基于光学同步到达时间差的特高频局部放电定位系统的制作方法

本发明涉及放电定位，更具体地说，它涉及基于光学同步到达时间差的特高频局部放电定位系统。

背景技术：

1、气体绝缘封闭设备在高压输变电系统中应用广泛，其内部绝缘状态直接关系到运行可靠性。特高频局部放电检测是评估该类设备绝缘状态的常用手段：在设备外壳上安装多个特高频传感器接收放电脉冲，并依据各传感器接收信号的到达时间差解算放电源的空间位置。工程上已普遍采用光学同步方式统一各传感器的采集时刻，通道间的时钟漂移已得到有效抑制，时间同步精度不再是定位误差的主要来源。但放电脉冲从放电源传播到各传感器的过程中，需要经过绝缘子、弯折节点、分支节点和开断部件，不同频率成分、不同传播模式在衰减、反射和群时延上的差异明显，各传感器收到的首达信号，其频谱组成已不同于放电初始信号。现有定位做法一般把设备内部传播近似为均匀介质中的直线传播，取波形首峰或能量拐点作为首达时刻，没有考虑设备内部件对首达信号频谱成分的改变，因而引入系统性的到达时刻偏差。在时钟误差被光学同步抑制之后，这类偏差成为到达时间差定位残余误差的主要来源，常规的对时校准和链路标定无法将其消除。另外，现有空间解算多以直线距离差分，解算结果时常落入金属导体内部或电磁波无法到达的区域，与可供检修的具体部件对应不上，现场仍需依靠经验逐项排查。

技术实现思路

1、本发明提供基于光学同步到达时间差的特高频局部放电定位系统，解决了背景技术中提出的技术问题。

2、为了实现上述的发明目的，本发明提供如下的技术方案。

3、基于光学同步到达时间差的特高频局部放电定位系统，应用于配置有在统一时间基准下同步采集的多个特高频传感器的气体绝缘封闭设备，配置为执行：

4、基于多个所述特高频传感器建立传感阵列与设备三维结构坐标系，所述设备三维结构坐标系表征所述气体绝缘封闭设备内部的可传播空间与介质边界；

5、向所述气体绝缘封闭设备施加校验激励，获取由所述校验激励产生且表征所述气体绝缘封闭设备内部结构引起的频散时延特性的频域标定基准；

6、在满足局部放电脉冲触发条件时通过所述传感阵列采集原始特高频波形；

7、提取所述原始特高频波形的首达频谱片段；

8、提取所述原始特高频波形的原始到达时刻，利用所述频域标定基准与所述首达频谱片段提取结构频散时延修正量，以所述结构频散时延修正量修正所述原始到达时刻，得出目标到达时间差；

9、基于受所述可传播空间与所述介质边界约束的设备内部传播约束路径求取候选放电坐标；

10、将所述候选放电坐标映射至具备放电发生条件的设备物理表面得出实际放电物理坐标；

11、输出包含所述实际放电物理坐标的局部放电源定位结果。

12、与现有技术相比，本发明具有如下实质性特点和显著进步：

13、本发明在建立传感阵列和表征可传播空间与介质边界的三维坐标系的基础上，先向设备施加校验激励预先取得频域标定基准，放电触发后同步采集各传感器的原始特高频波形，结合首达频谱片段与频域标定基准提取频散时延修正量，对原始到达时刻加以修正后得到目标到达时间差，再沿受可传播空间与介质边界约束的内部传播约束路径解算候选放电坐标，并将其映射到具备放电发生条件的设备表面上得到实际放电坐标。采用本发明，到达时间差中由绝缘子、弯折节点和开断部件引起的系统性偏差得到补偿，定位残余误差随之减小；约束路径解算避免了直线差分带来的无效定位点；定位结果直接对应可供检修的设备表面，可结合所属区段安排现场处理；整个流程依靠设备外部已安装的传感器和光纤链路完成，无需在设备内部加装活动检测器件，也无需高精度人工测绘。

1.基于光学同步到达时间差的特高频局部放电定位系统，应用于配置有在统一时间基准下同步采集的多个特高频传感器的气体绝缘封闭设备，其特征在于，配置为执行：

2.根据权利要求1所述的基于光学同步到达时间差的特高频局部放电定位系统，其特征在于，基于多个所述特高频传感器建立传感阵列包括：

3.根据权利要求1所述的基于光学同步到达时间差的特高频局部放电定位系统，其特征在于，建立表征所述气体绝缘封闭设备内部的可传播空间与介质边界的设备三维结构坐标系包括：

4.根据权利要求1所述的基于光学同步到达时间差的特高频局部放电定位系统，其特征在于，所述校验激励为宽带校验脉冲，获取所述频域标定基准包括：记录标定波形并从中提取标定冲激响应，提取所述标定冲激响应的标定频谱重心和标定群时延梯度作为所述频域标定基准。

5.根据权利要求1所述的基于光学同步到达时间差的特高频局部放电定位系统，其特征在于，提取所述原始特高频波形的首达频谱片段包括：

6.根据权利要求4所述的基于光学同步到达时间差的特高频局部放电定位系统，其特征在于，所述频域标定基准用于提取结构频散时延修正量：

7.根据权利要求1所述的基于光学同步到达时间差的特高频局部放电定位系统，其特征在于，以所述结构频散时延修正量修正所述原始到达时刻，得出目标到达时间差包括：

8.根据权利要求1所述的基于光学同步到达时间差的特高频局部放电定位系统，其特征在于，基于受所述可传播空间与所述介质边界约束的设备内部传播约束路径求取候选放电坐标包括：

9.根据权利要求1所述的基于光学同步到达时间差的特高频局部放电定位系统，其特征在于，将所述候选放电坐标映射至具备放电发生条件的设备物理表面包括：