CN114859194B - 一种基于非接触式的局部放电检测方法及装置 - Google Patents
一种基于非接触式的局部放电检测方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种基于非接触式的局部放电检测方法及装置，方法包括先基于麦克风阵列采集待处理声源信号，接着对待处理声源信号进行声学成像处理，得到待处理声源信号的云图数据；接着从待处理声源信号的云图数据中确定出目标音频数据，并对目标音频数据进行局放处理，得到目标音频数据对应的特征数据；接着基于目标音频数据对应的特征数据得到目标音频数据的局部放电检测结果。通过声学成像方法对采集到的声源信号进行处理，并确定出目标音频数据的方式，可有效抑制其它干扰信号，进而提高局部放电检测过程的处理效率以及准确性。
Description
技术领域
本申请属于声音处理技术领域，特别的涉及一种基于非接触式的局部放电检测方法及装置。
背景技术
在有气体或液体的固体电介质中，当击穿场强的气体或液体的局部场强达到其击穿场强时，这部分气体或液体开始放电。局部放电一般是由绝缘体内部或绝缘表面局部电场特别集中引起的，这种放电以仅造成导体间的绝缘局部短(路桥)接而不形成导电通道为限。可以理解的是，每一次局部放电对绝缘介质都会有一些影响，例如轻微的局部放电对电力设备绝缘的影响较小，绝缘强度的下降较慢；反观强烈的局部放电，则会使绝缘强度很快下降。
生活中常见的用于局部放电检测的设备需要控制探头的位置与局部放电位置的距离非常接近，当该局部放电位置处于高压线缆或是高处的绝缘端子位置时易带来安全隐患，且环境噪声等干扰信号也会对检测的精度带来影响。
发明内容
本申请为解决上述提到的当局部放电位置处于高压线缆或是高处的绝缘端子位置时易带来安全隐患，且环境噪声等干扰信号也会对检测的精度带来影响等技术问题，提出一种基于非接触式的局部放电检测方法及装置，其具体技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种基于非接触式的局部放电检测方法，包括：
基于麦克风阵列采集待处理声源信号；
对待处理声源信号进行声学成像处理，得到待处理声源信号的云图数据；
从待处理声源信号的云图数据中确定出目标音频数据，并对目标音频数据进行局放处理，得到目标音频数据对应的特征数据；
基于目标音频数据对应的特征数据得到目标音频数据的局部放电检测结果。
在第一方面的一种可选方案中，待处理声源信号的云图数据包括在预设频率范围内与每个频率点对应的云图数据；
从待处理声源信号的云图数据中确定出目标音频数据，包括：
对所有与频率点对应的云图数据进行叠加处理，并根据处理后的云图数据确定目标声源坐标；
根据目标声源坐标以及所有与频率点对应的云图数据，得到目标音频数据。
在第一方面的又一种可选方案中，根据目标声源坐标以及所有与频率点对应的云图数据，得到目标音频数据，包括：
在每个频率点对应的云图数据中选取与目标声源坐标对应的坐标点数据；
对所有与目标声源坐标对应的坐标点数据进行傅里叶逆变换处理，得到目标音频数据。
在第一方面的又一种可选方案中，对目标音频数据进行局放处理，得到目标音频数据对应的特征数据，包括：
对目标音频数据进行高通滤波处理，并从处理后的目标音频数据中确定出目标音频数据的相位；
基于目标音频数据的相位对处理后的目标音频数据进行加权处理，得到目标音频数据的加权数据；
根据目标音频数据的加权数据生成目标音频数据的图谱；
对目标音频数据的加权数据进行傅里叶变换处理，并根据处理后的目标音频数据的加权数据确定出目标音频数据的频率相关性；
对目标音频数据的加权数据进行平方根计算，得到目标音频数据的有效值；
对目标音频数据的加权数据进行峰值函数计算，得到目标音频数据的峰峰值；
将目标音频数据的图谱、目标音频数据的频率相关性、目标音频数据的有效值以及目标音频数据的峰峰值作为目标音频数据对应的特征数据。
在第一方面的又一种可选方案中，基于目标音频数据对应的特征数据得到目标音频数据的局部放电检测结果，包括：
计算目标音频数据对应的特征数据与每种局部放电类型的距离；其中，每种局部放电类型由多个样本特征数据聚类得到；
将与目标音频数据对应的特征数据的距离最短的局部放电类型作为目标音频数据的局部放电检测结果。
在第一方面的又一种可选方案中，局部放电类型包括无局部放电、悬浮放电、沿面放电以及电晕放电；
基于目标音频数据对应的特征数据得到目标音频数据的局部放电检测结果之后，还包括：
当检测到目标音频数据的局部放电检测结果为悬浮放电、沿面放电以及电晕放电中任意一种时，确定目标音频数据的位置信息；
发送与目标音频数据的位置信息以及目标音频数据的局部放电检测结果对应的预警信息。
在第一方面的又一种可选方案中，在检测到目标音频数据的局部放电检测结果为悬浮放电、沿面放电以及电晕放电中任意一种之后，还包括：
按照预设时间间隔再次采集待处理声源信号，直至得到目标音频数据的局部放电检测结果；
当检测到两次得到的目标音频数据的局部放电检测结果一致时，确定目标音频数据的位置信息；
发送与目标音频数据的位置信息以及目标音频数据的局部放电检测结果对应的预警信息。
第二方面，本申请实施例提供了一种基于非接触式的局部放电检测装置，包括：
第一采集模块，用于基于麦克风阵列采集待处理声源信号；
第一处理模块，用于对待处理声源信号进行声学成像处理，得到待处理声源信号的云图数据；
