采用神经网络的局部放电信号处理方法及装置的制造方法_2

文档序号:9457701阅读:来源:国知局
,连接到设置模块并且被结构化为根据选定的判别标准选择参照脉冲波形。
【附图说明】
[0060]通过以下参考附图对作为例子给出的优选实施例及其另选方案的描述,进一步的特性和优点将更加明晰,其中:
[0061]图1示出了电气对象、包括具有采集和分析设备以及选择处理模块的局部放电检测装置的局部放电采集系统的例子。
[0062]图2示出了可被所述局部放电采集系统采用的、包括高通滤波模块和放大器的放电处理模块的例子;
[0063]图3示出了可被所述局部放电采集系统采用的同步处理模块的例子;
[0064]图4示意性地示出了采集和分析设备的实施例;
[0065]图5,a)示出了要被处理的脉冲波形的趋势的例子,并且图5,b)示出了可被所述局部放电采集系统采用的、具有多层感知器结构的神经网络模块的第一个例子;
[0066]图6示出了可被所述神经网络模块采用的示例神经节点的体系结构;
[0067]图7,a)再次示出了要被处理的波形脉冲的趋势的所述例子并且图7,b)示出了被实现为感知器的网络模块的第二个例子;
[0068]图8示出了说明可被所述局部放电采集系统采用的处理方法的例子的流程图的实施例。
【具体实施方式】
[0069]图1示出了电气对象100和局部放电采集系统500,其中局部放电采集系统500包括局部放电检测装置400、采集和分析设备300以及尤其是在局部放电检测装置400外部的选择处理模块700。采集和分析设备300可以包括在也包含局部放电检测装置400的外罩中(如图1中)或者可以在单独的外罩中提供,例如与选择处理模块700在一起。作为例子,局部放电检测装置400是便携式的并且包括一个或多个电池。
[0070]电气对象100可以是可以产生局部放电电磁脉冲的任何种类的部件、设备、装置或系统,并且作为例子是:中压或高压电缆、电缆接头、架空线绝缘体、中压或高压配电箱、使用GIS (气体绝缘开关设备)的高压和超高压电缆、电动马达或发电机或者中压或高压变压器。
[0071]局部放电采集系统500是可被用来检测、测量和/或处理以及分析由作为电气对象100的电气源生成的局部放电的电子装置。特别地,局部放电采集系统500可以是便携式的并且包括在图中未示出的外壳中。
[0072]局部放电采集系统500优选地被配置为放在电气对象100附近,以检测对应于由电气对象100发射的局部放电脉冲的放电电磁信号sd。还观察到,可能干扰对应于局部放电脉冲的电磁信号的检测的电磁噪声信号Sn可以在其中采用局部放电采集系统500的区域中存在。
[0073]要被检测的放电信号Sd可以是具有包括在0.1MHz至10MHz的范围中的频率的电磁波脉冲。噪声信号3?通常具有包括在0.1MHz至10MHz的相同范围中的频率。
[0074]局部放电检测装置400 (为了简明,下文中也称为“检测装置”)包括适于检测放电信号\的传感器1,但传感器I也会接收不想要的电磁噪声信号S n。传感器I可以是接触传感器或非接触传感器。接触传感器被放成接触或接近电气对象100,而非接触或无线传感器适于执行远程检测,即,没有电线或电缆连接源和传感器设备并且没有物理接触。作为例子,远程检测可以在离信号源Icm至1m的距离处执行。接触传感器的例子是=Rogowsky传感器和耦合器变压器型磁传感器。非接触式传感器的例子是:磁场接近传感器、声学传感器和压电传感器。
[0075]根据所描述的实施例,传感器I是可被安装在(作为例子)支撑结构2上的天线。作为又一个例子,天线I可以是以下天线之一:小型贴片天线、环形天线、偶极和超宽带天线。优选地,天线I是球形的并且包括导电材料的空心球体,导电材料诸如像金属或聚合物材料。作为例子,球形天线I示出包括在3和30cm之间的直径,优选地包括在5和20cm之间。特别地,天线I可以类似于在专利申请W0-A-2009-150627中所描述的天线。
