CN115792446A - 一种单相输电线路可听噪声声源的测试方法及装置 - Google Patents

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CN115792446A CN202211499365.4A CN202211499365A CN115792446A CN 115792446 A CN115792446 A CN 115792446A CN 202211499365 A CN202211499365 A CN 202211499365A CN 115792446 A CN115792446 A CN 115792446A
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梁兆杰
田杰
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本发明提供一种单相输电线路可听噪声声源的测试方法及装置，包括，获取待测试的三相输电线路的可听噪声时域特征，并识别每个相线对应的可听噪声时域特征；将所述三相输电线路的可听噪声时域特征分别输入预设的生源测试模型，得到每个相线对应的其上的噪声生源信息；根据每个相线对应的其上的噪声生源信息定位该相线上噪声生源位置。本发明利用三相线路声源在波形上具有幅度相似，仅存在时间延迟的特性，消除邻近线路噪声从而获得单相导线噪声，实现针对输电线路单根导线可听噪声的准确测量问题。

Description

一种单相输电线路可听噪声声源的测试方法及装置
技术领域
本发明涉及单相输电线路可听噪声声源的测试技术领域，特别是涉及一种单相输电线路可听噪声声源的测试方法及装置。
背景技术
居民对生活环境中可听噪声日益关注。因此掌握声源产生的可听噪声强度特征是掌握其频谱特性、传播特征、以及研究治理方法的基础。现在对声源的测试可以通过质量优异的方向性噪声测量探头准确获得声源的噪声特征，从而在试验时实际模拟声源的特征。
但是，对于距离较远的声源即使使用方向性优异的测量探头，其邻近同类声源也会导致测量的不准确。以输电线路为例，其电晕噪声测试时，即使使用朝向输电线路的测量探头，虽然消除了地面反射和临近障碍物的影响，但是收集的也是三相线路的噪声，而不是单根导线的噪声，这就导致用于模拟时不能准确反映单根导线的噪声特征。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种单相输电线路可听噪声声源的测试方法及装置，解决如何对输电线路单根导线可听噪声进行准确测量的技术问题。
一方面，提供一种单相输电线路可听噪声声源的测试方法，包括：
获取待测试的三相输电线路的可听噪声时域特征，并识别每个相线对应的可听噪声时域特征；
将所述三相输电线路的可听噪声时域特征分别输入预设的生源测试模型，得到每个相线对应的其上的噪声生源信息；
根据每个相线对应的其上的噪声生源信息定位该相线上噪声生源位置。
优选地，所述三相输电线路的可听噪声时域特征至少包括每个相线正下方的测量位置与该相线的距离、相线之间相位差异导致的时间差。
优选地，所述每个相线对应的可听噪声时域特征至少包括该相线正下方的测量位置与该相线的距离、该相线与其他相线之间相位差异导致的时间差。
优选地，所述获取待测试的三相输电线路的可听噪声时域特征具体包括：
确定所述三相输电线路中任一相线正下方的测试位置与该相线之间的直线距离，得到所有相线与其正下方的测试位置之间的直线距离；
确定所述三相输电线路中任一相线与其他相线之间的时间差，得到所有相线与其他相线之间的时间差。
优选地，所述预设的生源测试模型通过以下公式表示：
Figure BDA0003966551160000021
Figure BDA0003966551160000022
其中，i表示测试点的序列号，j表示三相输电线路中的相线A、B、C，L表示不同相与测试点的距离，v表示空气中的声速，tp表示相位差导致的时间差，t表示测试时间。
另一方面，还提供一种单相输电线路可听噪声声源的测试装置，用以所述的方法，包括：
数据获取模块，用于获取待测试的三相输电线路的可听噪声时域特征，并识别每个相线对应的可听噪声时域特征；
生源信息模块，用于将所述三相输电线路的可听噪声时域特征分别输入预设的生源测试模型，得到每个相线对应的其上的噪声生源信息；
定位模块，用于根据每个相线对应的其上的噪声生源信息定位该相线上噪声生源位置。
优选地，所述数据获取模块还用于测量每个相线正下方的测量位置与该相线的距离、相线之间相位差异导致的时间差。
优选地，所述数据获取模块还用于确定所述三相输电线路中任一相线正下方的测试位置与该相线之间的直线距离，得到所有相线与其正下方的测试位置之间的直线距离；
确定所述三相输电线路中任一相线与其他相线之间的时间差，得到所有相线与其他相线之间的时间差。
优选地，所述生源信息模块根据以下公式计算每个相线对应的其上的噪声生源信息：
Figure BDA0003966551160000031
Figure BDA0003966551160000032
其中，i表示测试点的序列号，j表示三相输电线路中的相线A、B、C，L表示不同相与测试点的距离，v表示空气中的声速，tp表示相位差导致的时间差，t表示测试时间。
综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：
本发明提供的单相输电线路可听噪声声源的测试方法及装置，利用三相线路声源在波形上具有幅度相似，仅存在时间延迟的特性，消除邻近线路噪声从而获得单相导线噪声，实现针对输电线路单根导线可听噪声的准确测量问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例中一种单相输电线路可听噪声声源的测试方法的主流程示意图。