第二处理模块，用于从待处理声源信号的云图数据中确定出目标音频数据，并对目标音频数据进行局放处理，得到目标音频数据对应的特征数据；
第一分析模块，用于基于目标音频数据对应的特征数据得到目标音频数据的局部放电检测结果。
在第二方面的一种可选方案中，待处理声源信号的云图数据包括在预设频率范围内与每个频率点对应的云图数据；
第二处理模块包括：
第一处理单元，用于对所有与频率点对应的云图数据进行叠加处理，并根据处理后的云图数据确定目标声源坐标；
第二处理单元，用于根据目标声源坐标以及所有与频率点对应的云图数据，得到目标音频数据。
在第二方面的又一种可选方案中，第二处理单元具体用于：
在每个频率点对应的云图数据中选取与目标声源坐标对应的坐标点数据；
对所有与目标声源坐标对应的坐标点数据进行傅里叶逆变换处理，得到目标音频数据。
在第二方面的又一种可选方案中，第二处理模块还包括：
第三处理单元，用于对目标音频数据进行高通滤波处理，并从处理后的目标音频数据中确定出目标音频数据的相位；
第四处理单元，用于基于目标音频数据的相位对处理后的目标音频数据进行加权处理，得到目标音频数据的加权数据；
生成单元，用于根据目标音频数据的加权数据生成目标音频数据的图谱；
第五处理单元，用于对目标音频数据的加权数据进行傅里叶变换处理，并根据处理后的目标音频数据的加权数据确定出目标音频数据的频率相关性；
第一计算单元，用于对目标音频数据的加权数据进行平方根计算，得到目标音频数据的有效值；
第二计算单元，用于对目标音频数据的加权数据进行峰值函数计算，得到目标音频数据的峰峰值；
第六处理单元，用于将目标音频数据的图谱、目标音频数据的频率相关性、目标音频数据的有效值以及目标音频数据的峰峰值作为目标音频数据对应的特征数据。
在第二方面的又一种可选方案中，第一分析模块包括：
分析单元，用于计算目标音频数据对应的特征数据与每种局部放电类型的距离；其中，每种局部放电类型由多个样本特征数据聚类得到；
确定单元，用于将与目标音频数据对应的特征数据的距离最短的局部放电类型作为目标音频数据的局部放电检测结果。
在第二方面的又一种可选方案中，局部放电类型包括无局部放电、悬浮放电、沿面放电以及电晕放电；
装置还包括：
检测模块，用于在基于目标音频数据对应的特征数据得到目标音频数据的局部放电检测结果之后，当检测到目标音频数据的局部放电检测结果为悬浮放电、沿面放电以及电晕放电中任意一种时，确定目标音频数据的位置信息；
第一发送模块，用于发送与目标音频数据的位置信息以及目标音频数据的局部放电检测结果对应的预警信息。
在第二方面的又一种可选方案中，装置还包括：
第二采集模块，用于在检测到目标音频数据的局部放电检测结果为悬浮放电、沿面放电以及电晕放电中任意一种之后，按照预设时间间隔再次采集待处理声源信号，直至得到目标音频数据的局部放电检测结果；
第二分析模块，用于当检测到两次得到的目标音频数据的局部放电检测结果一致时，确定目标音频数据的位置信息；
第二发送模块，用于发送与目标音频数据的位置信息以及目标音频数据的局部放电检测结果对应的预警信息。
第三方面，本申请实施例还提供了一种基于非接触式的局部放电检测装置，包括处理器以及存储器；
处理器与存储器连接；
存储器，用于存储可执行程序代码；
处理器通过读取存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，以用于实现本申请实施例第一方面或第一方面的任意一种实现方式提供的基于非接触式的局部放电检测方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机程序，计算机程序包括程序指令，程序指令当被处理器执行时，可实现本申请实施例第一方面或第一方面的任意一种实现方式提供的基于非接触式的局部放电检测方法。
在本申请实施例中，可在进行局部放电检测时，先基于麦克风阵列采集待处理声源信号，接着对待处理声源信号进行声学成像处理，得到待处理声源信号的云图数据；接着从待处理声源信号的云图数据中确定出目标音频数据，并对目标音频数据进行局放处理，得到目标音频数据对应的特征数据；接着基于目标音频数据对应的特征数据得到目标音频数据的局部放电检测结果。通过声学成像方法对采集到的声源信号进行处理，并确定出目标音频数据的方式，可有效抑制其它干扰信号，进而提高局部放电检测过程的处理效率以及准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种基于非接触式的局部放电检测方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种目标音频数据的效果示意图；
图3为本申请实施例提供的又一种基于非接触式的局部放电检测方法的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的一种局部放电类型的效果示意图；
图5为本申请实施例提供的一种基于非接触式的局部放电检测装置的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的又一种基于非接触式的局部放电检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在下述介绍中，术语“第一”、“第二”仅为用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述介绍提供了本申请的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征A、B、C，另一个实施例包含特征B、D，那么本申请也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。
