【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力设备监测技术、光学测量技术、故障诊断技术和传感器技术等领域，具体涉及一种电力设备内部光信号监测的定位方法及装置。
技术介绍
1、电力设备是现代能源系统中的关键组成部分，其正常运行对于能源的稳定供应和社会的正常运作具有重要意义。然而，由于电力设备的内部工作环境复杂且相对封闭，对其内部状况进行实时监测和故障定位一直是一个技术难题。
2、电力设备的内部故障通常可以分为机械故障和电气故障两种类型。机械故障主要包括转动部分的磨损、松动或断裂等，电气故障则主要包括电气元件的老化、绝缘失效等。这些故障若不及时发现和处理，可能会引发严重的电力事故。
3、目前，针对电力设备内部故障的监测方法主要包括温度监测、压力监测、振动监测等。这些方法在一定程度上能够反映电力设备的运行状况，但都存在监测精度不高、无法准确定位故障位置等问题。此外，现有的监测方法大多基于电信号的测量和传输，而在电力设备的内部，由于电磁干扰等因素，电信号的传输和测量精度往往难以保证。
4、在现有的技术中，光学手段被广泛应用于监测各种物理量，如温度、压力、速度等。然而，这些手段大多只能在电力设备的外部进行监测，无法监测到设备内部的状况。电力设备的内部是一个复杂的系统，由于其工作原理和结构，使得对电力设备内部的监测成为一个具有挑战性的问题。
5、在监测电力设备内部状况方面，光信号有着独特的优势。光信号是一种可以在空气或真空中传输的电磁波，具有速度快、抗干扰能力强等优点。此外，光信号的频率远高于电信号，使其在监测微小变化和
6、当前采用光信号监测电力设备内部状况时，较为常用的手段是光成像技术。然而光成像技术在电力设备内部监测还存在一些局限性，主要体现在内置困难和成本高等方面。其中，光成像技术需要在电力设备内部设置光路系统，但是在实际操作中存在一定的难度。由于电力设备的结构复杂，内部空间紧凑，光路系统的设置需要充分考虑设备的结构和运行特点，确保不会对设备的正常运行产生影响。光成像路线同时面临着内部成像的畸变和信号损耗等问题，此外，由于电力设备的运行环境温度高、电磁干扰强等因素，光路系统的稳定性也需要充分考虑，以确保监测的准确性和可靠性。另外，光成像技术需要使用昂贵的光学元件和测量仪器，如高精度相机、成像芯片等，这些设备和器材的成本较高，使得整个监测系统的成本也相应增加。
7、除此之外，采用光敏器件进行光信号测量的方式也可以实现电力设备内部的监测，但是因为技术路线所决定，该方法存在精度受限、无法准确定位故障位置等局限性。例如，普通的光信号测量方案只能监测电力设备的内部光学信号简单参数，此外，普通的光信号测量方案也无法确定故障位置，需要排查，效率较低。
8、综上所述，目前对于电力设备内部的光学监测，技术发展仍处于探索阶段，有光信号和成像两种技术路线，虽然目前的光成像技术在电力设备内部监测具有一定的优势，但是存在内置困难和成本高等局限性。相比之下，普通的光信号测量方案虽然也可以实现电力设备内部的监测，但是存在精度不高、无法准确定位故障位置等局限性。因此，需要针对电力设备的特点和实际需求，选择合适的监测方案和技术手段，以提高监测的准确性和可靠性，降低整个监测系统的成本。因此需要一种能够在电力设备内部进行光信号监测并准确定位故障位置的方法，以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种电力设备内部光信号监测的定位方法及装置，以解决上述现有技术中所存在的技术问题至少之一。
2、第一方面，本专利技术提供了一种电力设备内部光信号监测的定位方法，其特征在于，所述方法包括：获取电力设备内部光敏元件三维阵列对接收的光信号转换得到的电信号，所述光敏元件三维阵列包括多层二维阵列；基于光敏元件三维阵列的光信号接收部位进行网格划分，得到多个划分单元；基于每个划分单元的电信号强度占比和位置信息进行每层二维阵列中强度点坐标标定，得到标定结果；根据多层二维阵列的标定结果确定的强度方向矢量进行定位。
3、本专利技术实施例提供的电力设备内部光信号监测的定位方法，具有如下优点：一是使用光信号进行监测，避免电力设备内部复杂电磁环境对信号传输的影响，提高监测精度。电力设备内部通常存在复杂的电磁环境，这会对信号的传输产生干扰，导致监测结果不准确。而本实施例的光信号监测方法利用光信号的特性，可以避免这种干扰，提高监测精度。二是利用光敏元件三维阵列进行接收和检测，能够准确定位故障位置。传统的监测方法往往只能监测到电力设备的表面状态，无法准确定位故障位置。而本实施例的采用光敏元件三维阵列进行监测的方法可以在电力设备内部设置阵列，通过接收和检测光信号来确定故障位置，定位精度高。三是该方法可以实时监测电力设备的运行状况，及时发现和处理故障。传统的监测方法往往需要人工巡检和排查，效率低下且易漏检。而本实施例的监测方法可以在电力设备正常运行状态下进行在线监测，及时发现和处理故障，提高了设备的可靠性和稳定性。四是该方法不需要破坏电力设备的结构，可以适用于各种类型的电力设备。传统的监测方法往往需要对电力设备的结构进行改造和调试，这不仅会破坏设备的结构，还可能影响设备的正常运行。而本实施例的监测方法不需要对电力设备的结构进行任何改动，可以适用于各种类型的电力设备，具有广泛的应用前景。由此，本实施例提供的基于使用光敏元件三维阵列进行电力设备内部光信号监测的定位方法具有高精度、高可靠性、实时性、非破坏性等优点，对于提高电力设备的运行效率和安全性具有重要意义。
4、在一种可选的实施方式中，基于光敏元件三维阵列的光信号接收部位进行网格划分，得到多个划分单元，包括：基于每层光敏元件三维阵列的光信号接收部位进行网络划分，得到多个网格单元；基于光敏元件三维阵列，对每个网络单元进行三维网格划分，得到多个划分单元。
5、本实施例中，先进行网格划分，然后在网格划分的基础上进一步进行三维网格划分，增加了划分的粒度，由此使得后续基于划分单元得到的强度方向矢量更加准确。
6、在一种可选的实施方式中，基于每个划分单元的电信号强度占比和位置信息进行每层二维阵列中强度点坐标标定，得到标定结果，包括：基于每层二维阵列中多个划分单元的电信号积分确定每层二维阵列的总光计数；基于每个划分单元的电信号积分和总光计数的比值确定电信号强度占比；基于每个划分单元的电信号强度占比和位置信息的加权和确定每层二维阵列中强度点坐标标定的标定结果。
