí)存在的多路徑效應(yīng)和噪聲干擾也會影響定位準(zhǔn)確性，例如，時(shí)間差算法因信號傳播速度差異或測量誤差導(dǎo)致偏差，因而存在有局部放電信號的定位準(zhǔn)確性較低，效率欠佳的缺陷，亟需進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了提高局部放電信號定位的準(zhǔn)確性，提高定位效率，本技術(shù)提供一種基于聲電聯(lián)合信號的局部放電定位的方法、系統(tǒng)及其設(shè)備。

2、第一方面，本技術(shù)的發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、基于聲電聯(lián)合信號的局部放電定位的方法，包括：

4、基于目標(biāo)電氣設(shè)備部署多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，用于同時(shí)采集局部放電產(chǎn)生的電磁信號和聲波信號；

5、基于多個(gè)所述傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的聲電聯(lián)合信號，通過時(shí)間差算法和強(qiáng)度差算法計(jì)算得到局部放電源的初步定位結(jié)果；

6、采集電氣設(shè)備內(nèi)部的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)以及電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)信息；

7、將所述初步定位結(jié)果、目標(biāo)電氣設(shè)備的電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)信息、環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)輸入至預(yù)設(shè)的誤差校正模型，并獲取所述初步定位結(jié)果對應(yīng)的誤差校正區(qū)間；

8、當(dāng)某一初步定位結(jié)果超出對應(yīng)的誤差校正區(qū)間時(shí)，獲得所述初步定位結(jié)果對應(yīng)的時(shí)間戳；基于所述環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)、電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)信息和對應(yīng)的時(shí)間戳進(jìn)行多源信息融合定位，分析并確定局部放電源的最終定位坐標(biāo)。

9、通過采用上述技術(shù)方案，目標(biāo)電氣設(shè)備是指需要進(jìn)行局部放電信號定位檢測的被檢測設(shè)備，本發(fā)明通過對傳感器節(jié)點(diǎn)的合理部署、聲電聯(lián)合信號的高效處理、環(huán)境參數(shù)及歷史數(shù)據(jù)的充電利用，誤差校正模型的應(yīng)用以及多源信息的融合分析，實(shí)現(xiàn)了局部放電信號（指局放電源，又稱局部放電源）的高精度定位，智能化、自動化的聲電聯(lián)合信號的分析方式也有利于提高對gis設(shè)備（或其他電氣設(shè)備）的局部放電信號的定位效率；具體地，多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)部署實(shí)現(xiàn)了對潛在局部放電信號的全面監(jiān)控與精準(zhǔn)捕抓，通過電磁波信號與聲波信號的聯(lián)合使用，提高了初步定位的可靠性，考慮基于環(huán)境參數(shù)和歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的影響因素，使得局部放電定位系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同的工作條件，且通過引入誤差校正模型，有效減少了外界干擾和測量誤差的外部誤差影響，通過誤差自動校正和多遠(yuǎn)融合進(jìn)行最終定位分析的定位分析方式，保障了最終定位坐標(biāo)的結(jié)果具備高度準(zhǔn)確性和可靠性，為gis設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供運(yùn)維保障。

10、本技術(shù)在一較佳示例中：所述基于目標(biāo)電氣設(shè)備部署多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，用于同時(shí)采集局部放電產(chǎn)生的電磁信號和聲波信號，包括：

11、在所述目標(biāo)電氣設(shè)備的內(nèi)部或指定區(qū)域間隔布設(shè)多個(gè)用于檢測局部放電信號的特高頻傳感器和超聲波傳感器；

12、當(dāng)局部放電發(fā)生時(shí)，所述特高頻傳感器接收局部放電產(chǎn)生的特高頻電磁波信號，所述超聲波傳感器同步接收局部放電產(chǎn)生的超聲波信號；

13、基于所述傳感器節(jié)點(diǎn)記錄對應(yīng)的位置信息及接收到的信號強(qiáng)度，并基于所有的傳感器節(jié)點(diǎn)記錄的位置信息和信號強(qiáng)度，生成初始信號分布圖。