下面的描述提供了示例，并且不对权利要求书中阐述的范围、适用性或示例进行限制。可以在不脱离本申请内容的范围的情况下，对描述的元素的功能和布置做出改变。各个示例可以适当省略、替代或添加各种过程或组件。例如所描述的方法可以以所描述的顺序不同的顺序来执行，并且可以添加、省略或组合各种步骤。此外，可以将关于一些示例描述的特征组合到其他示例中。
请参阅图1，图1示出了本申请实施例提供的一种基于非接触式的局部放电检测方法的流程示意。
如图1所示，该基于非接触式的局部放电检测方法至少可以包括以下步骤：
步骤102、基于麦克风阵列采集待处理声源信号。
本申请实施例中应用于该基于非接触式的局部放电检测方法的设备可以但不局限于为声学声像仪，通过对获取的声源信号进行处理，并将处理结果显示在显示面板上，以便于用户可更加直观的得到局部放电检测方法。可以理解的是，上述提到的声学声像仪可以但不局限于先通过摄像头等拍摄设备得到与声源信号对应的检测场景，并将该检测场景实时的显示在显示面板上。接着可将对声源信号进行处理所得到的局部放电检测结果显示在该检测场景上，以便于用户可通过显示面板上的检测场景快速确定出目标声源信号位置以及相应的局部放电类型，同时还可便于用户快速对该目标声源信号所对应的器件进行处理，避免引发安全事故。
作为可选的，本申请实施例中应用于该基于非接触式的局部放电检测方法的声学声像仪的类型可为CRY2612，且可不限定于此。
具体地，在基于声学声像仪进行局部放电的检测时，可先由该声学声像仪的麦克风阵列采集待处理声源信号，该待处理声源信号所对应的检测环境可由检测人员预先确定，并可在与离该检测环境处于安全距离的位置处设置声学声像仪。可以理解的是，此处检测环境例如但不局限于为高压电等危险位置，为保障检测的安全性，本申请实施例中应用该局部放电检测方法的声学声像仪可在与检测环境处于安全距离的位置进行检测。
其中，声学声像仪的麦克风阵列可以但不局限于设置为128路麦克风阵列，并按照预设时间间隔采集待处理声源信号，该预设时间间隔可以但不局限于设置为10秒、15秒或是30秒等等。此处，待处理声源信号可包括用户检测所对应的目标声源信号以及类似于噪声信号的其它干扰信号，该声学声像仪可从采集到的待处理声源信号中确定出用户检测所对应的目标声源信号，以提高对目标声源信号的检测质量和效率。
步骤104、对待处理声源信号进行声学成像处理，得到待处理声源信号的云图数据。
具体地，可在采集到待处理声源信号之后，对该待处理声源信号进行DOA声学成像处理，以得到该待处理声源信号的云图数据。其中，DOA声学成像可理解为通过阵列信号处理算法处理采集到的待处理声源信号，进而可得到检测环境中被测物体表面的声源位置和强度，并以云图方式显示出直观的图像。该DOA声学成像在声学测量中由于声源和麦克风阵列各个阵元之间的距离不相等，每个阵元接收到的待处理声源信号存在不同的延迟，基于此可利用声波延迟和声源位置的对应关系，将接收到的待处理声源信号进行时延（频域为相位）补偿后相加，逐点计算出空间声源强度的分布。
可以理解的是，此处待处理声源信号的云图数据可包括在预设频率范围内对应于每个频率点的云图数据。此处，预设频率范围可以但不局限于与待检测的声源信号对应，例如可设置为20KHz至40KHz，且设置在该20KHz至40KHz之间的每个频率点可分别设置为20KHz、21KHz、22KHz…直至40KHz，每个频率点均可对应一个云图数据。
步骤106、从待处理声源信号的云图数据中确定出目标音频数据，并对目标音频数据进行局放处理，得到目标音频数据对应的特征数据。
具体地，可在得到经过声学成像处理的云图数据之后，从该待处理声源信号的云图数据中提取出目标音频数据，以提高该目标音频的局部放电检测精度。
作为本申请实施例的一种可选，待处理声源信号的云图数据包括在预设频率范围内与每个频率点对应的云图数据；
从待处理声源信号的云图数据中确定出目标音频数据，包括：
对所有与频率点对应的云图数据进行叠加处理，并根据处理后的云图数据确定目标声源坐标；
根据目标声源坐标以及所有与频率点对应的云图数据，得到目标音频数据。
具体地，可在从待处理声源信号的云图数据中提取目标音频数据时，先将与每个频率点对应的云图数据进行叠加处理，并在经过叠加处理后的云图数据中通过寻找峰峰值的方式确定出该峰峰值较大的一个或多个有效声源信号坐标。可以理解的是，该峰峰值较大可理解为能量强度较大的声源信号，也即可对应为产生较大声音的声源。此处，由于目标声源信号产生的声音大于其它声源产生的声音，声学声像仪可从确定出的一个或多个有效声源坐标中自动将峰峰值最大的有效声源坐标作为目标声源坐标。当然，本申请实施例中还可由用户从该确定出的一个或多个有效声源坐标中选择一个声源坐标作为目标声源坐标，且本申请可不限定该目标声源坐标的数量，此处不限定于此。
进一步的，声学声像仪可根据该目标声源坐标，从每个频率点对应的云图数据中各自提取出与该目标声源坐标对应的坐标点数据，该每个坐标点数据可分别对应为目标音频的频域数据。接着，可对该目标音频的频域数据进行傅里叶逆变换处理，以将该目标音频的频域数据转换为时域数据，进而得到目标音频数据。