7、本实施例中，通过对电信号的积分，反演光子的积分量，由此使得积分结果中包含了光信号的强度信息量，即通过电信号的强度来表示光信号的强度，从而帮助了解电力设备的内部状况。
8、在一种可选的实施方式中，基于每层二维阵列中多个划分单元的电信号积分确定每层二维阵列的总光计数，包括：获取电力设备的故障缺陷类型；根据所述故障缺陷类型和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电力设备内部光信号监测的定位方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于光敏元件三维阵列的光信号接收部位进行网格划分，得到多个划分单元，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于每个划分单元的电信号强度占比和位置信息进行每层二维阵列中强度点坐标标定，得到标定结果，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于每层二维阵列中多个划分单元的电信号积分确定每层二维阵列的总光计数，包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据多层二维阵列的标定结果确定的强度方向矢量进行定位，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将二维阵列的标定结果中的强度点连接，得到强度方向矢量，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光敏元件三维阵列在电力设备内部的位置和数量根据电力设备的结构以及待监测的故障缺陷部位确定。
8.一种电力设备内部光信号监测的定位装置，其特征在于，所述装置包括：
9.根据权利要求8所述的装置，其特
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，标定模块包括：积分模块，用于基于每层二维阵列中多个划分单元的电信号积分确定每层二维阵列的总光计数；占比确定模块，用于基于每个划分单元的电信号积分和总光计数的比值确定电信号强度占比；标定子模块，用于基于每个划分单元的电信号强度占比和位置信息的加权和确定每层二维阵列中强度点坐标标定的标定结果。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，积分模块具体用于：获取电力设备的故障缺陷类型；根据所述故障缺陷类型和模糊判据确定积分时间；基于所述积分时间，对每层二维阵列中多个划分单元的电信号进行积分得到每层二维阵列的总光计数。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，定位模块包括：矢量确定模块，用于将二维阵列的标定结果中的强度点连接，得到强度方向矢量；定位子模块，用于根据所述强度方向矢量指示的方向确定电力设备内部故障缺陷位置。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，矢量确定模块具体用于：判断光敏元件三维阵列中二维阵列的层数；当层数为两层时，将每层二维阵列的标定结果中的坐标点连接，得到强度方向矢量；当层数为大于等于三层时，筛选总光计数大于阈值的两层二维阵列，将标定结果中的坐标点连接，得到强度方向矢量。
14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述光敏元件三维阵列在电力设备内部的位置和数量根据电力设备的结构以及待监测的故障缺陷部位确定。
15.一种计算机设备，其特征在于，包括：
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7中任一项所述的电力设备内部光信号监测的定位方法。
...【技术特征摘要】
1.一种电力设备内部光信号监测的定位方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于光敏元件三维阵列的光信号接收部位进行网格划分，得到多个划分单元，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于每个划分单元的电信号强度占比和位置信息进行每层二维阵列中强度点坐标标定，得到标定结果，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于每层二维阵列中多个划分单元的电信号积分确定每层二维阵列的总光计数，包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据多层二维阵列的标定结果确定的强度方向矢量进行定位，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将二维阵列的标定结果中的强度点连接，得到强度方向矢量，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光敏元件三维阵列在电力设备内部的位置和数量根据电力设备的结构以及待监测的故障缺陷部位确定。
8.一种电力设备内部光信号监测的定位装置，其特征在于，所述装置包括：
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，划分模块具体用于：基于每层光敏元件三维阵列的光信号接收部位进行网络划分，得到多个网格单元；基于光敏元件三维阵列，对每个网络单元进行三维网格划分，得到多个划分单元。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，标定模块包括：积分模块，用于基于每层二维阵列中多个划分单元的电信号积分确定每层二维阵列的总光计数；占比确定模块，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志峰，王劭菁，高凯，陈硕，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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