CN116577611A - 局部放电检测方法、装置和设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种局部放电检测方法、装置和设备,方法包括:对目标设备的至少一簇声信号进行时频转化处理,得到至少一簇声信号对应的第一频谱。进一步地,对于每簇声信号,根据声信号对应的第一频谱确定声信号对应的频率特征参数,并根据声信号对应的频率特征参数进行局部放电检测,得到检测结果。相对于相关技术中根据超声信号的幅值进行局部放电检测的方式,本申请实施例中通过不会随着距离衰减的声信号的频率特征参数进行局部放电检测的方式,可以准确地检测出目标设备的局部放电缺陷的严重程度,可见,本申请实施例的检测方式的准确度较高。
Description
技术领域
本申请涉及故障检测技术领域,特别是涉及一种局部放电检测方法、装置和设备。
背景技术
由于工艺因素和/或绝缘材料老化等因素,电力设备可能会存在绝缘缺陷,容易引发局部放电。这些绝缘缺陷在长时间的电、热、力的老化作用下,绝缘缺陷通常会越来越严重,容易导致停电事故等。因此,如何准确地检测出电力设备的局部放电缺陷的严重程度,对于保障电力设备的安全可靠性是至关重要的。
相关技术中,通过超声传感器获取电力设备的超声信号,然后根据超声信号的幅值大小来判断电力设备存在的局部放电缺陷的严重程度。但是相关技术的检测方式不太准确。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种局部放电检测方法、装置和设备。
第一方面,本申请提供了一种局部放电检测方法,方法包括:
对目标设备的至少一簇声信号进行时频转化处理,得到至少一簇声信号对应的第一频谱;
对于每簇声信号,根据声信号对应的第一频谱确定声信号对应的频率特征参数;
根据声信号对应的频率特征参数进行局部放电检测,得到检测结果。
在一个实施例中,频率特征参数包括:第一频谱的最大幅值对应的第一频率、第一频谱中频率位于预设频段的信号占比,或者声信号的中心频率。
在一个实施例中,频率特征参数包括声信号的中心频率,根据声信号对应的第一频谱确定声信号对应的频率特征参数,包括:
对声信号对应的第一频谱进行特征处理,得到声信号对应的第二频谱;
根据声信号对应的第二频谱,确定声信号的中心频率。
在一个实施例中,根据声信号对应的第二频谱,确定声信号的中心频率,包括:
将第二频谱的最大幅值对应的第二频率作为声信号的中心频率。
在一个实施例中,特征处理包括:卷积处理,对应地,第二频谱用于指示频率与卷积函数值的对应关系。
在一个实施例中,特征处理包括:包络线处理,对应地,第二频谱用于指示频率与第一频谱的边界幅值的对应关系。
在一个实施例中,根据声信号对应的频率特征参数进行局部放电检测,得到检测结果,包括:
根据声信号对应的频率特征参数和预设特征阈值进行对比,得到检测结果。
在一个实施例中,若频率特征参数包括:第一频谱的最大振幅值对应的第一频率,根据声信号对应的频率特征参数和预设特征阈值进行对比,得到检测结果,包括:
若第一频率大于或等于第一预设频率阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量小于或等于第一放电量阈值;
若第一频率小于或等于第二预设频率阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量大于或等于第二放电量阈值;
若第一频率大于第二预设频率阈值,且小于第一预设频率阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量大于第一放电量阈值,且小于第二放电量阈值。
在一个实施例中,若频率特征参数包括:声信号的中心频率,根据声信号对应的频率特征参数和预设特征阈值进行对比,得到检测结果,包括:
若中心频率大于或等于第一预设频率阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量小于或等于第一放电量阈值;
若中心频率小于或等于第二预设频率阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量大于或等于第二放电量阈值;
若中心频率大于第二预设频率阈值,且小于第一预设频率阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量大于第一放电量阈值,且小于第二放电量阈值。
在一个实施例中,若频率特征参数包括:第一频谱中频率位于预设频段的信号占比,根据声信号对应的频率特征参数和预设特征阈值进行对比,得到检测结果,包括:
若信号占比小于或等于第一预设信号占比阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量小于或等于第一放电量阈值;
若信号占比大于或等于第二预设信号占比阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量大于或等于第二放电量阈值;
若信号占比大于第一预设信号占比阈值,且小于第二预设信号占比阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量大于第一放电量阈值,且小于第二放电量阈值。