需要说明的是，本申请实施例中从待处理声源信号提取出目标音频数据的方式，可有效筛除隐藏在待处理声源信号中的干扰信号，进而避免该干扰信号对局部放电检测的结果造成影响。
此处可参阅图2示出的本申请实施例提供的一种目标音频数据的效果示意图。如图2所示，2a示出了一种在一定时间间隔所采集到的待处理声源信号，2b则示出了一种在对2a的待处理声源信号进行处理所得到的目标音频信号，可以明显看出在筛除干扰信号之后，目标音频信号与待处理声源信号存在较大差异，也即是说干扰信号易对目标音频信号的局部放电检测结果造成较大影响。
进一步的，在从待处理声源信号提取出目标音频数据之后，可对该目标音频数据进行局放处理，以得到该目标音频数据的一个或多个特征数据，该一个或多个特征数据均可用于表征该目标音频数据所对应的特征，可便于快速判断该目标音频数据的局部放电类型。其中，目标音频数据的一个特征数据可以但不局限于为目标音频数据的图谱、目标音频数据的频率相关性、目标音频数据的有效值以及目标音频数据的峰峰值中任意一个，目标音频数据的多个特征数据可以但不局限于为目标音频数据的图谱、目标音频数据的频率相关性、目标音频数据的有效值以及目标音频数据的峰峰值中任意至少两个，且上述提到的每个目标音频数据的特征数据均通过不同的计算方式得到。
步骤108、基于目标音频数据对应的特征数据得到目标音频数据的局部放电检测结果。
具体地，在得到目标音频数据对应的特征数据之后，可根据该目标音频数据对应的特征数据确定出目标音频数据的局部放电类型，并将该目标音频数据的局部放电类型作为目标音频数据的局部放电检测结果。其中，目标音频数据的局部放电类型可以但不局限于包括无局部放电、悬浮放电、沿面放电以及电晕放电共四种类型，可能的，当根据目标音频数据的特征数据确定出该目标音频数据的局部放电类型为无局部放电时，可直接在声学声像仪的显示面板上显示用于表征无局部放电的提示信息，且接着可继续按照预设时间间隔对该目标音频数据进行实时检测。
可能的，当根据目标音频数据的特征数据确定出该目标音频数据的局部放电类型为悬浮放电、沿面放电以及电晕放电中任意一种类型时，可确定出该目标音频数据在检测环境中的位置信息。可以理解的是，声学声像仪的显示面板上可在相应位置处显示出该目标音频数据，并还可显示出该目标音频数据所对应的局部放电类型，以便于用户可更加直观的观测该目标音频数据。
接着，声学声像仪还可发送与目标音频数据的位置信息以及目标音频数据的局部放电检测结果对应的预警信息至用户终端，以便于用户在无法通过声学声像仪得到目标声源数据的局部放电检测结果的情况下，由终端上的预警信息及时获取到该目标声源数据的局部放电检测结果，进而降低安全隐患。
作为本申请实施例的又一种可选，在检测到目标音频数据的局部放电检测结果为悬浮放电、沿面放电以及电晕放电中任意一种之后，还包括：
按照预设时间间隔再次采集待处理声源信号，直至得到目标音频数据的局部放电检测结果；
当检测到两次得到的目标音频数据的局部放电检测结果一致时，确定目标音频数据的位置信息；
发送与目标音频数据的位置信息以及目标音频数据的局部放电检测结果对应的预警信息。
具体地，在确定出目标音频数据的局部放电类型为悬浮放电、沿面放电以及电晕放电中任意一种类型之后，还可按照预设时间间隔再次采集处于同样检测环境下的待处理声源信号，并依次执行对待处理声源信号进行声学成像处理，得到待处理声源信号的云图数据；以及从待处理声源信号的云图数据中确定出目标音频数据，并对目标音频数据进行局放处理，得到目标音频数据对应的特征数据；以及基于目标音频数据对应的特征数据得到目标音频数据的局部放电检测结果的步骤。
进一步的，可判断两次得到的目标音频数据的局部放电检测结果是否一致，并可在确定出两次得到的目标音频数据的局部放电检测结果一致的情况下，可确定出该目标音频数据在检测环境中的位置信息。可以理解的是，声学声像仪的显示面板上可在相应位置处显示出该目标音频数据，并还可显示出该目标音频数据所对应的局部放电类型，以便于用户可更加直观的观测该目标音频数据。
接着，声学声像仪还可发送与目标音频数据的位置信息以及目标音频数据的局部放电检测结果对应的预警信息至用户终端，以便于用户在无法通过声学声像仪得到目标声源数据的局部放电检测结果的情况下，由终端上的预警信息及时获取到该目标声源数据的局部放电检测结果，进而降低安全隐患。
可能的，在确定出两次得到的目标音频数据的局部放电检测结果不一致的情况下，可继续按照预设时间间隔再次采集处于同样检测环境下的待处理声源信号，并结合多次得到的目标音频数据的局部放电检测结果进行判断。
作为本申请实施例的又一种可选，可参阅图3，图3示出了本申请实施例提供的又一种基于非接触式的局部放电检测方法的流程示意图。
如图3所示，该基于非接触式的局部放电检测方法的至少可以包括以下步骤：
步骤302、基于麦克风阵列采集待处理声源信号。
具体地，步骤302可参阅上述步骤102，此处不过多赘述。
步骤304、对待处理声源信号进行声学成像处理，得到待处理声源信号的云图数据。
具体地，步骤304可参阅上述步骤104，此处不过多赘述。
步骤306、从待处理声源信号的云图数据中确定出目标音频数据。
具体地，步骤306可参阅上述步骤106，此处不过多赘述。
步骤308、对目标音频数据进行高通滤波处理，并从处理后的目标音频数据中确定出目标音频数据的相位。
具体地，在从待处理声源信号中提取出目标音频数据之后，可先对该目标音频数据进行高通滤波处理，以得到频率满足预设频率区间的目标音频数据。其中，预设频率区间可对应于检测环境中的待检测器件，可以但不局限于设置为大于25KHz的频率区间。
