[发明专利]一种变压器局部放电超声源重建的定位方法及装置

权利要求书

1.一种变压器局部放电超声源重建的定位方法，其特征在于所述的方法为：变压器局部放电产生脉冲电流，脉冲电流产生脉冲磁场，脉冲电流和脉冲磁场的相互作用，产生洛伦兹力，激发超声信号；变压器的放电点为超声源点；超声信号在变压器内部从放电点传播开来，由安装在变压器内部的多个超声传感器组成的传感器阵列接收所述的超声信号；根据变压器内声波的传播模型，采用时间反转的逆源分析，由超声传感器阵列接收到的超声信号反演重建声源，进行局部放电点的定位，同时获取放电量信息，并估计放电量大小。

2.根据权利要求1所述的变压器局部放电超声源重建的定位方法，其特征在于所述的变压器局部放电定位方法包含两个步骤：

步骤1、由布置在变压器内部的超声传感器阵列获取超声传感器接收到的声场信息数据；

步骤2、根据变压器内部的结构和介质特性，建立变压器内部的声场的数学物理模型，利用时间反转的逆源方法，由超声传感器阵列接收到的超声信号，反演重建声源，从而估计超声源的位置和超声源强度，实现变压器局部放电的定位和放电量估计。

3.根据权利要求2所述的变压器局部放电超声源重建的定位方法，其特征在于所述的步骤2中，利用时间反转的逆源分析，由超声传感器阵列接收到的超声信号反演重建声源的方法为：利用声场的互易原理实现声源的检测与定位；超声源、变压器声传播模型、超声传感器阵列是定位的三要素；局部放电时，超声从声源发射出来，经过变压器内的传输，到达超声传感器接收阵列，从而记录到声压信号；超声传感器接收阵列接收到的声压信号重新发射出去，形成逆发射，经过变压器内部的重新传播之后，在原来声源的位置形成聚焦，实现声源的定位；洛伦兹力激发的超声携带放电点信息；利用超声传感器接收到的超声信号逆发射，聚焦形成的声源的强度大小反映放电量大小；根据聚焦形成声源的强度，再通过校准，实现放电量的估计；超声传感器接收阵列记录到的声压的逆发射过程是在计算机中利用数值计算方法实现的；首先，记录超声传感器阵列中各个传感器接收到超声信号P₁，P₂，...P_n；然后，根据声压波动方程和变压器声传播模型，利用时间反转法由各个超声传感器接收到的信号P₁，P₂，...P_n计算反向声场P′₁，P′₂，...P′_n；再将反向声场叠加得到聚焦声场，实现声源的重建。根据聚焦声场的位置和强度确定放电点位置和估计放电量大小。

4.应用权利要求1至3任一所述的定位方法的定位装置，其特征在于所述的定位装置包含超声传感器阵列、滤波放大器、数据采集器和计算机；超声传感器接收阵列由多个内置于变压器中的超声传感器组成，每个超声传感器与滤波放大器相连，超声传感器接收到的超声信号经过带通滤波和放大，滤除不相关的干扰信号，提取有用的通带内的超声信号，并放大微弱的超声信号；滤波放大器与数据采集器相连；数据采集器与计算机相连；信号采集器将信号模数转换并传输给计算机，在计算机中利用实现超声源的重建。