[發明專利]一種開關柜局部放電聲光聯合定位系統及方法

在審

• 申請號: 202211205820.5
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115453294A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 秦少瑞;朱太云;丁國成;朱勝龍;李賓賓;李堅林;柯艷國;潘成;謝佳;潘超;趙恒陽;黃偉民;宋東波;秦金飛;張晨晨;胡嘯宇;秦碩;唐炬
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司 11001
• 代理人: 李桂玲;杜國慶

1.一種開關柜局部放電聲光聯合定位系統，包括開關柜箱體，其特征在于，至少在開關柜箱體的三個端面板中間位置分別設置有一組傳感器，分別是超聲波傳感器和熒光光纖傳感器，熒光光纖傳感器和超聲波傳感器位于端面板同一位置的內側面和外側面，其中：超聲波傳感器位于端面板的外側面，熒光光纖傳感器位于端面板的內側面，在箱體三個端面板上設置的超聲波傳感器組成了超聲波傳感器陣列，在箱體三個端面板上設置的熒光光纖傳感器組成了熒光光纖傳感器陣列，超聲波傳感器的輸出和熒光光纖傳感器的輸出分別經聲/光電轉換單元連接定位處理服務器。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述熒光光纖傳感器和超聲波傳感器被安裝在法蘭上，法蘭固定在開關柜箱體的三個端面板中間位置。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述熒光光纖傳感器同心盤繞與超聲波傳感器分別通過粘貼方式固定在法蘭內側面和外側面。

4.根據權利要求1或2或3所述的系統，其特征在于，所述開關柜箱體的三個端面板分別是開關柜箱體的前端面板、上端面板和一側端面板。

5.一種開關柜局部放電聲光聯合定位方法，是基于權利要求1所述開關柜局部放電聲光聯合定位系統的定位方法；首先，通過對箱體的測量確定三個端面板上的超聲波傳感器和熒光光纖傳感器在箱體幾何坐標的位置，當局部放電發生時，通過超聲波傳感器和熒光光纖傳感器連續接收到聲光放電信號定位放電信號源PD在開關柜中的發生坐標位置，其特征在于，所述定位方法包括：

第一步：從三個端面板上的超聲波傳感器和熒光光纖傳感器連續接收到聲光放電信號中獲取同一時刻的三組超聲信號和熒光信號；

第二步：根據空間譜估計分別對這一時刻的三個超聲波傳感器的超聲信號的波方向估計，分別獲取三個超聲波傳感器對應放電信號源PD的方位角θt和俯仰角根據熒光信號放電強度隨距離變化關系分別確定放電信號源PD到三個熒光光纖傳感器的距離；

第三步：將從超聲信號獲取的三個方位角θt和俯仰角以及和熒光信號確定的三個距離計算出三組樣本的放電信號源PD位置初值點坐標，分別記為P₁(x₁,y₁,z₁)、P₂(x₂,y₂,z₂)、P₃(x₃,y₃,z₃)；

第四步：從連續接收到聲光放電信號中獲取N個同一時刻的三組超聲信號和熒光信號，重復第二步和第三步得到N個樣本的放電信號源PD位置初值點坐標Pm(xm,ym,zm)，其中：m＝1,2,…,N表示為樣本初值個數；

第五步：由于誤差的存在，所述PD位置初值點坐標環繞在PD位置實際坐標點的周圍，因此，根據空間解析幾何計算構建在每個放電信號源PD位置初值點坐標下的各樣本初值點坐標和三組傳感器位置距離平方和函數，

其中：m＝1,2,…,N表示為樣本初值個數；i＝1,2,3表示為傳感器組數；di²表示為PD位置實際坐標是第m個樣本初值與第i組傳感器確定的距離平方和函數；

第六步：應對不同時刻采集的N個信號建立尋優求平方和函數：

采用蟻群算法，通過尋優估計出最小的d²_min及其對應的坐標參數，即為PD位置實際坐標P(x,y,z)。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述尋優過程包括：

步驟一，將N個樣本的放電信號源PD位置初值點坐標進行歸一化處理后作為樣本輸入尋優求平方和函數；

步驟二，設置初始迭代次數和精度；

步驟三，為作為樣本初值個數的第m只螞蟻確定道路和移動概率；

步驟四，根據是否完成路徑，若完成路徑后選擇最佳路徑，若未完成，回到步驟三；

步驟五，未達到最大迭代次數，更新信息素，重新放置m組螞蟻；當達到最大迭代次數，結束運算，輸出全局最優解，將其視為所求PD位置實際坐標位置。