进一步的，可根据该满足预设频率区间的目标音频数据的峰值以及时长计算出该目标音频数据对应的相位。其中，目标音频数据的峰值可对应为音频曲线中的波峰值以及波谷值。
步骤310、基于目标音频数据的相位对处理后的目标音频数据进行加权处理，得到目标音频数据的加权数据。
具体地，在得到频率满足预设频率区间的目标音频数据之后，还可先根据目标音频数据的相位从频率满足预设频率区间的目标音频数据中截取一段目标音频数据，并对该段目标音频数据中每个点的音频数据进行加权处理，以得到该段目标音频数据中每个点的用于表征能量强度的加权数据。
步骤312、根据目标音频数据的加权数据生成目标音频数据的图谱。
具体地，在得到目标音频数据中每个点的用于表征能量强度的加权数据之后，可先根据该目标音频数据的加权数据绘制出目标音频数据的图谱。其中，该目标音频数据中每个点的用于表征能量强度的加权数据数值不同，可采用不同的颜色进行区分，例如但不局限于将处于第一区间的用于表征能量强度的加权数据数值所对应的点标记为红色，将处于第二区间的用于表征能量强度的加权数据数值所对应的点标记为黄色，处于第三区间的用于表征能量强度的加权数据数值所对应的点标记为橘色等等。
可以理解的是，此处得到的图谱可根据不同时刻的目标音频数据中每个点的用于表征能量强度的加权数据进行实时绘制，以保障图谱的有效性。
步骤314、对目标音频数据的加权数据进行傅里叶变换处理，并根据处理后的目标音频数据的加权数据确定出目标音频数据的频率相关性。
具体地，在得到目标音频数据中每个点的用于表征能量强度的加权数据之后，还可对该目标音频数据中每个点的用于表征能量强度的加权数据进行傅里叶变换处理，以得到该目标音频数据中每个点在不同频率对应的能量强度，并可从该每个点在不同频率对应的能量强度中计算出50KHz对应的能量强度与100KHz对应的能量强度的相关性。可以理解的是，当局部放电类型为悬浮放电、沿面放电以及电晕放电中任意一种类型时，每种类型在50KHz对应的能量强度以及在100KHz对应的能量强度较为凸出，且对于悬浮放电以及沿面放电两种类型而言，该50KHz对应的能量强度以及在100KHz对应的能量强度的相关性更强。
步骤316、对目标音频数据的加权数据进行平方根计算，得到目标音频数据的有效值。
具体地，在得到目标音频数据中每个点的用于表征能量强度的加权数据之后，还可对该目标音频数据中每个点的用于表征能量强度的加权数据进行平方根计算，以得到目标音频数据的有效值（RMS）。
步骤318、对目标音频数据的加权数据进行峰值函数计算，得到目标音频数据的峰峰值。
具体地，在得到目标音频数据中每个点的用于表征能量强度的加权数据之后，还可对该目标音频数据中每个点的用于表征能量强度的加权数据进行峰值函数（findpeak）计算，以得到目标音频数据的峰峰值。
步骤320、将目标音频数据的图谱、目标音频数据的频率相关性、目标音频数据的有效值以及目标音频数据的峰峰值作为目标音频数据对应的特征数据。
可以理解的是，本申请实施例中可以但不局限与将上述提到的目标音频数据的图谱、目标音频数据的频率相关性、目标音频数据的有效值以及目标音频数据的峰峰值全部作为目标音频数据对应的特征数据，例如还可将任意两个特征数据或是任意三个特征数据作为目标音频数据对应的特征数据，不限定于此。
步骤322、基于目标音频数据对应的特征数据得到目标音频数据的局部放电检测结果。
具体地，可在得到目标音频数据对应的多个特征数据之后，先对收集的多个样本特征数据进行局部放电类型的分类，以使每种局部放电类型可对应有多个样本特征数据。接着可利用Kmeans聚类方法，根据该目标音频数据对应的多个特征数据计算与每种局部放电类型中心的距离，并将与目标音频数据对应的特征数据的距离最短的局部放电类型作为该目标音频数据的局部放电检测结果。
此处还可参阅图4示出的本申请实施例提供的一种局部放电类型的效果示意图。如图4所示，4a示出了局部放电类型为电晕放电的效果示意图，该示意图中可看出在50KHz对应的能量强度以及在100KHz对应的能量强度较为凸出，但在50KHz对应的能量强度与在100KHz对应的能量强度的关联性不强。4b示出了局部放电类型为悬浮放电的效果示意图，该示意图中可看出在50KHz对应的能量强度以及在100KHz对应的能量强度较为凸出，且在50KHz对应的能量强度与在100KHz对应的能量强度的关联性较强。4c示出了局部放电类型为沿面放电的效果示意图，该示意图中可看出在50KHz对应的能量强度以及在100KHz对应的能量强度较为凸出，且在50KHz对应的能量强度与在100KHz对应的能量强度的关联性较强。
请参阅图5，图5示出了本申请实施例提供的一种基于非接触式的局部放电检测装置的结构示意图。
如图5所示，该基于非接触式的局部放电检测装置至少可以包括第一采集模块501、第一处理模块502、第二处理模块503以及第一分析模块504，其中：
第一采集模块501，用于基于麦克风阵列采集待处理声源信号；
第一处理模块502，用于对待处理声源信号进行声学成像处理，得到待处理声源信号的云图数据；
第二处理模块503，用于从待处理声源信号的云图数据中确定出目标音频数据，并对目标音频数据进行局放处理，得到目标音频数据对应的特征数据；
第一分析模块504，用于基于目标音频数据对应的特征数据得到目标音频数据的局部放电检测结果。
