基于BP網(wǎng)絡(luò)的GIS局部放電聲電聯(lián)合檢測故障定位方法

蔣再新

摘 要：隨著我國經(jīng)濟與科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電力檢修公司對數(shù)字局部放電在線檢測的要求越來越高，因此，本文主要針對如何快速定位GIS的放電位置進(jìn)行了簡要的分析，針對其在BP網(wǎng)絡(luò)中的GIS局部放電的超聲波和高頻傳感器信息融合的電聲電聯(lián)合檢測故障定位方法進(jìn)行了簡單的探討和分析，并根據(jù)電聲電聯(lián)合檢測故障定位方法和TDOA法進(jìn)行時間差的定位，通過BP網(wǎng)絡(luò)中的GIS局部放電的超聲波和高頻傳感器信息融合，進(jìn)行仿真實驗的驗證，最終得出一套準(zhǔn)確率較為精確的方法。

關(guān)鍵詞：局部放電；數(shù)字電路；BP網(wǎng)絡(luò)；TDOA法；時間差

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.090

1 引言

在科技日新月異的今天，國家的電力檢修公司為了預(yù)防由于GIS局部放電或者絕緣故障導(dǎo)致電網(wǎng)跳閘而引發(fā)的電網(wǎng)事故，而嚴(yán)格把控由氣體絕緣體等組合而成的電器進(jìn)行GIS局部放電，并且對其進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控和檢測。其中，最常采用的方法就是超聲波檢測法，這是一項利用超聲波信號的頻率進(jìn)行檢測的方法。因此，本文主要針對如何快速定位GIS的放電位置進(jìn)行了簡要的分析，針對其在BP網(wǎng)絡(luò)中的GIS局部放電的超聲波和高頻傳感器信息融合的電聲電聯(lián)合檢測故障定位方法進(jìn)行了簡單的探討和分析，其中，研究報告如下：

2 定位方法的分析

兩種定位方法主要是指通過局部放電的方法快速掌握放電位置，以及利用超聲波信號的頻率進(jìn)行檢測，從而利用時間差進(jìn)行空間位置的定位。

GIS是地理信息系統(tǒng)的簡稱，英文縮寫為：Geographic Information System，它是一種非常重要和特殊的空間信息系統(tǒng)，通過在計算機網(wǎng)絡(luò)的支持下，通過硬件和軟件的不斷更新，對整個地球的表層和大氣層進(jìn)行有關(guān)地理數(shù)據(jù)的空間采集、收集、存儲等。近年來，人們逐漸將GIS技術(shù)應(yīng)用于空間數(shù)據(jù)分析和處理，通過GIS技術(shù)將圖像和地圖進(jìn)行定位以及視覺話，達(dá)到數(shù)據(jù)共享的目的。其中，GIS局部放電就是利用GIS局部放電檢測儀器進(jìn)行檢測和定位，其主要原理是利用氣體絕緣體等組合而成的電器對其進(jìn)行GIS局部放電。

（1）超聲波檢測法。超聲波檢測法釋利用超聲波的探頭檢測氣體絕緣體等組合而成的電器在工作過程中通過PD產(chǎn)生的超聲波和一系列有規(guī)律且傳輸過程和振動頻率不同，而達(dá)到定位的效果，其主要原理就是利用超聲波發(fā)出的頻率和信號在檢測GIS局部放電的過程中，根據(jù)反饋回來的儀器的超聲波速度的不同、頻率快慢、大小等信號來確定傳感器的距離，從而通過特定的計算方法求出PD的坐標(biāo)，實現(xiàn)超聲波定位。

（2）超級高頻率檢測法。超級高頻率檢測法的縮寫為UHF，其英文為Ultra High Frequency，有時候也被稱為特高頻，顧名思義，超級高頻率檢測法就是通過發(fā)射頻率為300-3000Hz，波長為1m-1dm的無線電進(jìn)行檢測和進(jìn)行局部放電定位，通過電磁波的干擾信號，檢測PD信號。但是，由于超級高頻率檢測法在檢測過程中，由于受到現(xiàn)場的噪聲干擾較大，因此在進(jìn)行特高頻檢測的時候，會受到一定的干擾，使得檢測數(shù)據(jù)存在誤差和差異，特別是由于超級高頻率的信號與光速幾乎相同，所以導(dǎo)致在進(jìn)行時間差TDOA定位的時候，就會使得儀器在獲取信息和頻率的時候產(chǎn)生一定的困難，增加了技術(shù)人員在采集信息時候的難度。

因此，無論是超聲波檢測法還是超級高頻率檢測法在進(jìn)行精確定位的時候，都會存在一定的局限性和困難，導(dǎo)致定位效果達(dá)不到理想狀態(tài)。

3 定位檢測系統(tǒng)的改進(jìn)

（1）TDOA時間差定位。TDOA時間差定位，顧名思義就是利用時間差進(jìn)行定位，時間差是指，在進(jìn)行超聲波或者超級高頻率定位的時候，利用不同放電位置所處的位置不同，因此信號檢測并傳輸回來的時間、路程不同，從而通過速度、時間、路程三者之間的關(guān)系進(jìn)行定位，但是一般而言，超聲波頻率的絕對位置難以估算，因此一般來說，顯示在儀器上的圖形一般為雙曲線，因此，技術(shù)人員可以選擇雙曲線的長軸作為信號的發(fā)出距離，從而進(jìn)行局部放電定位。

（2）BP網(wǎng)絡(luò)。BP網(wǎng)絡(luò)是一種根據(jù)誤差進(jìn)行逆運算的系統(tǒng)前端神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，也是目前在GIS局部放電進(jìn)行聲波檢測的最常用的的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。BP網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點在于不需要事先列出與輸入輸出有關(guān)的數(shù)學(xué)方程式子，只需要進(jìn)行反復(fù)的自身訓(xùn)練，從而學(xué)習(xí)特定的規(guī)則，然后根據(jù)不斷測試的數(shù)據(jù)給定一個近似的期望值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，BP網(wǎng)絡(luò)是一種智能的信息處理系統(tǒng)，也稱為BP算法，根據(jù)梯度的下降進(jìn)行計算，從而通過實際輸出與輸入的數(shù)據(jù)的誤差進(jìn)行方差計算，得到的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，均為最小值。

針對BP網(wǎng)絡(luò)中的GIS局部放電的超聲波和高頻傳感器信息融合的電聲電聯(lián)合檢測故障定位方法，就是利用超頻傳感器、超聲波傳感器進(jìn)行檢測，通過TDOA定位系統(tǒng)進(jìn)行定位，采用BP網(wǎng)絡(luò)的計算方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而檢測設(shè)備儀器的故障位置。

4 討論

由于在一般的超聲波和高頻率定位法容易受到干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)存在誤差，因此，為了降低和減少電磁和噪聲對檢測結(jié)果的影響，可以采用BP網(wǎng)絡(luò)中的GIS局部放電的超聲波和高頻傳感器信息融合的電聲電聯(lián)合檢測故障定位的方法以及利用TDOA時間差定位法進(jìn)行故障檢測，這樣可以與一般的超聲波和高頻率定位法進(jìn)行互補，從而大大提高檢測的準(zhǔn)確率和成功率。

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