在一个实施例中,方法还包括:
若检测结果用于指示目标设备的放电量小于或等于第一放电量阈值,则输出第一提示信息,第一提示信息用于指示每隔第一预设时长对目标设备进行检测;
若检测结果用于指示目标设备的放电量大于或等于第二放电量阈值,则输出第二提示信息,第二提示信息用于指示及时地对目标设备进行检修;
若检测结果用于指示目标设备的放电量大于第一放电量阈值,且小于第二放电量阈值,则输出第三提示信息,第三提示信息用于指示每隔第二预设时长对目标设备进行检测,其中,第一预设时长大于第二预设时长。
第二方面,本申请还提供了一种局部放电检测装置,装置包括:
转化模块,用于对目标设备的至少一簇声信号进行时频转化处理,得到至少一簇声信号对应的第一频谱;
确定模块,用于对于每簇声信号,根据声信号对应的第一频谱确定声信号对应的频率特征参数;
检测模块,用于根据声信号对应的频率特征参数进行局部放电检测,得到检测结果。
第三方面,本申请还提供了一种局部放电检测设备,包括存储器和处理器,存储器存储有计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述第一方面的方法的步骤。
上述局部放电检测方法、装置和设备,对目标设备的至少一簇声信号进行时频转化处理,得到至少一簇声信号对应的第一频谱。进一步地,对于每簇声信号,根据声信号对应的第一频谱确定声信号对应的频率特征参数,并根据声信号对应的频率特征参数进行局部放电检测,得到检测结果。相对于相关技术中根据超声信号的幅值进行局部放电检测的方式,本申请实施例中通过不会随着距离衰减的声信号的频率特征参数进行局部放电检测的方式,可以准确地检测出目标设备的局部放电缺陷的严重程度,可见,本申请实施例的检测方式的准确度较高。
附图说明
图1为本申请实施例提供的应用环境的示意图;
图2为本申请一个实施例中局部放电检测方法的流程示意图;
图3为本申请另一个实施例中局部放电检测方法的流程示意图;
图4为本申请另一个实施例中局部放电检测方法的流程示意图;
图5为本申请实施例提供的四簇声信号对应的原始信号的示意图;
图6为本申请实施例提供的四簇声信号对应的第一频谱的示意图;
图7为本申请实施例提供的四簇声信号对应的第二频谱的示意图;
图8为本申请一个实施例中局部放电检测装置的结构示意图;
图9为本申请一个实施例中局部放电检测设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在本申请的实施例的描述中,术语“第一”以及“第二”仅仅用于描述的目的,而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此,限定有“第一”以及“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个特征。
本申请实施例提供的局部放电检测方法、装置、设备、存储介质和程序产品,可以应用于对电力设备的故障检测应用场景;当然还可以应用于其它场景,本申请实施例中对此并不作限定。
示例性地,本申请实施例中涉及的电力设备可以包括但不限于使用液体绝缘的电力设备、使用气体绝缘的电力设备、使用固体绝缘的电力设备。其中,使用液体绝缘的电力设备可以包括但不限于:油浸式电抗器、油浸式电容器、油浸式套管;使用气体绝缘的电力设备可以包括但不限于:气体绝缘金属封闭开关设备(Gas insulated Switchgear,GIS)、气体绝缘输电线路(Gas Insulated transmission Line,GIL);使用固体绝缘的电力设备可以包括但不限于:干式变压器、干式电抗器、干式电容器、干式套管。
为了便于理解,本申请实施例中先对电力设备发生局部放电的相关内容进行介绍。
通常情况下,在电力设备内部发生局部放电时会产生电荷中和的过程,会产生较快的电流脉冲,使得发生局部放电的局部区域瞬间受热而膨胀,类似于爆炸;在局部放电结束后,原来受热膨胀的区域恢复至原有体积,引起了介质的疏密瞬间变化,会形成超声波,从局部放电点以球面波的方式向四周传播。
考虑到超声信号在传播过程中,超声信号的幅值会随着距离衰减,距离放电检测点较远且较大的局部放电,与距离放电检测点较近且较小的局部放电,这两者所产生的超声信号经过衰减后的信号幅值是近似的。相关技术中根据超声信号的幅值大小来判断局部放电缺陷的严重程度的方式,有可能低估了部分局部放电缺陷的严重程度,例如可能会忽视了较远处的但较大的局部放电缺陷。可见,相关技术的检测方式不太准确。
为了解决相关技术中的检测方式不太准确的问题,本申请实施例通过获取声信号对应的频率特征参数,并根据声信号对应的频率特征参数进行局部放电检测。由于声信号对应的频率特征参数不会随着距离衰减,因此,本申请实施例中通过声信号对应的频率特征参数进行局部放电检测的方式,可以准确地检测出局部放电缺陷的严重程度。
图1为本申请实施例提供的应用环境的示意图,如图1所示,本申请实施例的应用环境中可以包括但不限于:声信号的采集设备101和局部放电检测设备102。其中,声信号的采集设备101用于采集目标设备的声信号,并向局部放电检测设备102发送目标设备的声信号。局部放电检测设备102用于根据本申请实施例提供的局部放电检测方法进行局部放电检测。