在一些可能的实施例中，待处理声源信号的云图数据包括在预设频率范围内与每个频率点对应的云图数据；
第二处理模块包括：
第一处理单元，用于对所有与频率点对应的云图数据进行叠加处理，并根据处理后的云图数据确定目标声源坐标；
第二处理单元，用于根据目标声源坐标以及所有与频率点对应的云图数据，得到目标音频数据。
在一些可能的实施例中，第二处理单元具体用于：
在每个频率点对应的云图数据中选取与目标声源坐标对应的坐标点数据；
对所有与目标声源坐标对应的坐标点数据进行傅里叶逆变换处理，得到目标音频数据。
在一些可能的实施例中，第二处理模块还包括：
第三处理单元，用于对目标音频数据进行高通滤波处理，并从处理后的目标音频数据中确定出目标音频数据的相位；
第四处理单元，用于基于目标音频数据的相位对处理后的目标音频数据进行加权处理，得到目标音频数据的加权数据；
生成单元，用于根据目标音频数据的加权数据生成目标音频数据的图谱；
第五处理单元，用于对目标音频数据的加权数据进行傅里叶变换处理，并根据处理后的目标音频数据的加权数据确定出目标音频数据的频率相关性；
第一计算单元，用于对目标音频数据的加权数据进行平方根计算，得到目标音频数据的有效值；
第二计算单元，用于对目标音频数据的加权数据进行峰值函数计算，得到目标音频数据的峰峰值；
第六处理单元，用于将目标音频数据的图谱、目标音频数据的频率相关性、目标音频数据的有效值以及目标音频数据的峰峰值作为目标音频数据对应的特征数据。
在一些可能的实施例中，第一分析模块包括：
分析单元，用于计算目标音频数据对应的特征数据与每种局部放电类型的距离；其中，每种局部放电类型由多个样本特征数据聚类得到；
确定单元，用于将与目标音频数据对应的特征数据的距离最短的局部放电类型作为目标音频数据的局部放电检测结果。
在一些可能的实施例中，局部放电类型包括无局部放电、悬浮放电、沿面放电以及电晕放电；
装置还包括：
检测模块，用于在基于目标音频数据对应的特征数据得到目标音频数据的局部放电检测结果之后，当检测到目标音频数据的局部放电检测结果为悬浮放电、沿面放电以及电晕放电中任意一种时，确定目标音频数据的位置信息；
第一发送模块，用于发送与目标音频数据的位置信息以及目标音频数据的局部放电检测结果对应的预警信息。
在一些可能的实施例中，装置还包括：
第二采集模块，用于在检测到目标音频数据的局部放电检测结果为悬浮放电、沿面放电以及电晕放电中任意一种之后，按照预设时间间隔再次采集待处理声源信号，直至得到目标音频数据的局部放电检测结果；
第二分析模块，用于当检测到两次得到的目标音频数据的局部放电检测结果一致时，确定目标音频数据的位置信息；
第二发送模块，用于发送与目标音频数据的位置信息以及目标音频数据的局部放电检测结果对应的预警信息。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例的技术方案可借助软件和/或硬件来实现。本说明书中的“单元”和“模块”是指能够独立完成或与其他部件配合完成特定功能的软件和/或硬件，其中硬件例如可以是现场可编程门阵列（Field－ProgrammableGate Array，FPGA）、集成电路（Integrated Circuit，IC）等。
请参阅图6，图6示出了本申请实施例提供的又一种基于非接触式的局部放电检测装置的结构示意图。
如图6所示，该基于非接触式的局部放电检测装置600可以包括：至少一个处理器601、至少一个网络接口604、用户接口603、存储器605以及至少一个通信总线602。
其中，通信总线602可用于实现上述各个组件的连接通信。
其中，用户接口603可以包括按键，可选用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。
其中，网络接口604可以但不局限于包括蓝牙模块、NFC模块、Wi-Fi模块等。
其中，处理器601可以包括一个或者多个处理核心。处理器601利用各种接口和线路连接整个电子设备600内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器605内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器605内的数据，执行路由设备600的各种功能和处理数据。可选的，处理器601可以采用DSP、FPGA、PLA中的至少一种硬件形式来实现。处理器601可集成CPU、GPU和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器601中，单独通过一块芯片进行实现。
其中，存储器605可以包括RAM，也可以包括ROM。可选的，该存储器605包括非瞬时性计算机可读介质。存储器605可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器605可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令（比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等）、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及到的数据等。存储器605可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器601的存储装置。如图5所示，作为一种计算机存储介质的存储器605中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及基于非接触式的局部放电检测应用程序。
