局部放电超声信号时间差估计方法技术

一种局部放电超声信号时间差估计方法，其中，采集两通道局部放电源超声信号；将两信号经快速傅里叶变换到频域后进行共轭相乘、加权运算；对得到的离散序列依次进行补零操作、乘方操作、快速傅里叶逆变换；对所得信号进行峰值提取，满足设定条件即退出运算，否则重复补零、乘方等系列操作。本发明专利技术具有提高时间差估计的分辨率、运算速度快、节约硬件成本等优点。节约硬件成本等优点。节约硬件成本等优点。

【技术实现步骤摘要】
局部放电超声信号时间差估计方法


[0001]本专利技术涉及电力设备的局部放电在线监测
，特别是一种局部放电超声信号时间差估计方法。

技术介绍

[0002]在电力设备局部放电在线监测领域中，除了需要检测局部放电的放电次数、放电强度等传统特征参量，确定局部放电的放电位置也是关乎电力设备能否安全运行的重要操作之一。对局部放电源进行定位可以起到快速发现故障、准确辨识故障类型、有效提出检修方案并辅助决策的作用。在众多方法中，基于局部放电超声信号的定位方法因其不受电力设备所处的强电磁环境干扰、穿透能力强、灵敏度高等优点，被广泛地应用于电力设备的局部放电定位。
[0003]对于基于超声信号的局部放电定位方法，一般采用TDOA和DOA算法进行定位，对于这些目前普遍应用的定位方式，必要的环节之一是估计局部放电超声信号到达两个麦克风之间的时间差。现有的局部放电超声定位设备的发展方向是便携式和小型化，对于麦克风阵列，设备的小型化会极大地放大定位带来的误差，这些误差很大程度上是由于设备分辨率不足导致的。为尽可能大的提高信号的分辨率，以减小设备分辨率带来的误差，现有的解决方法为选择分辨率更高的器件。而应用在商业领域，使用高精度的麦克风成本会大大提高，且对设备的数据存储和处理能力有了更大的要求，亟需一种超分辨率的时间差估计算法来突破麦克风精度的限制。
[0004]在
技术介绍
部分中公开的所述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成在本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0005]针对所述现有技术存在的不足或缺陷，提供了一种局部放电超声信号时间差估计方法。解决了现有在局部放电超声定位设备小型化过程中遇到的低分辨率设备精度不足与高分辨率设备价格昂贵、工艺复杂之间的矛盾，能够使用低成本的设备实现超分辨率的局部放电超声信号时间差估计。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现。
[0007]一种局部放电超声信号时间差估计方法包括，
[0008]步骤1：麦克风a和麦克风b分别采集同一局部放电源产生的局部放电超声信号a(t)和局部放电超声信号b(t)，初始化变量k＝0；
[0009]步骤2：局部放电超声信号a(t)和局部放电超声信号b(t)经快速傅里叶变换变换到频域得到A(f)和B(f)；
[0010]步骤3：对A(f)和B(f)共轭相乘后进行加权运算，得到序列
[0011]步骤4：令变量m＝2
k
；
[0012]步骤5：对序列X(f)进行插零，其中，插零时每个值后面插入m
‑
1个0；
[0013]步骤6：将序列X(f)取m次方，得到X
m
(f)；
[0014]步骤7：对X
m
(f)进行快速傅里叶逆变换，得到x(t)；
[0015]步骤8：对|x(t)|提取峰值，当k＝0时，仅能提取到唯一的峰值，峰值时间记为Δt
(0)
；当k>0时，提取到2
k
个峰值，取数值上最接近Δt
(k
‑
1)
的峰值时间，记为Δt
(k)
；
[0016]步骤9：若|Δt
(k)
‑
Δt
(k
‑
1)
|＜ε，ε为正数，则跳出循环；否则令k＝k+1，并返回步骤5；
[0017]步骤10：取最后得到的Δt
(k)
为两局部放电超声信号的时间差。
[0018]所述的局部放电超声信号时间差估计方法中，ε为无限趋近于0的正数。
[0019]与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：
[0020]本公开运算速度快，没有改变快速傅里叶变换与快速傅里叶逆变换的底层逻辑，对使用计算机运算非常友好。对于便携式的局部放电超声定位设备，可以极大地节约硬件成本，起到精确地定位效果。
[0021]所述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使得本专利技术的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本专利技术的所述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本专利技术的具体实施方式进行举例说明。
附图说明
[0022]通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本专利技术各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
[0023]在附图中：
[0024]图1是一种局部放电超声信号时间差估计方法的流程示意图；
[0025]图2是一种局部放电超声信号时间差估计方法的两只麦克风采集的同源局部放电超声信号的仿真波形示意图；
[0026]图3是一种局部放电超声信号时间差估计方法的对两只麦克风采集的同源局部放电超声信号进行超分辨率时间差估计的仿真结果示意图。
[0027]以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的解释。
具体实施方式
[0028]下面将参照附图1至图3更详细地描述本专利技术的具体实施例。虽然附图中显示了本专利技术的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0029]需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称预定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利
要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本专利技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本专利技术的范围。本专利技术的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0030]为便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本专利技术实施例的限定。
[0031]为了更好地理解，如图1至图3所示，一种局部放电超声信号时间差估计方法包括，
[0032]步骤1：麦克风a和麦克风b分别采集同一局部放电源产生的局部放电超声信号a(t)和b(t)，初始化变量k＝0；
[0033]步骤2：将a(t)和b(t)经快速傅里叶变换变换到频域，得到A(f)和B(f)；
[0034]步骤3：对A(f)和B(f)共轭相乘后进行加权运算，即
[0035]步骤4：令变量m＝2
k
；
[0036]步骤5：对序列X本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种局部放电超声信号时间差估计方法，其特征在于，其包括以下步骤，步骤1：麦克风a和麦克风b分别采集同一局部放电源产生的局部放电超声信号a(t)和局部放电超声信号b(t)，初始化变量k＝0；步骤2：局部放电超声信号a(t)和局部放电超声信号b(t)经快速傅里叶变换变换到频域得到A(f)和B(f)；步骤3：对A(f)和B(f)共轭相乘后进行加权运算，得到序列步骤4：令变量m＝2
k
；步骤5：对序列X(f)进行插零，其中，插零时每个值后面插入m
‑
1个0；步骤6：将序列X(f)取m次方，得到X
m
(f)；步骤7：对X
m
(f)进行快速傅里叶逆变换，得到x(t)；步骤8：对|x(t)|提取峰值，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：董明，关宇，常昊鑫，任明，刘胤康，李晓枫，常益，杨章，柳玉洁，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：