示例性地,本申请实施例中的采集设备101可以包括但不限于:超声传感器和/或麦克风。本申请实施例中的局部放电检测设备102可以包括但不限于以下任一项:移动终端、计算机设备或者服务器。
应理解,本申请实施例中的采集设备101中可以集成有模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC),或者局部放电检测设备102中可以集成有模数转换器ADC;若采集设备101和局部放电检测设备102中均没有集成有ADC,则本申请实施例的应用环境中还可以包括ADC,用于将采集设备101采集的模拟声信号转换为数字声信号,并向局部放电检测设备102发送数字声信号,以便于局部放电检测设备102进行局部放电检测。需要说明的是,关于ADC的具体设置方式,本申请实施例中对此并不作限定。
当然,本申请实施例中的采集设备101也可以集成在局部放电检测设备102中,本申请实施例中对二者的具体设置方式并不作限定。
在一个实施例中,图2为本申请一个实施例中局部放电检测方法的流程示意图,本申请实施例的方法可以应用于图1中的局部放电检测设备。如图2所示,本申请实施例的方法可以包括以下步骤:
步骤S201、对目标设备的至少一簇声信号进行时频转化处理,得到至少一簇声信号对应的第一频谱。
本申请实施例中,局部放电检测设备可以获取至少一簇声信号,其中,至少一簇声信号可以包括但不限于:目标设备的同一检测位置处的声信号,或者可以为目标设备的不同检测位置的声信号。
示例性地,任一簇声信号可以为预设时长的声信号,例如,预设时长可以为5ms-20ms中的任意时长。其中,本申请实施例中的声信号可以包括但不限于:超声信号和/或可听声信号。
应理解,若局部放电检测设备集成有声信号采集功能,则局部放电检测设备可以直接获取至少一簇声信号;若局部放电检测设备未集成有声信号采集功能,则局部放电检测设备可以从声信号的采集设备处获取至少一簇声信号。
当然,局部放电检测设备还可以通过其它方式获取至少一簇声信号,本申请实施例中对此并不作限定。
本步骤中,对于目标设备的任意簇声信号,放电检测设备可以对声信号进行时频转化处理,得到该簇声信号对应的第一频谱,从而实现了将声信号从时域转换为频域。
示例性地,本申请实施例中的时频转换处理可以包括但不限于:快速傅氏变换(Fast Fourier Transformation,FFT)处理或者小波分析处理。
本申请实施例中的任意簇声信号对应的第一频谱用于指示该簇声信号对应的频率与幅值的对应关系。例如,任意簇声信号对应的第一频谱的横坐标可以表示该簇声信号对应的不同频率,纵坐标可以表示该簇声信号中不同频率对应的幅值。
步骤S202、对于每簇声信号,根据声信号对应的第一频谱确定声信号对应的频率特征参数。
本步骤中,对于每簇声信号,放电检测设备可以根据该簇声信号对应的第一频谱确定该簇声信号对应的频率特征参数。示例性地,本申请实施例中的频率特征参数可以包括但不限于以下至少一项:第一频谱的最大幅值对应的第一频率、第一频谱中频率位于预设频段的信号占比,或者声信号的中心频率,其中,声信号的中心频率用于指示声信号的主要集中频率。
示例性地,对于气体绝缘介质(如空气或者六氟化硫SF6等)中的局部放电检测,本申请实施例中的预设频段可以为0-30kHz;对于液体绝缘介质(如绝缘油等)或者固体绝缘介质(如环氧树脂等)中的局部放电检测,本申请实施例中的预设频段可以为0-50kHz。
需要说明的是,上述关于预设频段的数值范围为示例性的说明,本申请实施例中的预设频段还可以为其它频段,本申请实施例中对此并不作限定。
一种可能的实现方式中,局部放电检测设备可以通过对该簇声信号对应的第一频谱进行分析,便可确定该簇声信号对应的频率特征参数,其中,频率特征参数可以包括第一频谱的最大幅值对应的第一频率,或者第一频谱中频率位于预设频段的信号占比。
另一种可能的实现方式中,局部放电检测设备可以通过对该簇声信号对应的第一频谱进行特征处理和最大幅值分析,来确定该簇声信号对应的频率特征参数,其中,频率特征参数可以包括声信号的中心频率。
当然,局部放电检测设备根据声信号对应的第一频谱,还可以通过其它方式确定声信号对应的频率特征参数,本申请实施例中对此并不作限定。
步骤S203、根据声信号对应的频率特征参数进行局部放电检测,得到检测结果。
本步骤中,对于每簇声信号,局部放电检测设备可以根据上述步骤S202中确定的该簇声信号对应的频率特征参数进行局部放电检测,从而可以得到检测结果,其中,检测结果用于指示目标设备的放电量信息。由于声信号对应的频率特征参数不会随着距离衰减,因此,本申请实施例中通过声信号对应的频率特征参数进行局部放电检测的方式,可以准确地检测出目标设备的局部放电缺陷的严重程度。
综上,本申请实施例中,对目标设备的至少一簇声信号进行时频转化处理,得到至少一簇声信号对应的第一频谱。进一步地,对于每簇声信号,根据声信号对应的第一频谱确定声信号对应的频率特征参数,并根据声信号对应的频率特征参数进行局部放电检测,得到检测结果。相对于相关技术中根据超声信号的幅值进行局部放电检测的方式,本申请实施例中通过不会随着距离衰减的声信号的频率特征参数进行局部放电检测的方式,可以准确地检测出目标设备的局部放电缺陷的严重程度,可见,本申请实施例的检测方式的准确度较高。