14、通過采用上述技術(shù)方案，基于精確的傳感器布設(shè)色方式和同步信號接收，增強(qiáng)了初步定位結(jié)果的可靠性，通過在目標(biāo)電氣設(shè)備內(nèi)部或指定區(qū)域間隔布設(shè)有多個(gè)特高頻（uhf）傳感器和超聲波（ae）傳感器，確保了對局部放電產(chǎn)生的電磁信號和聲波信號的全面覆蓋，提高了信號采集的準(zhǔn)確性，還能夠捕捉到不同位置的放電信號；當(dāng)局部放電發(fā)生時(shí)，特高頻傳感器接收特高頻電磁波信號，而超聲波傳感器同步接收超聲波信號，同步接收機(jī)制確保了兩種不同類型信號的時(shí)間一致性，減少了由于時(shí)間差引起的誤差；基于所有傳感器節(jié)點(diǎn)記錄的位置信息和接收到的信號強(qiáng)度，生成初始信號分布圖，不僅是后續(xù)定位計(jì)算的基礎(chǔ)，本發(fā)明通過可視化的方式直觀展示了信號強(qiáng)度的空間分布，有助于識別潛在的干擾源和優(yōu)化傳感器布設(shè)方案。

15、本技術(shù)在一較佳示例中：所述將所述初步定位結(jié)果、目標(biāo)電氣設(shè)備的電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)信息、環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)輸入至預(yù)設(shè)的誤差校正模型，并獲取所述初步定位結(jié)果對應(yīng)的誤差校正區(qū)間，包括：

16、在預(yù)設(shè)的誤差校正模型中，基于目標(biāo)電氣設(shè)備的電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)信息，采用預(yù)設(shè)的誤差評估算法分別對所述初步定位結(jié)果和對應(yīng)的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差估算，得到初步定位誤差值和環(huán)境參數(shù)誤差值；

17、根據(jù)所述初步定位誤差值、環(huán)境參數(shù)誤差值和預(yù)設(shè)的誤差校正函數(shù)，計(jì)算獲取所述初步定位結(jié)果對應(yīng)的誤差校正區(qū)間；

18、基于所述目標(biāo)電氣設(shè)備的電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)信息生成設(shè)備標(biāo)識，并將所述設(shè)備標(biāo)識與對應(yīng)的誤差校正區(qū)間進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以標(biāo)識不同環(huán)境條件下的誤差校正需求。

19、通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明首先在預(yù)設(shè)的誤差校正模型中，基于目標(biāo)電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)信息，采用預(yù)設(shè)的誤差評估算法分別對初步定位結(jié)果和對應(yīng)的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差估算，考慮了電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)對信號傳播的影響，使得誤差估算更加貼近實(shí)際情況，誤差估算更精確；接著根據(jù)初步定位誤差值、環(huán)境參數(shù)誤差值和預(yù)設(shè)的誤差校正函數(shù)，計(jì)算獲取初步定位結(jié)果對應(yīng)的誤差校正區(qū)間，通過引入動態(tài)調(diào)整機(jī)制，本發(fā)明做到根據(jù)不同環(huán)境條件下的誤差特性進(jìn)行自適應(yīng)校正，確保了誤差校正區(qū)間的合理性，進(jìn)一步提升了最終定位的精度；然后將設(shè)備標(biāo)識與對應(yīng)的誤差校正區(qū)間進(jìn)行關(guān)聯(lián)，不僅方便了不同設(shè)備之間的區(qū)分管理，還能夠在不同環(huán)境下自動選擇最合適的誤差校正策略，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性。

20、本技術(shù)在一較佳示例中：所述基于目標(biāo)電氣設(shè)備的電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)信息，采用預(yù)設(shè)的誤差評估算法分別對所述初步定位結(jié)果和對應(yīng)的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差估算，得到初步定位誤差值和環(huán)境參數(shù)誤差值，具體包括：

21、基于目標(biāo)電氣設(shè)備的電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)信息，構(gòu)建三維坐標(biāo)系，并將所有傳感器節(jié)點(diǎn)的位置信息轉(zhuǎn)換為三維坐標(biāo)系中的坐標(biāo)點(diǎn)，其中i為傳感器編號；

22、根據(jù)公式（1）計(jì)算每個(gè)初步定位結(jié)果與實(shí)際已知局放電源位置之間的歐式距離，作為初步定位偏差值：

23、其中，為已知局放電源的位置坐標(biāo)，n為初步定位結(jié)果樣本數(shù)；

24、根據(jù)公式（2）計(jì)算環(huán)境參數(shù)偏差值：

25、其中，為考慮環(huán)境因素的實(shí)際接收功率，為預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下的接收功率。