具体地，处理器601可以用于调用存储器605中存储的基于非接触式的局部放电检测应用程序，并具体执行以下操作：
基于麦克风阵列采集待处理声源信号；
对待处理声源信号进行声学成像处理，得到待处理声源信号的云图数据；
从待处理声源信号的云图数据中确定出目标音频数据，并对目标音频数据进行局放处理，得到目标音频数据对应的特征数据；
基于目标音频数据对应的特征数据得到目标音频数据的局部放电检测结果。
在一些可能的实施例中，待处理声源信号的云图数据包括在预设频率范围内与每个频率点对应的云图数据；
从待处理声源信号的云图数据中确定出目标音频数据，包括：
对所有与频率点对应的云图数据进行叠加处理，并根据处理后的云图数据确定目标声源坐标；
根据目标声源坐标以及所有与频率点对应的云图数据，得到目标音频数据。
在一些可能的实施例中，根据目标声源坐标以及所有与频率点对应的云图数据，得到目标音频数据，包括：
在每个频率点对应的云图数据中选取与目标声源坐标对应的坐标点数据；
对所有与目标声源坐标对应的坐标点数据进行傅里叶逆变换处理，得到目标音频数据。
在一些可能的实施例中，对目标音频数据进行局放处理，得到目标音频数据对应的特征数据，包括：
对目标音频数据进行高通滤波处理，并从处理后的目标音频数据中确定出目标音频数据的相位；
基于目标音频数据的相位对处理后的目标音频数据进行加权处理，得到目标音频数据的加权数据；
根据目标音频数据的加权数据生成目标音频数据的图谱；
对目标音频数据的加权数据进行傅里叶变换处理，并根据处理后的目标音频数据的加权数据确定出目标音频数据的频率相关性；
对目标音频数据的加权数据进行平方根计算，得到目标音频数据的有效值；
对目标音频数据的加权数据进行峰值函数计算，得到目标音频数据的峰峰值；
将目标音频数据的图谱、目标音频数据的频率相关性、目标音频数据的有效值以及目标音频数据的峰峰值作为目标音频数据对应的特征数据。
在一些可能的实施例中，基于目标音频数据对应的特征数据得到目标音频数据的局部放电检测结果，包括：
计算目标音频数据对应的特征数据与每种局部放电类型的距离；其中，每种局部放电类型由多个样本特征数据聚类得到；
将与目标音频数据对应的特征数据的距离最短的局部放电类型作为目标音频数据的局部放电检测结果。
在一些可能的实施例中，局部放电类型包括无局部放电、悬浮放电、沿面放电以及电晕放电；
基于目标音频数据对应的特征数据得到目标音频数据的局部放电检测结果之后，还包括：
当检测到目标音频数据的局部放电检测结果为悬浮放电、沿面放电以及电晕放电中任意一种时，确定目标音频数据的位置信息；
发送与目标音频数据的位置信息以及目标音频数据的局部放电检测结果对应的预警信息。
在一些可能的实施例中，在检测到目标音频数据的局部放电检测结果为悬浮放电、沿面放电以及电晕放电中任意一种之后，还包括：
按照预设时间间隔再次采集待处理声源信号，直至得到目标音频数据的局部放电检测结果；
当检测到两次得到的目标音频数据的局部放电检测结果一致时，确定目标音频数据的位置信息；
发送与目标音频数据的位置信息以及目标音频数据的局部放电检测结果对应的预警信息。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。其中，计算机可读存储介质可以包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、DVD、CD-ROM、微型驱动器以及磁光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪速存储器设备、磁卡或光卡、纳米系统（包括分子存储器IC），或适合于存储指令和/或数据的任何类型的媒介或设备。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器（Read-Only Memory， ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通进程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器（Read-Only Memory， ROM）、随机存取器（Random AccessMemory，RAM）、磁盘或光盘等。
以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。
Claims (7)
1.一种基于非接触式的局部放电检测方法，其特征在于，包括：
基于麦克风阵列采集待处理声源信号；
对所述待处理声源信号进行声学成像处理，得到所述待处理声源信号的云图数据；
从所述待处理声源信号的云图数据中确定出目标音频数据，并对所述目标音频数据进行局放处理，得到所述目标音频数据对应的特征数据；
基于所述目标音频数据对应的特征数据得到所述目标音频数据的局部放电检测结果；
其中，所述待处理声源信号的云图数据包括在预设频率范围内与每个频率点对应的云图数据；
所述从所述待处理声源信号的云图数据中确定出目标音频数据，包括：
对所有与所述频率点对应的云图数据进行叠加处理，并根据处理后的所述云图数据确定目标声源坐标；
根据所述目标声源坐标以及所有与所述频率点对应的云图数据，得到目标音频数据；