在一个实施例中,图3为本申请另一个实施例中局部放电检测方法的流程示意图,在上述实施例的基础上,本申请实施例对上述步骤S202中“根据声信号对应的第一频谱确定声信号对应的频率特征参数”的一种可能的实现方式进行介绍。如图3所示,本申请实施例的方法可以包括以下步骤:
步骤S301、对声信号对应的第一频谱进行特征处理,得到声信号对应的第二频谱。
本步骤中,对于每簇声信号,局部放电检测设备可以对该簇声信号对应的第一频谱进行特征处理,得到该簇声信号对应的第二频谱。
一种可能的实现方式中,本申请实施例中的特征处理可以包括:卷积处理,对应地,第二频谱用于指示频率与卷积函数值的对应关系。例如,任意簇声信号对应的第二频谱的横坐标可以表示该簇声信号的不同频率,纵坐标可以表示该簇声信号的不同频率对应的卷积函数值,其中,任意频率对应的卷积函数值越大说明该簇声信号越集中在这一频率。
本实现方式中,局部放电检测设备可以根据预设窗口函数对该簇声信号对应的第一频谱进行卷积处理,得到该簇声信号对应的第二频谱,以便于可以准确地确定该簇声信号的主要集中频率,其中,预设窗口函数可以包括但不限于以下任一项:矩形窗口函数、三角窗口函数,或者脉冲窗口函数。
为了便于理解,本申请实施例中以预设窗口函数为矩形窗口函数为例进行介绍。
例如,预设窗口函数可以采用如下公式(1)表示:
其中,G(f)代表预设窗口函数,f0代表预设窗口函数的频宽。
应理解,本申请实施例中的预设窗口函数的频宽可以根据声信号采集设备的-3dB带宽等确定,以便于可以确定该簇声信号的中心频率。例如,对于气体绝缘介质中的局部放电检测,声信号采集设备的-3dB带宽可以为20kHz~80kHz,预设窗口函数的频宽可以为20kHz;对于液体绝缘介质或者固体绝缘介质中的局部放电检测,声信号采集设备的-3dB带宽可以为40kHz~150kHz,预设窗口函数的频宽可以为40kHz。
需要说明的是,上述关于带宽和/或频宽的数值仅为示例性的数值,本申请实施例中对此并不作限定。
示例性地,局部放电检测设备根据预设窗口函数可以通过如下公式(2)对该簇声信号对应的第一频谱进行卷积处理,得到该簇声信号对应的第二频谱。
其中,H(f)代表该簇声信号对应的第二频谱,f代表该簇声信号对应的频率,F代表该簇声信号对应的第一频谱,G代表预设窗口函数,τ代表哑变量。
当然,局部放电检测设备根据预设窗口函数还可以通过上述公式(2)的其它变形或等效公式,对该簇声信号对应的第一频谱进行卷积处理。
另一种可能的实现方式中,本申请实施例中的特征处理可以包括:包络线处理,其中,包络线处理用于求第一频谱中不同频率的幅值对应的边界幅值,以便于更直观地显示第一频谱的趋势,对应地,第二频谱用于指示频率与第一频谱的边界幅值的对应关系。例如,任意簇声信号对应的第二频谱的横坐标可以表示该簇声信号对应的不同频率,纵坐标可以表示第一频谱的不同频率对应的边界幅值。
当然,局部放电检测设备还可以通过其它方式对该簇声信号对应的第一频谱进行特征处理,得到该簇声信号对应的第二频谱。
步骤S302、根据声信号对应的第二频谱,确定声信号的中心频率。
本步骤中,局部放电检测设备可以根据上述步骤S301中得到该簇声信号对应的第二频谱,确定该簇声信号的中心频率,以便于可以根据该簇声信号的中心频率准确地进行局部放电检测。
示例性地,局部放电检测设备可以根据该簇声信号的第二频谱的最大幅值对应的第二频率确定该簇声信号的中心频率。
例如,局部放电检测设备可以将该簇声信号的第二频谱的最大幅值对应的第二频率作为该簇声信号的中心频率。
又例如,局部放电检测设备可以将该簇声信号的第二频谱中与最大幅值对应的第二频率间隔预设频率偏差的第三频率,作为该簇声信号的中心频率。
综上,本申请实施例中,通过对声信号对应的第一频谱进行特征处理,得到声信号对应的第二频谱,并根据声信号对应的第二频谱,确定声信号的中心频率,以便于可以根据声信号的中心频率进行局部放电检测。由于声信号的中心频率不会随着距离衰减,因此,本申请实施例中通过声信号的中心频率进行局部放电检测的方式,可以进一步地提高局部放电缺陷检测的准确度。
在一个实施例中,在上述实施例的基础上,本申请实施例对上述步骤S203中“根据声信号对应的频率特征参数进行局部放电检测,得到检测结果”的一种可能的实现方式进行介绍。
本申请实施例中,局部放电检测设备可以根据上述步骤S202中确定的声信号对应的频率特征参数和预设特征阈值进行对比,得到检测结果。
示例性地,在频率特征参数包括第一频谱的最大振幅值对应的第一频率,或者声信号的中心频率的情况下,预设特征阈值可以包括但不限于:第一预设频率阈值和第二预设频率阈值,其中,第一预设频率阈值大于第二预设频率阈值。例如,对于气体绝缘介质中的局部放电检测,第一预设频率阈值可以为40kHz,第二预设频率阈值可以为25kHz;对于液体绝缘介质或者固体绝缘介质中的局部放电检测,第一预设频率阈值可以为100kHz,第二预设频率阈值可以为50kHz。
需要说明的是,上述关于预设频率阈值的数值为示例性的说明,本申请实施例中的预设频率阈值还可以为其它数值,本申请实施例中对此并不作限定。
