[發(fā)明專利]基于非接觸式超聲波傳感器的局放類型識別方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110630472.5
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113092972B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹祖楊;張凱強(qiáng);侯佩佩;陳卓楠
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州兆華電子有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 胡林嶺

1.一種基于非接觸式超聲波傳感器的局放類型識別方法，其特征在于，所述方法包括：

通過非接觸式超聲波傳感器采集信號，所述采集的信號經(jīng)過高通濾波器過濾去除低頻噪音干擾，得到待處理波形數(shù)據(jù)；

對所述待處理波形數(shù)據(jù)進(jìn)行局放脈沖信號捕獲和局放脈沖信號峰值標(biāo)注；

對經(jīng)捕獲和標(biāo)注的局放脈沖信號估算局放強(qiáng)度；

根據(jù)估算的局放強(qiáng)度繪制局放脈沖信號的強(qiáng)度-時間散點圖；

對所述強(qiáng)度-時間散點圖進(jìn)行網(wǎng)格化，將所述強(qiáng)度-時間散點圖的每個網(wǎng)格的位置坐標(biāo)和每個網(wǎng)格內(nèi)有點的概率作為散點圖特征值；

根據(jù)所述散點圖特征值利用數(shù)據(jù)分類器識別局放類型；

其中，所述對所述待處理波形數(shù)據(jù)進(jìn)行局放脈沖信號捕獲和局放脈沖信號峰值標(biāo)注的步驟包括：

用滑動平均濾波器對所述待處理波形數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理；

利用峰值檢測算法標(biāo)注出平滑后的波形數(shù)據(jù)中的所有波峰和波谷；

選擇一幅度閾值，剔除信號幅度小于該幅度閾值的波峰和波谷；

選擇一時間間隔t，標(biāo)注該時間間隔t內(nèi)的所有峰值中的最大峰值，該最大峰值點對應(yīng)的時間點記作局放脈沖發(fā)生時間Ti，所述時間間隔t的取值略小于未經(jīng)處理的單個局放脈沖持續(xù)時長，每標(biāo)注一個最大峰值被認(rèn)為捕捉到一個局放脈沖信號；

對于每一個局放脈沖信號，取該局放脈沖信號的最大峰值的x%處所對應(yīng)的時間，標(biāo)記為所述捕捉到的局放脈沖信號的起點Tsi和終點Tpi；

其中，所述對經(jīng)捕獲和標(biāo)注的局放脈沖信號估算局放強(qiáng)度的步驟包括：

求經(jīng)捕獲和標(biāo)注的局放脈沖信號的平均功率ei1；

按照公式ei2 = ei1×[4×π×L²]對所述平均功率ei1進(jìn)行修正，得到修正后的平均功率ei2，其中，L是局放發(fā)生位置到所述非接觸式超聲波傳感器的直線距離；

將所述修正后的平均功率ei2在Tsi 到 Tpi時間區(qū)間上求積分得到單個局放脈沖信號能量Ei。

2.如權(quán)利要求1所述的局放類型識別方法，其特征在于，所述根據(jù)估算的局放強(qiáng)度繪制局放脈沖信號的強(qiáng)度-時間散點圖的步驟包括：

根據(jù)所述單個局放脈沖信號能量Ei、所述局放脈沖發(fā)生時間Ti繪制能量-時間散點圖；

針對工頻電壓的每一個頻率周期繪制所述能量-時間散點圖，得到多個所述能量-時間散點圖；

將多個所述能量-時間散點圖疊加顯示得到多周期疊加顯示的能量-時間散點圖。

3.如權(quán)利要求2所述的局放類型識別方法，其特征在于，所述對所述強(qiáng)度-時間散點圖網(wǎng)格化，將所述強(qiáng)度-時間散點圖的每個網(wǎng)格的位置坐標(biāo)和每個網(wǎng)格內(nèi)有點的概率作為散點圖特征的步驟包括：

將所述多周期疊加顯示的能量-時間散點圖按照X*Y的等間距劃分網(wǎng)格，得到X*Y個網(wǎng)格，其中X和Y表示網(wǎng)格分辨率；

統(tǒng)計每個網(wǎng)格內(nèi)的散點數(shù)Nij；

統(tǒng)計所有散點數(shù)N之后，計算每個網(wǎng)格內(nèi)有散點的概率Pij = Nij/N；

將所述疊加顯示的能量-時間散點圖的每個網(wǎng)格的位置坐標(biāo)（Xi，Yj）和每個網(wǎng)格內(nèi)有散點的概率Pij作為散點圖特征值用于數(shù)據(jù)分類器進(jìn)行分類。

4.如權(quán)利要求1所述的局放類型識別方法，其特征在于，所述根據(jù)所述散點圖特征值利用數(shù)據(jù)分類器識別局放類型的步驟包括：

先利用人工識別的局放類型的散點圖特征值數(shù)據(jù)對所述數(shù)據(jù)分類器進(jìn)行訓(xùn)練；

將根據(jù)權(quán)利要求1的步驟得到的散點圖特征值輸入所述數(shù)據(jù)分類器進(jìn)行識別，得到最可能的局放故障類型。

5.如權(quán)利要求1所述的局放類型識別方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分類器為樸素貝葉斯分類器。

6.如權(quán)利要求2所述的局放類型識別方法，其特征在于，所述x%為10%。

7.如權(quán)利要求2所述的局放類型識別方法，其特征在于，所述幅度閾值的選取根據(jù)環(huán)境條件和局放水平而定。

8.一種基于非接觸式超聲波傳感器的局放類型識別裝置，包括存儲器和處理器，所述存儲器上存儲有可在所述處理器上運(yùn)行的計算機(jī)指令，所述處理器運(yùn)行所述計算機(jī)指令時執(zhí)行如權(quán)利要求1至7中任一項所述的局放類型識別方法。