图2为本发明实施例中三相线路与测试位置的示意图。
图3为本发明实施例中三相线路的波形示意图。
图4为本发明实施例中一种单相输电线路可听噪声声源的测试装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，为本发明提供的一种单相输电线路可听噪声声源的测试方法的一个实施例的示意图。在该实施例中，所述方法包括以下步骤：
步骤S1，获取待测试的三相输电线路的可听噪声时域特征，并识别每个相线对应的可听噪声时域特征；
步骤S2，将所述三相输电线路的可听噪声时域特征分别输入预设的生源测试模型，得到每个相线对应的其上的噪声生源信息；
步骤S3，根据每个相线对应的其上的噪声生源信息定位该相线上噪声生源位置。
具体实施例中，所述三相输电线路的可听噪声时域特征至少包括每个相线正下方的测量位置与该相线的距离、相线之间相位差异导致的时间差。所述每个相线对应的可听噪声时域特征至少包括该相线正下方的测量位置与该相线的距离、该相线与其他相线之间相位差异导致的时间差。可理解的，针对输电线路单根导线可听噪声的准确测量问题，利用三相线路声源在波形上具有幅度相似，两者仅存在时间延迟的特性，可以通过消除邻近线路噪声从而获得单相导线噪声的反演。
本实施例中，所述获取待测试的三相输电线路的可听噪声时域特征具体包括：确定所述三相输电线路中任一相线正下方的测试位置与该相线之间的直线距离，得到所有相线与其正下方的测试位置之间的直线距离；确定所述三相输电线路中任一相线与其他相线之间的时间差，得到所有相线与其他相线之间的时间差。可理解的，测试时需要对图2所示三相线路每相正下方的噪声同时进行测试，记录三个测量位置的噪声时域特征，分别为p1(t)、p2(t)、p3(t)。其中，测试探头需要具有方向性，能够消除地面反射噪声，实现只收集空中线路产生的可听噪声。
本实施例中，所述预设的生源测试模型通过以下公式表示：
Figure BDA0003966551160000051
Figure BDA0003966551160000052
其中，i表示测试点的序列号，j表示三相输电线路中的相线A、B、C，L表示不同相与测试点的距离，v表示空气中的声速，tp表示相位差导致的时间差，t表示测试时间。可理解的，由于架空交流线路三相导线的声源在传播到地面时存在由于距离差异和相位差异导致的时间差。即测试获得的结果为上式，在上式基础上，基于不同时刻测试获得的p1(t)、p2(t)、p3(t)序列建立求解方程，就可以获得不同相独立存在时的可听噪声。本发明的实施例适用于声源与测试点较远，并且声源发声机理类似的场景。典型的如本实施例中的输电线路，还可以用于不便靠近测试的变压器或电抗器等三相设备也可应用。
具体实施例中，以图2输电线路为例，在地面每相正下方的噪声时域测量结果分别为p1(t)、p2(t)、p3(t)。
按照计算公式，对于任意t0时刻的测试结果有以下关系：
Figure BDA0003966551160000053
Figure BDA0003966551160000054
Figure BDA0003966551160000061
式中D和H如图3所示，图中从左向右依次为A、B、C三相。线路电压变化频率为50Hz，不同相相位差为120°和240°，因此不同相位的线路的声源时间差分别为
Figure BDA0003966551160000062
和
Figure BDA0003966551160000063
考虑到pA(t)pB(t)pC(t)具有以下关系：
Figure BDA0003966551160000064
因此前面的计算式整理为
Figure BDA0003966551160000065
Figure BDA0003966551160000066
Figure BDA0003966551160000067
可以看出在不同位置测试获得的p1(t)、p2(t)、p3(t)就是按照相同时间间隔的pA(t)pB(t)pC(t)的直接合成。也就是说在p1(t)、p2(t)、p3(t)在三相线路噪声相同时只存在时间延迟，其波形应该相同，但是由于每条线路的形貌差异，其噪声必然存在差异，因此本发明在使用时，假设三相噪声相同，即取
Figure BDA0003966551160000068
Figure BDA0003966551160000069
然后应用下式
Figure BDA00039665511600000610
即：
Figure BDA00039665511600000611
此时只需循环计算即可获得pB(t)。
从
Figure BDA0003966551160000071
时开始，
Figure BDA0003966551160000072
Figure BDA0003966551160000073
Figure BDA0003966551160000074
即
Figure BDA0003966551160000075
简记为：
Figure BDA0003966551160000076
其中，ts为测试波形的时间间隔。
由于输电线路的可听噪声波形具有图2中所示脉冲波形特征。因此对于上式只需要在脉冲初始时刻，进行计算即可：
Figure BDA0003966551160000077
这是
Figure BDA0003966551160000078
等号右边第一项为零，此时：
Figure BDA0003966551160000079
如果由于时间间隔导致没有测试
Figure BDA00039665511600000710