又一示例性地,在频率特征参数包括:第一频谱中频率位于预设频段的信号占比的情况下,预设特征阈值可以包括但不限于:第一预设信号占比阈值和第二预设信号占比阈值,其中,第一预设信号占比阈值小于第二预设信号占比阈值。例如,第一预设信号占比阈值可以为20%,第二预设信号占比阈值可以为50%。
需要说明的是,上述关于预设信号占比阈值的数值为示例性的说明,本申请实施例中的预设信号占比阈值还可以为其它数值,本申请实施例中对此并不作限定。
一种可能的实现方式中,在上述步骤S202中确定的声信号对应的频率特征参数包括:第一频谱的最大振幅值对应的第一频率的情况下,若第一频率大于或等于第一预设频率阈值,则检测结果可以用于指示目标设备的放电量小于或等于第一放电量阈值,即目标设备的放电量属于较小的情况;若第一频率小于或等于第二预设频率阈值,则检测结果可以用于指示目标设备的放电量大于或等于第二放电量阈值,即目标设备的放电量属于较大的情况;若第一频率大于第二预设频率阈值,且小于第一预设频率阈值,则检测结果可以用于指示目标设备的放电量大于第一放电量阈值,且小于第二放电量阈值,即目标设备的放电量属于中等的情况。
可见,本实现方式中,局部放电检测设备可以通过第一频率所属的频率阈值范围确定目标设备的放电量,由于第一频率不会随着距离衰减,因此,本申请实施例中通过第一频率进行局部放电检测的方式,可以准确地检测出目标设备的局部放电缺陷的严重程度。
另一种可能的实现方式中,在上述步骤S202中确定的声信号对应的频率特征参数包括:声信号的中心频率的情况下,若中心频率大于或等于第一预设频率阈值,则检测结果可以用于指示目标设备的放电量小于或等于第一放电量阈值,即目标设备的放电量属于较小的情况;若中心频率小于或等于第二预设频率阈值,则检测结果可以用于指示目标设备的放电量大于或等于第二放电量阈值,即目标设备的放电量属于较大的情况;若中心频率大于第二预设频率阈值,且小于第一预设频率阈值,则检测结果可以用于指示目标设备的放电量大于第一放电量阈值,且小于第二放电量阈值,即目标设备的放电量属于中等的情况。
可见,本实现方式中,局部放电检测设备可以通过声信号的中心频率所属的频率阈值范围确定目标设备的放电量,由于声信号的中心频率不会随着距离衰减,因此,本申请实施例中通过声信号的中心频率进行局部放电检测的方式,可以准确地检测出目标设备的局部放电缺陷的严重程度。
另一种可能的实现方式中,在上述步骤S202中确定的声信号对应的频率特征参数包括:第一频谱中频率位于预设频段的信号占比的情况下,若信号占比小于或等于第一预设信号占比阈值,则检测结果可以用于指示目标设备的放电量小于或等于第一放电量阈值,即目标设备的放电量属于较小的情况;若信号占比大于或等于第二预设信号占比阈值,则检测结果可以用于指示目标设备的放电量大于或等于第二放电量阈值,即目标设备的放电量属于较大的情况;若信号占比大于第一预设信号占比阈值,且小于第二预设信号占比阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量大于第一放电量阈值,且小于第二放电量阈值,即目标设备的放电量属于中等的情况。
可见,本实现方式中,局部放电检测设备可以通过第一频谱中频率位于预设频段的信号占比确定目标设备的放电量,由于声信号的频率不会随着距离衰减,因此,本申请实施例中通过第一频谱中频率位于预设频段的信号占比进行局部放电检测的方式,可以准确地检测出目标设备的局部放电缺陷的严重程度。
进一步地,若检测结果用于指示目标设备的放电量小于或等于第一放电量阈值,则局部放电检测设备可以输出第一提示信息,第一提示信息用于指示每隔第一预设时长对目标设备进行检测,以便于可以定期对目标设备的局部放电缺陷进行检测。
若检测结果用于指示目标设备的放电量大于或等于第二放电量阈值,则局部放电检测设备可以输出第二提示信息,第二提示信息用于指示及时地对目标设备进行检修,以便于可以及时地对目标设备的局部放电缺陷进行检修。
若检测结果用于指示目标设备的放电量大于第一放电量阈值,且小于第二放电量阈值,则局部放电检测设备可以输出第三提示信息,第三提示信息用于指示每隔第二预设时长对目标设备进行检测,以便于可以重点关注目标设备的局部放电缺陷,其中,第一预设时长大于第二预设时长。
可见,本申请实施例中,通过根据检测结果输出相应的提示信息的方式,以便于可以对目标设备的局部放电缺陷进行合理的处理,有利于提高检测效率。
在一个实施例中,图4为本申请另一个实施例中局部放电检测方法的流程示意图,在上述实施例的基础上,为了便于理解,本申请实施例中以液体绝缘介质中的尖端局部放电检测为例,对本申请实施例的局部放电检测方法进行介绍。如图4所示,本申请实施例的方法可以包括以下步骤:
步骤S401、对目标设备的四簇声信号进行FFT处理,得到四簇声信号对应的第一频谱。
本申请实施例中以时频转化处理包括FFT处理为例进行介绍的。
图5为本申请实施例提供的四簇声信号对应的原始信号的示意图,图6为本申请实施例提供的四簇声信号对应的第一频谱的示意图,如图5和图6所示,第一簇声信号对应的局部放电量为89pC、第二簇声信号对应的局部放电量为213pC、第三簇声信号对应的局部放电量为637pC、第四簇声信号对应的局部放电量为1182pC。
应理解,为了便于验证本申请实施例的局部放电检测方法的准确性,附图中示出的局部放电量可以为在已知目标设备存在局部放电点的位置通过脉冲电流法等方式测量的。
