[发明专利]一种基于超声传感器阵列的局放信号检测方法和系统

说明书

本发明提供了一种基于超声传感器阵列的局放信号检测方法，包括，S1：采集包括局放和不包括局放的声音数据，标注后训练得到局放信号检测模型；S2：使用局放信号检测模型进行初步检测；S3：对初步检测中的疑似局放信号进行DOA估计，确定局放方位；S4：以局放方位作为增强方向对声音信号进行增强处理；S5：使用局放信号监测模型对增强后的局放信号进行识别，判断是否存在局放信号。本发明的优点在于：通过初次特征识别，截取疑似局放信号片段，然后对截取的是与信号进行DOA估计，提高了信噪比，从而提高定位精度；通过阵列增强技术，能够实现非接触检测，还能够扩大检测视野，降低设备成本和运算时间。

技术领域

本发明涉及局部放电检测技术领域，尤其涉及一种基于超声传感器阵列的局放信号检测方法和系统。

背景技术

常见电力系统设备中，如开关柜、GIS(气体绝缘组合电器)、变压器等，绝缘故障是最常见的故障之一。绝缘故障会导致局放现象的产生，局放会进一步恶化设备的绝缘性能，因此局放信号的检测和定位对电力系统具有重要作用。

现阶段局放检测方法主要分为两类：超声波法和特高频法。特高频法根据电磁波信号进行检测，灵敏度好，能实现放电位置的定位，利于实时在线检测的实现，具体可参考Kabe,S.,T.Yamagiwa and H.Okubo.Detection of Harmful Metallic Particles InsideGas Insulated Switchgear using UHF Sensor[J].IEEE Transactions on Dielectricsand Electrical Insulation,2008,15(3):701-709；但缺点是易于受到电磁干扰，且设备成本相对较高。超声波法是通过测量局放产生的超声波信号进行检测。该方法的优点在于测量与电器设备内部的电气回路没有联系，不受电气量变化影响，抗电磁干扰强。缺点在于测量灵敏度容易受到传播路径的影响，容易受到测量设备振动和环境噪声的影响，造成较大的误。两种方法各有优缺点，适应的场景不同。

公开号为CN113092972A的发明专利申请公开了一种基于非接触式超声波传感器的局放类型识别方法和装置，采用单通道数据，通过局放声学特征比对来进行检测。这一类方法无法对局放位置进行精确定位，无法形成空间滤波，声学抗干扰性能有限。公开号为CN105425128A的发明专利申请公开了一种变压器局部放电超声波检测及精确定位装置与方法，采用多通道麦克风对局放信号进行定位，但该方法仅仅采用信号能量作为检测，未利用更多的局放信号特征，检测准确率低，而且麦克风需要布置在被检测设备四周，检测范围小，仅能对单台设备进行检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于阵列的超声波传感器进行局放信号精确检测的方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种基于超声传感器阵列的局放信号检测方法，包括，

S1：采集包括局放和不包括局放的声音数据，标注后训练得到局放信号检测模型；

S2：构建传感器阵列，通过滑窗连续截取待识别的声音信号，并使用局放信号检测模型进行初步检测；

S3：对初步检测中的疑似局放信号进行DOA估计，确定局放方位；

S4：以局放方位作为增强方向对声音信号进行增强处理；

S5：使用局放信号监测模型对增强后的局放信号进行识别，判断是否存在局放信号。

本发明通过初次特征识别，截取疑似局放信号片段，然后对截取的是与信号进行DOA估计，提高了信噪比，从而提高定位精度；基于DOA估计的结果进行阵列增强降噪，然后进行二次局放特征识别判断，可以去除大部分干扰信息，提高检测的鲁棒性和准确率；通过阵列增强技术，能够实现非接触检测，还能够扩大检测视野，可以同时对多台设备进行无人监测，降低设备成本和运算时间。