的值，则插值获得。以此为初始值，依次往后迭代计算即可。
如图4所示，本发明提供的另一实施例中还提供一种单相输电线路可听噪声声源的测试装置，用以所述单相输电线路可听噪声声源的测试方法，包括：
数据获取模块，用于获取待测试的三相输电线路的可听噪声时域特征，并识别每个相线对应的可听噪声时域特征；
生源信息模块，用于将所述三相输电线路的可听噪声时域特征分别输入预设的生源测试模型，得到每个相线对应的其上的噪声生源信息；
定位模块，用于根据每个相线对应的其上的噪声生源信息定位该相线上噪声生源位置。
具体实施例中，所述数据获取模块还用于测量每个相线正下方的测量位置与该相线的距离、相线之间相位差异导致的时间差。所述数据获取模块还用于确定所述三相输电线路中任一相线正下方的测试位置与该相线之间的直线距离，得到所有相线与其正下方的测试位置之间的直线距离；
确定所述三相输电线路中任一相线与其他相线之间的时间差，得到所有相线与其他相线之间的时间差。
具体地，所述生源信息模块根据以下公式计算每个相线对应的其上的噪声生源信息：
Figure BDA0003966551160000081
Figure BDA0003966551160000082
其中，i表示测试点的序列号，j表示三相输电线路中的相线A、B、C，L表示不同相与测试点的距离，v表示空气中的声速，tp表示相位差导致的时间差，t表示测试时间。
需说明的是，上述实施例所述装置与上述实施例所述方法对应，因此，上述实施例所述装置未详述部分可以参阅上述实施例所述方法的内容得到，此处不再赘述。
综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：
本发明提供的单相输电线路可听噪声声源的测试方法及装置，利用三相线路声源在波形上具有幅度相似，仅存在时间延迟的特性，消除邻近线路噪声从而获得单相导线噪声，实现针对输电线路单根导线可听噪声的准确测量问题。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种单相输电线路可听噪声声源的测试方法，其特征在于，包括：
获取待测试的三相输电线路的可听噪声时域特征，并识别每个相线对应的可听噪声时域特征；
将所述三相输电线路的可听噪声时域特征分别输入预设的生源测试模型，得到每个相线对应的其上的噪声生源信息；
根据每个相线对应的其上的噪声生源信息定位该相线上噪声生源位置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三相输电线路的可听噪声时域特征至少包括每个相线正下方的测量位置与该相线的距离、相线之间相位差异导致的时间差。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述每个相线对应的可听噪声时域特征至少包括该相线正下方的测量位置与该相线的距离、该相线与其他相线之间相位差异导致的时间差。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取待测试的三相输电线路的可听噪声时域特征具体包括：
确定所述三相输电线路中任一相线正下方的测试位置与该相线之间的直线距离，得到所有相线与其正下方的测试位置之间的直线距离；
确定所述三相输电线路中任一相线与其他相线之间的时间差，得到所有相线与其他相线之间的时间差。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设的生源测试模型通过以下公式表示：
Figure FDA0003966551150000021
Figure FDA0003966551150000022
其中，i表示测试点的序列号，j表示三相输电线路中的相线A、B、C，L表示不同相与测试点的距离，v表示空气中的声速，tp表示相位差导致的时间差，t表示测试时间。
6.一种单相输电线路可听噪声声源的测试装置，用以实现如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取待测试的三相输电线路的可听噪声时域特征，并识别每个相线对应的可听噪声时域特征；
生源信息模块，用于将所述三相输电线路的可听噪声时域特征分别输入预设的生源测试模型，得到每个相线对应的其上的噪声生源信息；
定位模块，用于根据每个相线对应的其上的噪声生源信息定位该相线上噪声生源位置。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述数据获取模块还用于测量每个相线正下方的测量位置与该相线的距离、相线之间相位差异导致的时间差。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述数据获取模块还用于确定所述三相输电线路中任一相线正下方的测试位置与该相线之间的直线距离，得到所有相线与其正下方的测试位置之间的直线距离；
确定所述三相输电线路中任一相线与其他相线之间的时间差，得到所有相线与其他相线之间的时间差。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述生源信息模块根据以下公式计算每个相线对应的其上的噪声生源信息：
Figure FDA0003966551150000031
Figure FDA0003966551150000032
其中，i表示测试点的序列号，j表示三相输电线路中的相线A、B、C，L表示不同相与测试点的距离，v表示空气中的声速，tp表示相位差导致的时间差，t表示测试时间。
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