步骤S402、根据预设窗口函数分别对每簇声信号对应的第一频谱进行卷积处理,得到每簇声信号对应的第二频谱,并根据每簇声信号对应的第二频谱,分别确定每簇声信号的中心频率。
本申请实施例中,以特征处理包括卷积处理,以及预设窗口函数为矩形窗口函数为例进行介绍的。
示例性地,对于每簇声信号,局部放电检测设备可以将该簇声信号的第二频谱的最大幅值对应的第二频率作为该簇声信号的中心频率。
图7为本申请实施例提供的四簇声信号对应的第二频谱的示意图,如图7所示,第一簇声信号对应的中心频率为104kHz、第二簇声信号对应的中心频率为84kHz、第三簇声信号对应的中心频率为57kHz、第四簇声信号对应的中心频率为44kHz。
步骤S403、根据每簇声信号的中心频率进行局部放电检测,得到检测结果,并根据检测结果输出提示信息。
本步骤中,对于每簇声信号,局部放电检测设备可以根据该簇声信号的中心频率与第一预设频率阈值和第二预设频率阈值进行对比,得到检测结果,并根据检测结果可以输出提示信息,其中,第一预设频率阈值可以为100kHz,第二预设频率阈值可以为50kHz。
其中,由于第一簇声信号对应的中心频率大于或等于第一预设频率阈值,则检测结果可以用于指示目标设备的放电量小于或等于第一放电量阈值,即目标设备的放电量属于较小的情况,从而可以输出第一提示信息,第一提示信息用于指示每隔第一预设时长对目标设备进行检测,以便于可以定期对目标设备的局部放电缺陷进行检测。
由于第二簇声信号对应的中心频率和第三簇声信号对应的中心频率大于第二预设频率阈值,且小于第一预设频率阈值,则检测结果可以用于指示目标设备的放电量大于第一放电量阈值,且小于第二放电量阈值,即目标设备的放电量属于中等的情况,从而可以输出第三提示信息,第三提示信息用于指示每隔第二预设时长(小于第一预设时长)对目标设备进行检测,以便于可以重点关注目标设备的局部放电缺陷。
由于第四簇声信号对应的中心频率小于或等于第二预设频率阈值,则检测结果可以用于指示目标设备的放电量大于或等于第二放电量阈值,即目标设备的放电量属于较大的情况,从而可以输出第二提示信息,第二提示信息用于指示及时地对目标设备进行检修,以便于可以及时地对目标设备的局部放电缺陷进行检修。
可见,第一簇声信号对应的中心频率到第四簇声信号对应的中心频率逐渐下移,对应地,第一簇声信号对应的目标设备的放电量到第四簇声信号对应的目标设备的放电量逐渐增加(即局部放电缺陷越严重),因此,根据声信号对应的中心频率可以准确地检测出目标设备的局部放电缺陷的严重程度。
应该理解的是,虽然如上的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,如上的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的局部放电检测方法的局部放电检测装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似,故下面所提供的一个或多个局部放电检测装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于局部放电检测方法的限定,在此不再赘述。
在一个实施例中,图8为本申请一个实施例中局部放电检测装置的结构示意图,本申请实施例提供的局部放电检测装置可以应用于局部放电检测设备中。如图8所示,本申请实施例的局部放电检测装置,可以包括:转化模块801、确定模块802和检测模块803。
其中,转化模块801,用于对目标设备的至少一簇声信号进行时频转化处理,得到至少一簇声信号对应的第一频谱;
确定模块802,用于对于每簇声信号,根据声信号对应的第一频谱确定声信号对应的频率特征参数;
检测模块803,用于根据声信号对应的频率特征参数进行局部放电检测,得到检测结果。
在一个实施例中,频率特征参数包括:第一频谱的最大幅值对应的第一频率、第一频谱中频率位于预设频段的信号占比,或者声信号的中心频率。
在一个实施例中,频率特征参数包括声信号的中心频率,确定模块802,包括:
处理单元,用于对声信号对应的第一频谱进行特征处理,得到声信号对应的第二频谱;
确定单元,用于根据声信号对应的第二频谱,确定声信号的中心频率。
在一个实施例中,确定单元具体用于:
将第二频谱的最大幅值对应的第二频率作为声信号的中心频率。
在一个实施例中,特征处理包括:卷积处理,对应地,第二频谱用于指示频率与卷积函数值的对应关系。
在一个实施例中,特征处理包括:包络线处理,对应地,第二频谱用于指示频率与第一频谱的边界幅值的对应关系。
在一个实施例中,检测模块803具体用于:
根据声信号对应的频率特征参数和预设特征阈值进行对比,得到检测结果。
在一个实施例中,若频率特征参数包括:第一频谱的最大振幅值对应的第一频率,检测模块803具体用于:
若第一频率大于或等于第一预设频率阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量小于或等于第一放电量阈值;
若第一频率小于或等于第二预设频率阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量大于或等于第二放电量阈值;
