一种便携式局部放电测试仪及其测试方法与流程

1.本发明涉及高压电器绝缘状态检测技术领域，尤其是一种便携式局部放电测试仪及其测试方法。


背景技术：

2.高压电器设备在运行过程中，其绝缘安全性是一项重要的安全指标。当绝缘部件出现老化失效等问题的初期，高压设备会出现微小的局部放电现象，现有技术通常是通过对局部放电的测试来判断高压设备绝缘状态的好与坏。对于局部放电的测试，是通过采集并分析高压设备周边的电信号来判断是否出现危险性高的局部放电现象。然而，由于高压设备周边的电信号非常复杂，所以现有技术中通过神经网络等算法对电信号进行分析时的数据运算量较大，且输出结果经常被噪声信号干扰。为了解决这个问题，现有技术通常采用离线方式对采集到的数据进行集中处理，这就导致测试结果的实时性较差。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种便携式局部放电测试仪及其测试方法，能够解决现有技术的不足，降低了信号识别模块的数据运算量和运算复杂度。
4.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
5.一种便携式局部放电测试仪，包括，
6.低频信号采集模块，用于采集检测部位的低频信号；
7.中频信号采集模块，用于采集检测部位的中频信号；
8.高频信号采集模块，用于采集检测部位的高频信号；
9.信号预处理模块，与低频信号采集模块、中频信号采集模块和高频信号采集模块通讯连接，用于对采集到的信号进行预处理；
10.信号识别模块，与信号预处理模块通讯连接，用于对预处理后的信号进行识别，得到测试结果。
11.一种上述的便携式局部放电测试仪的测试方法，包括以下步骤：
12.a、低频信号采集模块、中频信号采集模块和高频信号采集模块分别同步采集对应的低频信号、中频信号和高频信号；
13.b、信号预处理模块对步骤a采集到的的信号进行预处理；
14.c、信号识别模块对预处理后的信号进行识别，得到测试结果。
15.作为优选，步骤b中，对信号进行预处理包括以下步骤，
16.b1、使用中频信号对高频信号进行校正；
17.b2、使用低频信号进行放电区域的初步定位。
18.作为优选，步骤b1中，对低频信号和高频信号进行校正包括以下步骤，
19.b11、分别对低频信号、中频信号和高频信号进行离散化处理；
20.b12、使用滑动窗口对步骤b11得到的三组离散信号进行同步检测，以中频离散信
号为参照物，在低频离散信号和高频离散信号上标记与参照物线性度大于设定阈值的离散信号点集合；
21.b13、根据低频离散信号和高频离散信号上标记的离散信号点集合的平均相位差，对高频信号进行相位调整，使高频信号与低频信号同步。
22.作为优选，步骤b2中，对放电区域进行初步定位包括以下步骤，
23.b21、对低频信号进行傅里叶分解，提取不同频段的振幅作为特征集合；
24.b22、通过特征集合识别低频信号中的入射信号和反射信号，根据入射信号和反射信号的时间差计算放电区域位置。
25.作为优选，步骤c中，对预处理后的信号进行识别包括以下步骤，
26.c1、建立决策树识别模型，使用局部放电的典型信号对决策树识别模型进行训练；
27.c2、将步骤b中经过校正的高频信号输入决策树识别模型，决策树识别模型输出测试结果。
28.采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过同步采集不同频段的电信号，开创性的利用低频信号对局部放电的位置进行初步定位，然后针对定位区域再使用高频信号输入决策树识别模型进行识别，可以有效减小决策树识别模型的运算量和解耦股复杂度。另外，为了保证低频信号与高频信号的同步性，本发明还开创性的使用中频信号对其进行同步性校正。本发明设计的测试识别方法，有效的解决了现有技术中信号识别过程运算量大的问题，使得信号识别模块可以集成到现场的数据采集装置中，实现数据采集和分析识别的在线同步进行，在保证测试准确度的同时实现了测试设备的集成化和便携化。
附图说明
29.图1是本发明一个具体实施方式的原理图。
30.图中：1、低频信号采集模块；2、中频信号采集模块；3、高频信号采集模块；4、信号预处理模块；5、信号识别模块。
具体实施方式
31.参照图1，本实施例包括，
32.低频信号采集模块1，用于采集检测部位的低频信号；
33.中频信号采集模块2，用于采集检测部位的中频信号；
34.高频信号采集模块3，用于采集检测部位的高频信号；
35.信号预处理模块4，与低频信号采集模块1、中频信号采集模块2和高频信号采集模块3通讯连接，用于对采集到的信号进行预处理；
36.信号识别模块5，与信号预处理模块4通讯连接，用于对预处理后的信号进行识别，得到测试结果。
37.一种上述的便携式局部放电测试仪的测试方法，包括以下步骤：
38.a、低频信号采集模块1、中频信号采集模块2和高频信号采集模块3分别同步采集对应的低频信号、中频信号和高频信号；
39.b、信号预处理模块4对步骤a采集到的的信号进行预处理；
40.c、信号识别模块5对预处理后的信号进行识别，得到测试结果。
41.步骤b中，对信号进行预处理包括以下步骤，
42.b1、使用中频信号对高频信号进行校正；
43.b2、使用低频信号进行放电区域的初步定位。
44.步骤b1中，对低频信号和高频信号进行校正包括以下步骤，
45.b11、分别对低频信号、中频信号和高频信号进行离散化处理；
46.b12、使用滑动窗口对步骤b11得到的三组离散信号进行同步检测，以中频离散信号为参照物，在低频离散信号和高频离散信号上标记与参照物线性度大于设定阈值的离散信号点集合；
47.b13、根据低频离散信号和高频离散信号上标记的离散信号点集合的平均相位差，对高频信号进行相位调整，使高频信号与低频信号同步。
48.步骤b2中，对放电区域进行初步定位包括以下步骤，
49.b21、对低频信号进行傅里叶分解，提取不同频段的振幅作为特征集合；
50.b22、通过特征集合识别低频信号中的入射信号和反射信号，根据入射信号和反射信号的时间差计算放电区域位置。
51.步骤c中，对预处理后的信号进行识别包括以下步骤，
52.c1、建立决策树识别模型，使用局部放电的典型信号对决策树识别模型进行训练；
53.c2、将步骤b中经过校正的高频信号输入决策树识别模型，决策树识别模型输出测试结果。
54.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