26、通過采用上述技術(shù)方案，構(gòu)建的三維坐標(biāo)系確保了定位計(jì)算的空間準(zhǔn)確性，不僅簡化了后續(xù)計(jì)算的復(fù)雜度，還提高了定位結(jié)果的空間分辨率，使得初步定位偏差值的計(jì)算更加精確；根據(jù)公式（1）計(jì)算每個(gè)初步定位結(jié)果與實(shí)際已知局放電源位置之間的歐式距離，作為初步定位偏差值，直接測量物理距離的方法直觀且可靠，能夠有效地量化初步定位結(jié)果的誤差；根據(jù)公式（2）計(jì)算環(huán)境參數(shù)偏差值，考慮了溫度、濕度等環(huán)境因素對接收功率的影響，通過引入了環(huán)境校正機(jī)制，使得誤差估算更加貼近實(shí)際情況。

27、本技術(shù)在一較佳示例中：所述將所述初步定位結(jié)果、目標(biāo)電氣設(shè)備的電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)信息、環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)輸入至預(yù)設(shè)的誤差校正模型，并獲取所述初步定位結(jié)果對應(yīng)的誤差校正區(qū)間，方法還包括：

28、使用公式（3）計(jì)算每個(gè)初步定位結(jié)果的環(huán)境校正系數(shù)：

29、其中，、分別為溫度影響系數(shù)和濕度影響系數(shù)，和分別為標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下的溫度和濕度；

30、結(jié)合路徑損耗因子和環(huán)境校正系數(shù)，根據(jù)公式（4）計(jì)算每個(gè)初步定位結(jié)果的誤差估值：

31、為初步定位結(jié)果與已知參考點(diǎn)的距離，a為參考點(diǎn)距離傳感器在指定距離時(shí)的接收功率，為實(shí)際接收到的信號強(qiáng)度，為目標(biāo)電氣設(shè)備的路徑損耗因子。

32、通過采用上述技術(shù)方案，使用公式（3）計(jì)算每個(gè)初步定位結(jié)果的環(huán)境校正系數(shù)，綜合考慮了溫度和濕度對信號傳播的影響，通過引入溫度影響系數(shù)和濕度影響系數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下的溫度和濕度，使得誤差校正更加精準(zhǔn)，減少了環(huán)境變化帶來的不確定性；結(jié)合路徑損耗因子和環(huán)境校正系數(shù)，根據(jù)公式（4）計(jì)算每個(gè)初步定位結(jié)果的誤差估值，不僅考慮了信號傳播過程中的路徑損耗，還結(jié)合了環(huán)境因素的影響，使得誤差估值更加全面和準(zhǔn)確。

33、本技術(shù)在一較佳示例中：所述基于多個(gè)所述傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的聲電聯(lián)合信號，通過時(shí)間差算法和強(qiáng)度差算法計(jì)算得到局部放電源的初步定位結(jié)果，包括：

34、對于多個(gè)所述特高頻傳感器和所述超聲波傳感器采集到的聲電聯(lián)合信號，基于時(shí)間差算法計(jì)算每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)與局放電源的時(shí)間延遲；

35、根據(jù)時(shí)間延遲、已知的聲速及電磁波傳播速度，分別計(jì)算聲波信號和電磁波信號從局放電源到各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的第一距離和第二距離；

36、結(jié)合強(qiáng)度差算法，對不同傳感器節(jié)點(diǎn)接收到的信號強(qiáng)度進(jìn)行比較，校正由于路徑損耗引起的誤差；引入路徑損耗因子并計(jì)算每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)接收到局放電源的信號強(qiáng)度，得到接收強(qiáng)度數(shù)據(jù)：

37、使用多邊測距法、結(jié)合所述第一距離、第二距離和接收強(qiáng)度數(shù)據(jù)，確定局部放電源的初步定位結(jié)果。

38、通過采用上述技術(shù)方案，基于多個(gè)特高頻（uhf）傳感器和超聲波（ae）傳感器采集到的聲電聯(lián)合信號，使用時(shí)間差（tdoa）算法計(jì)算每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)與局放電源的時(shí)間延遲，通過利用兩種不同類型信號傳播速度的不同，能夠精確捕捉到微小的時(shí)間差異，從而提高了初步定位的準(zhǔn)確性；根據(jù)時(shí)間延遲、已知的聲速及電磁波傳播速度，分別計(jì)算聲波信號和電磁波信號從局放電源到各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的第一距離和第二距離，不僅考慮了不同信號類型的傳播特性，還為后續(xù)誤差校正提供了更為全面的距離信息，增強(qiáng)了局部放電定位系統(tǒng)的魯棒性。

39、第二方面，本技術(shù)的發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

40、基于聲電聯(lián)合信號的局部放電定位的系統(tǒng)，用于執(zhí)行如上所述的基于聲電聯(lián)合信號的局部放電定位的方法，所述系統(tǒng)包括：