若第一频率大于第二预设频率阈值,且小于第一预设频率阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量大于第一放电量阈值,且小于第二放电量阈值。
在一个实施例中,若频率特征参数包括:声信号的中心频率,检测模块803具体用于:
若中心频率大于或等于第一预设频率阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量小于或等于第一放电量阈值;
若中心频率小于或等于第二预设频率阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量大于或等于第二放电量阈值;
若中心频率大于第二预设频率阈值,且小于第一预设频率阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量大于第一放电量阈值,且小于第二放电量阈值。
在一个实施例中,若频率特征参数包括:第一频谱中频率位于预设频段的信号占比,检测模块803具体用于:
若信号占比小于或等于第一预设信号占比阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量小于或等于第一放电量阈值;
若信号占比大于或等于第二预设信号占比阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量大于或等于第二放电量阈值;
若信号占比大于第一预设信号占比阈值,且小于第二预设信号占比阈值,则检测结果用于指示目标设备的放电量大于第一放电量阈值,且小于第二放电量阈值。
在一个实施例中,局部放电检测装置还包括:
第一输出模块,用于若检测结果用于指示目标设备的放电量小于或等于第一放电量阈值,则输出第一提示信息,第一提示信息用于指示每隔第一预设时长对目标设备进行检测;
第二输出模块,用于若检测结果用于指示目标设备的放电量大于或等于第二放电量阈值,则输出第二提示信息,第二提示信息用于指示及时地对目标设备进行检修;
第三输出模块,用于若检测结果用于指示目标设备的放电量大于第一放电量阈值,且小于第二放电量阈值,则输出第三提示信息,第三提示信息用于指示每隔第二预设时长对目标设备进行检测,其中,第一预设时长大于第二预设时长。
本申请实施例提供的局部放电检测装置可以用于执行本申请上述局部放电检测方法实施例中的技术方案,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
上述局部放电检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于局部放电检测设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于局部放电检测设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,图9为本申请一个实施例中局部放电检测设备的结构示意图,如图9所示,本申请实施例提供的局部放电检测设备可以包括通过系统总线连接的处理器、存储器和通信接口。其中,局部放电检测设备的处理器用于提供计算和控制能力。局部放电检测设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。局部放电检测设备的通信接口用于与外部的设备进行有线或无线方式的通信。计算机程序被处理器执行时以实现本申请上述局部放电检测方法实施例中的技术方案,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
示例性地,局部放电检测设备还可以包括显示屏和输入装置,显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是局部放电检测设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解,图9中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的局部放电检测设备的限定,具体的局部放电检测设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,还提供了一种局部放电检测设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现本申请上述局部放电检测方法实施例中的技术方案,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现本申请上述局部放电检测方法实施例中的技术方案,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
