电缆隧道巡检机器人的局部放电定位方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种电缆隧道巡检机器人的局部放电定位方法、系统及介质，放电定位方法包括获取三个UHF传感器A、B、C采集局部放电信号的第一时间差信息，所述三个UHF传感器A、B、C分别安装在电缆隧道巡检机器人的三自由度机械臂的三段机械臂上；获取三自由度机械臂最末端的机械臂调节位置后的三个UHF传感器A、B、C采集局部放电信号的第二时间差信息；根据第一时间差信息、第二时间差信息解算出局部放电信号源的位置。本发明专利技术可利用电缆隧道巡检机器人的三自由度机械臂的三段机械臂通过姿态调节获取两组时间差信息并解算出局部放电信号源的位置，具有定位准确、解算简单、安全可靠、适用于电缆隧道自动巡检作业的优点。

Partial discharge location method, system and dielectric of cable tunnel inspection robot

【技术实现步骤摘要】
电缆隧道巡检机器人的局部放电定位方法、系统及介质
本专利技术涉及电缆隧道的局部放电检测技术，具体涉及一种电缆隧道巡检机器人的局部放电定位方法、系统及介质。
技术介绍
在我国，大部分电缆主要铺设在隧道中，绝缘电力电缆作为传输电能的工具，得要求具有较高的供电可靠性和稳定性。对于安装在隧道内的电缆，由于受隧道内部电场、温度、水、酸碱混合物及微生物等环境的影响，导致其绝缘程度越来越低。绝缘性降低极易引发局部放电现象。此外，由于在安装或制造电缆过程中产生缺陷，大幅降低了其本身的绝缘性能，也加速了局部放电发生的可能，容易对电缆在运行过程中发生故障并造成停电事故，必将对电力系统稳定性造成破坏，造成经济损失，那么在发生故障前找出局放源，实现其精准定位尤为重要。目前常见的定位方法：幅值频率法，对不同的位置采集的局放信号在时域和频域上的特征来计算出局放源的位置，但只能得出模糊的定位结果，无法实现精准定位；到达时间分析法，该方法通过在不同位置同时采集局放信号来计算出局放源的位置，该方法需要铺设光纤将位于不同位置的传感器连接到一个采集系统，该发放成本昂贵，可见，传统定位方法存在定位不准与设备成本昂贵的局限性。隧道内部经常存在有各类有毒气体及可燃气体，内部大部分的设备都是高压、高辐射，对于隧道看守人员非常危险，通过机器人所携带UHF传感器进行局放定位，在已知技术上没有先例，本专利技术方法为机器人携带传感器进行局放定位提供了先例。并通过近年来，人工智能在全世界的兴起与国家对人工智能的大力扶持，其发展具有广阔应用前景。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种电缆隧道巡检机器人的局部放电定位方法、系统及介质，本专利技术可利用电缆隧道巡检机器人的三自由度机械臂的三段机械臂通过姿态调节获取两组时间差信息并解算出局部放电信号源的位置，能够对电力电缆的局部放电情况进行检测和定位，实现了局放源的精准定位，克服了对不能长电缆局放检测与定位问题，具有定位准确、解算简单、安全可靠、适用于电缆隧道自动巡检作业的优点。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种电缆隧道巡检机器人的局部放电定位方法，实施步骤包括：1)获取三个UHF传感器A、B、C采集局部放电信号的第一时间差信息，所述三个UHF传感器A、B、C分别安装在电缆隧道巡检机器人的三自由度机械臂的三段机械臂上；2)获取三自由度机械臂最末端的机械臂调节位置后的三个UHF传感器A、B、C采集局部放电信号的第二时间差信息；3)根据第一时间差信息、第二时间差信息解算出局部放电信号源的位置。可选地，步骤1)中的第一时间差信息包括UHF传感器A、UHF传感器B之间的时间差t12，UHF传感器B、UHF传感器C之间的时间差t13，且UHF传感器B为圆点(0,0,0)，设局部放电信号源的位置为(x,y,z)，UHF传感器A、C的坐标分别为(0,0,r)、(0,d,-r)，其中d和r均为机械臂结构参数；步骤2)中第二时间差信息包括UHF传感器A、UHF传感器C之间的时间差Δt12，步骤2)中机械臂调节位置后的UHF传感器A、UHF传感器B保持不动、C的新坐标变为(0,d,r)；步骤3)中解算出局部放电信号源的位置的步骤包括：3.1)根据下式联立求解出未知数z与t1的值；上式中，z为局部放电信号源的z坐标值，t1为局部放电信号传播到圆点(0,0,0)的时间，v为光速；3.2)根据下式联立求解出未知数x与y的值，从而得到局部放电信号源的坐标(x,y,z)；3.3)根据下式局部放电信号源的坐标(x,y,z)计算局部放电信号源的坐标(x,y,z)和UHF传感器B之间的距离；上式中，vt1为局部放电信号源的坐标(x,y,z)和UHF传感器B之间的距离。此外，本专利技术还提供一种电缆隧道巡检机器人的局部放电定位方法，实施步骤包括：S1)将待检测的电缆隧道分成N个相同长度的检测区域，每个长度为电缆隧道巡检机器人的待局放检测定位区域；S2)遍历选择一个检测区域作为当前检测区域；S3)控制电缆隧道巡检机器人行驶至当前检测区域，调节电缆隧道巡检机器人的三自由度机械臂的三段机械臂，通过安装在电缆隧道巡检机器人的三自由度机械臂的三段机械臂上三个UHF传感器A、B、C采集局部放电信号；S4)判断是否采集到局部放电信号，若采集到局部放电信号，则跳转执行步骤S5)，否则跳转执行步骤S6)；S5)采用前述电缆隧道巡检机器人的局部放电定位方法检测局部放电信号源的位置；S6)判断检测区域是否遍历完毕，若尚未遍历完毕则跳转执行步骤S2)；否则若已经遍历完毕则结束并退出。此外，本专利技术还提供一种电缆隧道巡检机器人的局部放电定位系统，包括：第一时间差计算程序单元，用于获取三个UHF传感器A、B、C采集局部放电信号的第一时间差信息，所述三个UHF传感器A、B、C分别安装在电缆隧道巡检机器人的三自由度机械臂的三段机械臂上；第二时间差计算程序单元，用于获取三自由度机械臂最末端的机械臂调节位置后的三个UHF传感器A、B、C采集局部放电信号的第二时间差信息；坐标解算程序单元，用于根据第一时间差信息、第二时间差信息解算出局部放电信号源的位置。此外，本专利技术还提供一种电缆隧道巡检机器人的局部放电定位系统，包括计算机设备，该计算机设备被编程或配置以执行所述电缆隧道巡检机器人的局部放电定位方法的步骤。此外，本专利技术还提供一种电缆隧道巡检机器人的局部放电定位系统，包括计算机设备，该计算机设备的存储器上存储有被编程或配置以执行所述电缆隧道巡检机器人的局部放电定位方法的计算机程序。此外，本专利技术还提供一种电缆隧道巡检机器人，包括带有控制单元的电缆隧道巡检机器人，该控制单元被编程或配置以执行所述电缆隧道巡检机器人的局部放电定位方法的步骤。此外，本专利技术还提供一种电缆隧道巡检机器人，包括带有控制单元的电缆隧道巡检机器人，该控制单元的存储器上存储有被编程或配置以执行所述电缆隧道巡检机器人的局部放电定位方法的计算机程序。此外，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有被编程或配置以执行所述电缆隧道巡检机器人的局部放电定位方法的计算机程序。和现有技术相比，本专利技术就有下述优点：本专利技术放电定位方法包括获取三个UHF传感器A、B、C采集局部放电信号的第一时间差信息，三个UHF传感器A、B、C分别安装在电缆隧道巡检机器人的三自由度机械臂的三段机械臂上；获取三自由度机械臂最末端的机械臂调节位置后的三个UHF传感器A、B、C采集局部放电信号的第二时间差信息；根据第一时间差信息、第二时间差信息解算出局部放电信号源的位置，本专利技术可利用电缆隧道巡检机器人的三自由度机械臂的三段机械臂通过姿态调节获取两组时间差信息并解算出局部放电信号源的位置，能够对电力电缆的局部放电情况进行检测和定位，实现了局放源的精准定位，克服了对不能长电缆局放检测与定位问题，具有定位准确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缆隧道巡检机器人的局部放电定位方法，其特征在于实施步骤包括：/n1)获取三个UHF传感器A、B、C采集局部放电信号的第一时间差信息，所述三个UHF传感器A、B、C分别安装在电缆隧道巡检机器人的三自由度机械臂的三段机械臂上；/n2)获取三自由度机械臂最末端的机械臂调节位置后的三个UHF传感器A、B、C采集局部放电信号的第二时间差信息；/n3)根据第一时间差信息、第二时间差信息解算出局部放电信号源的位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种电缆隧道巡检机器人的局部放电定位方法，其特征在于实施步骤包括：
1)获取三个UHF传感器A、B、C采集局部放电信号的第一时间差信息，所述三个UHF传感器A、B、C分别安装在电缆隧道巡检机器人的三自由度机械臂的三段机械臂上；
2)获取三自由度机械臂最末端的机械臂调节位置后的三个UHF传感器A、B、C采集局部放电信号的第二时间差信息；
3)根据第一时间差信息、第二时间差信息解算出局部放电信号源的位置。