其中，所述根据所述目标声源坐标以及所有与所述频率点对应的云图数据，得到目标音频数据，包括：
在每个所述频率点对应的云图数据中选取与所述目标声源坐标对应的坐标点数据；
对所有与所述目标声源坐标对应的坐标点数据进行傅里叶逆变换处理，得到目标音频数据；
其中，所述对所述目标音频数据进行局放处理，得到所述目标音频数据对应的特征数据，包括：
对所述目标音频数据进行高通滤波处理，并从处理后的所述目标音频数据中确定出所述目标音频数据的相位；
基于所述目标音频数据的相位对处理后的所述目标音频数据进行加权处理，得到所述目标音频数据的加权数据；
根据所述目标音频数据的加权数据生成所述目标音频数据的图谱；
对所述目标音频数据的加权数据进行傅里叶变换处理，并根据处理后的所述目标音频数据的加权数据确定出所述目标音频数据的频率相关性；
对所述目标音频数据的加权数据进行平方根计算，得到所述目标音频数据的有效值；
对所述目标音频数据的加权数据进行峰值函数计算，得到所述目标音频数据的峰峰值；
将所述目标音频数据的图谱、所述目标音频数据的频率相关性、所述目标音频数据的有效值以及所述目标音频数据的峰峰值作为所述目标音频数据对应的特征数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标音频数据对应的特征数据得到所述目标音频数据的局部放电检测结果，包括：
计算所述目标音频数据对应的特征数据与每种局部放电类型的距离；其中，每种所述局部放电类型由多个样本特征数据聚类得到；
将与所述目标音频数据对应的特征数据的距离最短的所述局部放电类型作为所述目标音频数据的局部放电检测结果。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述局部放电类型包括无局部放电、悬浮放电、沿面放电以及电晕放电；
所述基于所述目标音频数据对应的特征数据得到所述目标音频数据的局部放电检测结果之后，还包括：
当检测到所述目标音频数据的局部放电检测结果为悬浮放电、沿面放电以及电晕放电中任意一种时，确定所述目标音频数据的位置信息；
发送与所述目标音频数据的位置信息以及所述目标音频数据的局部放电检测结果对应的预警信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述检测到所述目标音频数据的局部放电检测结果为悬浮放电、沿面放电以及电晕放电中任意一种之后，还包括：
按照预设时间间隔再次采集所述待处理声源信号，直至得到所述目标音频数据的局部放电检测结果；
当检测到两次得到的所述目标音频数据的局部放电检测结果一致时，确定所述目标音频数据的位置信息；
发送与所述目标音频数据的位置信息以及所述目标音频数据的局部放电检测结果对应的预警信息。
5.一种基于非接触式的局部放电检测装置，其特征在于，包括：
第一采集模块，用于基于麦克风阵列采集待处理声源信号；
第一处理模块，用于对所述待处理声源信号进行声学成像处理，得到所述待处理声源信号的云图数据；
第二处理模块，用于从所述待处理声源信号的云图数据中确定出目标音频数据，并对所述目标音频数据进行局放处理，得到所述目标音频数据对应的特征数据；
第一分析模块，用于基于所述目标音频数据对应的特征数据得到所述目标音频数据的局部放电检测结果；
其中，所述待处理声源信号的云图数据包括在预设频率范围内与每个频率点对应的云图数据；
所述从所述待处理声源信号的云图数据中确定出目标音频数据，包括：
对所有与所述频率点对应的云图数据进行叠加处理，并根据处理后的所述云图数据确定目标声源坐标；
根据所述目标声源坐标以及所有与所述频率点对应的云图数据，得到目标音频数据；
其中，所述根据所述目标声源坐标以及所有与所述频率点对应的云图数据，得到目标音频数据，包括：
在每个所述频率点对应的云图数据中选取与所述目标声源坐标对应的坐标点数据；
对所有与所述目标声源坐标对应的坐标点数据进行傅里叶逆变换处理，得到目标音频数据；
其中，所述对所述目标音频数据进行局放处理，得到所述目标音频数据对应的特征数据，包括：
对所述目标音频数据进行高通滤波处理，并从处理后的所述目标音频数据中确定出所述目标音频数据的相位；
基于所述目标音频数据的相位对处理后的所述目标音频数据进行加权处理，得到所述目标音频数据的加权数据；
根据所述目标音频数据的加权数据生成所述目标音频数据的图谱；
对所述目标音频数据的加权数据进行傅里叶变换处理，并根据处理后的所述目标音频数据的加权数据确定出所述目标音频数据的频率相关性；
对所述目标音频数据的加权数据进行平方根计算，得到所述目标音频数据的有效值；
对所述目标音频数据的加权数据进行峰值函数计算，得到所述目标音频数据的峰峰值；
将所述目标音频数据的图谱、所述目标音频数据的频率相关性、所述目标音频数据的有效值以及所述目标音频数据的峰峰值作为所述目标音频数据对应的特征数据。
6.一种基于非接触式的局部放电检测装置，其特征在于，包括处理器以及存储器；
所述处理器与所述存储器相连；
所述存储器，用于存储可执行程序代码；
所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于执行如权利要求1-4任一项所述的方法。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的方法。
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