在一个实施例中,提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现本申请上述局部放电检测方法实施例中的技术方案,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)、铁电存储器(FerroelectricRandom Access Memory,FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory,PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限,RAM可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(StaticRandom Access Memory,SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等,不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种局部放电检测方法,其特征在于,所述方法包括:
对目标设备的至少一簇声信号进行时频转化处理,得到所述至少一簇声信号对应的第一频谱;
对于每簇所述声信号,根据所述声信号对应的第一频谱确定所述声信号对应的频率特征参数;
根据所述声信号对应的频率特征参数进行局部放电检测,得到检测结果。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述频率特征参数包括:所述第一频谱的最大幅值对应的第一频率、所述第一频谱中频率位于预设频段的信号占比,或者所述声信号的中心频率。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述频率特征参数包括所述声信号的中心频率,所述根据所述声信号对应的第一频谱确定所述声信号对应的频率特征参数,包括:
对所述声信号对应的第一频谱进行特征处理,得到所述声信号对应的第二频谱;
根据所述声信号对应的第二频谱,确定所述声信号的中心频率。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述声信号对应的第二频谱,确定所述声信号的中心频率,包括:
将所述第二频谱的最大幅值对应的第二频率作为所述声信号的中心频率。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述声信号对应的频率特征参数进行局部放电检测,得到检测结果,包括:
根据所述声信号对应的频率特征参数和预设特征阈值进行对比,得到检测结果。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,若所述频率特征参数包括:所述第一频谱的最大振幅值对应的第一频率,所述根据所述声信号对应的频率特征参数和预设特征阈值进行对比,得到检测结果,包括:
若所述第一频率大于或等于第一预设频率阈值,则所述检测结果用于指示所述目标设备的放电量小于或等于第一放电量阈值;
若所述第一频率小于或等于第二预设频率阈值,则所述检测结果用于指示所述目标设备的放电量大于或等于第二放电量阈值;
若所述第一频率大于所述第二预设频率阈值,且小于所述第一预设频率阈值,则所述检测结果用于指示所述目标设备的放电量大于所述第一放电量阈值,且小于所述第二放电量阈值。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,若所述频率特征参数包括:所述声信号的中心频率,所述根据所述声信号对应的频率特征参数和预设特征阈值进行对比,得到检测结果,包括:
若所述中心频率大于或等于第一预设频率阈值,则所述检测结果用于指示所述目标设备的放电量小于或等于第一放电量阈值;
若所述中心频率小于或等于第二预设频率阈值,则所述检测结果用于指示所述目标设备的放电量大于或等于第二放电量阈值;
若所述中心频率大于所述第二预设频率阈值,且小于所述第一预设频率阈值,则所述检测结果用于指示所述目标设备的放电量大于所述第一放电量阈值,且小于所述第二放电量阈值。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,若所述频率特征参数包括:所述第一频谱中频率位于预设频段的信号占比,所述根据所述声信号对应的频率特征参数和预设特征阈值进行对比,得到检测结果,包括:
若所述信号占比小于或等于第一预设信号占比阈值,则所述检测结果用于指示所述目标设备的放电量小于或等于第一放电量阈值;
若所述信号占比大于或等于第二预设信号占比阈值,则所述检测结果用于指示所述目标设备的放电量大于或等于第二放电量阈值;
若所述信号占比大于所述第一预设信号占比阈值,且小于所述第二预设信号占比阈值,则所述检测结果用于指示所述目标设备的放电量大于所述第一放电量阈值,且小于所述第二放电量阈值。
9.一种局部放电检测装置,其特征在于,所述装置包括:
转化模块,用于对目标设备的至少一簇声信号进行时频转化处理,得到所述至少一簇声信号对应的第一频谱;
确定模块,用于对于每簇声信号,根据所述声信号对应的第一频谱确定所述声信号对应的频率特征参数;
检测模块,用于根据所述声信号对应的频率特征参数进行局部放电检测,得到检测结果。
10.一种局部放电检测设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-9中任一项所述的方法的步骤。
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