2.根据权利要求1所述的电缆隧道巡检机器人的局部放电定位方法，其特征在于，步骤1)中的第一时间差信息包括UHF传感器A、UHF传感器B之间的时间差t12，UHF传感器B、UHF传感器C之间的时间差t13，且UHF传感器B为圆点(0,0,0)，设局部放电信号源的位置为(x,y,z)，UHF传感器A、C的坐标分别为(0,0,r)、(0,d,-r)，其中d和r均为机械臂结构参数；步骤2)中第二时间差信息包括UHF传感器A、UHF传感器C之间的时间差Δt12，步骤2)中机械臂调节位置后的UHF传感器A、UHF传感器B保持不动、C的新坐标变为(0,d,r)；步骤3)中解算出局部放电信号源的位置的步骤包括：
3.1)根据下式联立求解出未知数z与t1的值；



上式中，z为局部放电信号源的z坐标值，t1为局部放电信号传播到圆点(0,0,0)的时间，v为光速；
3.2)根据下式联立求解出未知数x与y的值，从而得到局部放电信号源的坐标(x,y,z)；



3.3)根据下式局部放电信号源的坐标(x,y,z)计算局部放电信号源的坐标(x,y,z)和UHF传感器B之间的距离；



上式中，vt1为局部放电信号源的坐标(x,y,z)和UHF传感器B之间的距离。


3.一种电缆隧道巡检机器人的局部放电定位方法，其特征在于实施步骤包括：
S1)将待检测的电缆隧道分成N个相同长度的检测区域，每个长度为电缆隧道巡检机器人的待局放检测定位区域；
S2)遍历选择一个检测区域作为当前检测区域；
S3)控制电缆隧道巡检机器人行驶至当前检测区域，调节电缆隧道巡检机器人的三自由度机械臂的三段机械臂，通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭红，樊韪铖，樊绍胜，程嘉翊，张申毅，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43