技术特征：
1.一种便携式局部放电测试仪，其特征在于：包括，低频信号采集模块(1)，用于采集检测部位的低频信号；中频信号采集模块(2)，用于采集检测部位的中频信号；高频信号采集模块(3)，用于采集检测部位的高频信号；信号预处理模块(4)，与低频信号采集模块(1)、中频信号采集模块(2)和高频信号采集模块(3)通讯连接，用于对采集到的信号进行预处理；信号识别模块(5)，与信号预处理模块(4)通讯连接，用于对预处理后的信号进行识别，得到测试结果。2.一种权利要求1所述的便携式局部放电测试仪的测试方法，其特征在于包括以下步骤：a、低频信号采集模块(1)、中频信号采集模块(2)和高频信号采集模块(3)分别同步采集对应的低频信号、中频信号和高频信号；b、信号预处理模块(4)对步骤a采集到的的信号进行预处理；c、信号识别模块(5)对预处理后的信号进行识别，得到测试结果。3.根据权利要求2所述的便携式局部放电测试仪的测试方法，其特征在于：步骤b中，对信号进行预处理包括以下步骤，b1、使用中频信号对高频信号进行校正；b2、使用低频信号进行放电区域的初步定位。4.根据权利要求3所述的便携式局部放电测试仪的测试方法，其特征在于：步骤b1中，对低频信号和高频信号进行校正包括以下步骤，b11、分别对低频信号、中频信号和高频信号进行离散化处理；b12、使用滑动窗口对步骤b11得到的三组离散信号进行同步检测，以中频离散信号为参照物，在低频离散信号和高频离散信号上标记与参照物线性度大于设定阈值的离散信号点集合；b13、根据低频离散信号和高频离散信号上标记的离散信号点集合的平均相位差，对高频信号进行相位调整，使高频信号与低频信号同步。5.根据权利要求4所述的便携式局部放电测试仪的测试方法，其特征在于：步骤b2中，对放电区域进行初步定位包括以下步骤，b21、对低频信号进行傅里叶分解，提取不同频段的振幅作为特征集合；b22、通过特征集合识别低频信号中的入射信号和反射信号，根据入射信号和反射信号的时间差计算放电区域位置。6.根据权利要求5所述的便携式局部放电测试仪的测试方法，其特征在于：步骤c中，对预处理后的信号进行识别包括以下步骤，c1、建立决策树识别模型，使用局部放电的典型信号对决策树识别模型进行训练；c2、将步骤b中经过校正的高频信号输入决策树识别模型，决策树识别模型输出测试结果。

技术总结
本发明公开了一种便携式局部放电测试仪，包括低频信号采集模块，用于采集检测部位的低频信号；中频信号采集模块，用于采集检测部位的中频信号；高频信号采集模块，用于采集检测部位的高频信号；信号预处理模块，与低频信号采集模块、中频信号采集模块和高频信号采集模块通讯连接，用于对采集到的信号进行预处理；信号识别模块，与信号预处理模块通讯连接，用于对预处理后的信号进行识别，得到测试结果。本发明能够改进现有技术的不足，降低了信号识别模块的数据运算量和运算复杂度。别模块的数据运算量和运算复杂度。别模块的数据运算量和运算复杂度。


技术研发人员：徐鹏 刘康铂 才思远 李德亨
受保护的技术使用者：保定君众电气科技有限公司
技术研发日：2022.07.07
技术公布日：2022/10/25