41、數(shù)據(jù)采集模塊，用于在目標(biāo)電氣設(shè)備內(nèi)部或附近部署多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，同時(shí)采集局部放電產(chǎn)生的電磁信號和聲波信號；

42、初步定位模塊，基于多個(gè)所述傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的聲電聯(lián)合信號，通過時(shí)間差算法和強(qiáng)度差算法計(jì)算得到局部放電源的初步定位結(jié)果；

43、環(huán)境參數(shù)采集模塊，用于采集電氣設(shè)備內(nèi)部的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)以及電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)信息；

44、誤差校正模塊，用于將所述初步定位結(jié)果、目標(biāo)電氣設(shè)備的電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)信息、環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)輸入至預(yù)設(shè)的誤差校正模型，并獲取所述初步定位結(jié)果對應(yīng)的誤差校正區(qū)間；

45、多源信息融合定位模塊，用于當(dāng)某一初步定位結(jié)果超出對應(yīng)的誤差校正區(qū)間時(shí)，獲得所述初步定位結(jié)果對應(yīng)的時(shí)間戳；基于所述環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)、電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)信息和對應(yīng)的時(shí)間戳進(jìn)行多源信息融合定位，分析并確定局部放電源的最終定位坐標(biāo)。

46、本技術(shù)在一較佳示例中：所述數(shù)據(jù)采集模塊具體包括：

47、傳感器布設(shè)單元，用于在所述目標(biāo)電氣設(shè)備的內(nèi)部或指定區(qū)域間隔布設(shè)多個(gè)用于檢測局部放電信號的特高頻傳感器和超聲波傳感器；

48、當(dāng)局部放電發(fā)生時(shí)，所述特高頻傳感器接收局部放電產(chǎn)生的特高頻電磁波信號，所述超聲波傳感器同步接收局部放電產(chǎn)生的超聲波信號；

49、信號處理單元，用于基于所述傳感器節(jié)點(diǎn)記錄對應(yīng)的位置信息及接收到的信號強(qiáng)度，并基于所有的傳感器節(jié)點(diǎn)記錄的位置信息和信號強(qiáng)度，生成初始信號分布圖。

50、第三方面，本技術(shù)的發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

51、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述基于聲電聯(lián)合信號的局部放電定位的方法的步驟。

52、第四方面，本技術(shù)的發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

53、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述基于聲電聯(lián)合信號的局部放電定位的方法的步驟。

54、綜上所述，本技術(shù)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

55、1.本發(fā)明通過對誤差校正模型的應(yīng)用以及多源信息的融合分析，實(shí)現(xiàn)了局部放電信號（指局部放電源）的高精度定位，智能化、自動化的聲電聯(lián)合信號的分析方式也有利于提高對gis設(shè)備（或其他電氣設(shè)備）的局部放電信號的定位效率；具體地，多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)部署實(shí)現(xiàn)了對潛在局部放電源的全面監(jiān)控與精準(zhǔn)捕抓，提高了初步定位的可靠性，基于環(huán)境參數(shù)和歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的影響因素，使得局部放電定位系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同的工作條件，且通過引入誤差校正模型，有效減少了外界干擾和測量誤差的外部誤差影響，通過誤差自動校正和多遠(yuǎn)融合進(jìn)行最終定位分析的定位分析方式，保障了最終定位坐標(biāo)的結(jié)果具備高度準(zhǔn)確性和可靠性，為gis設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供運(yùn)維保障；

56、2.數(shù)據(jù)采集模塊用于在目標(biāo)電氣設(shè)備內(nèi)部或附近部署多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，同時(shí)采集局部放電產(chǎn)生的電磁信號和聲波信號，確保了信號采集的同步性；初步定位模塊通過時(shí)間差算法和強(qiáng)度差算法計(jì)算得到局部放電源的初步定位結(jié)果，結(jié)合了時(shí)間差和強(qiáng)度差的優(yōu)勢，確保了初步定位的高精度；環(huán)境參數(shù)采集模塊用于采集電氣設(shè)備內(nèi)部的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)以及電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)信息，不僅為誤差校正提供了重要依據(jù)，還為多源信息融合定位奠定了基礎(chǔ)；動態(tài)誤差校正模塊實(shí)現(xiàn)了動態(tài)誤差校正，確保了誤差校正區(qū)間的合理性；多源信息融合定位模塊通過智能化數(shù)據(jù)處理和計(jì)算的方式，基于環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)、電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)信息和對應(yīng)的時(shí)間戳進(jìn)行多源信息融合定位，分析并確定局部放電源的最終定位坐標(biāo)通過融合多種數(shù)據(jù)源，確保了最終定位坐標(biāo)的高精度和可靠性。