[0076]天线I被配置为接收放电信号Sd和不想要的噪声信号S ?并将它们转换为在第一输出端子3上可用的接收电信号Sinl (例如电流)。图1的局部放电检测装置400还包括放电处理模块600和同步处理模块200。放电处理模块600示出借由第一导电线4连接到天线I的第一输出端子3的第一输入端子5,并且被结构化为执行接收电信号Sinl的带通滤波和/或放大,使得在第二输出端子6处提供输出放电信号Sd
[0077]图2涉及包括高通滤波模块7的放电处理模块600的例子,其中高通滤波模块7具有连接到第一输入端子5的相应输入并且被结构化为去除低频噪声,诸如具有低于0.1MHz频率的信号。作为例子,高通滤波模块7可以包括与第一电阻器Rl串联连接的第一电容器Cl。高通滤波模块7的输出连接到第一放大器8,其中第一放大器8具有连接到第二输出端子6的相应输出端子。作为例子,另一滤波器(诸如带通、带阻或低通滤波器(未示出))可以连接到高通滤波模块7的输出,以获得具有期望特性的整体带通频率响应。
[0078]第一放大器8具有用于电源电压1的第一馈供端子9和连接到接地端子GND的第二馈供端子10。作为例子,第一放大器8示出至少包括第一天线I的带宽(诸如像范围从0.1MHz到10MHz的带宽)的带宽。
[0079]包括到检测装置400中的同步处理模块200被配置为在第二输入端子11处接收、滤波和放大第一同步电信号Ssynl,并且在第三输出端子12处提供第二同步电信号Ssyn2。第一同步电信号Ssynl代表被提供给被测电气对象100的AC(交流电)电压的趋势。通常,AC电压具有包括在IHz至大约1000Hz之间的频率。第一同步电信号Ssynl可以例如通过由天线I对由通过电气对象100的电压生成的供给电磁信号Ssup执行的无线和非接触检测而获得。
[0080]第二输入端子11连接到第一导电线4以对接收电信号Sinl (还包括第一同步电信号3_1)进行接收。在本实例中,天线I被设计为作为电容耦合传感器操作,以从供给电磁信号Ssup检测第一同步电信号S synlo而且,天线I被设计为提供与馈供电气对象100的AC (交流电)电压的合适的电容親合,作为例子,不出了合适的親合表面。
[0081]另选地,第一同步电信号Ssyn^以由可连接到第二输入端子11的同步传感器13检测,同步传感器13诸如用于无线和非接触检测的另一天线、或者被放成与电气对象100或与以供给到电气对象100的相同电压操作的另一电气部件相接触的另一类型的传感器。
[0082]图3示出了包括放大器模块14 (诸如高增益缓冲放大器)的同步处理模块200,该放大器模块14具有连接第二输入端子11的输入和连接到低通滤波器模块16的第四输出端子15。高增益缓冲放大器14还具有用于电源电压Vl的第三馈供端子17和连接到接地端子GND的第四馈供端子18。
[0083]作为例子,高增益缓冲放大器14是电压放大器并且具有大于100的增益。而且,高增益缓冲放大器14示出大于IMOhm的输入-输出阻抗并且可以具有低于IkHz的总体带宽。在这个例子中,低通滤波器模块16包括连接在第四输出端子15和节点19之间的第二电阻器R2,以及连接在节点19和接地端子GND之间的第二电容器C2。节点19连接到第三输出端子12。
[0084]采集和分析设备300和/或选择处理模块700被配置为根据以下至少一个判别标准执行输出放电信号Sd _的判别过程:放电信号采集、放电信号噪声滤波和放电信号分类。特别地,每个判别准则可以通过与适当选择的参照脉冲波形进行比较来实现,即,示出必须超过阈值水平的脉冲的振幅。放电信号采集过程允许基于(作为例子)脉冲必须展现以被采集的预定特性来选择和存储满足特定标准的脉冲波形。特别地,这种判别标准是通过输出放电信号Sdciut与参照脉冲波形的比较来实现的。展现与参照波形的特定程度相似性的脉冲波形被采集(生成触发事件),否则它们将被拒绝。
[0085]放电信号噪声滤波过程允许从输出放电信号Sd _中或者在从输出放电信号S d out导出的信号中识别对应于实际局部放电现象的脉冲波形并且拒绝噪音波形。根据例子,这种放电信号噪声滤波处理可以是对在放电处理模块600中执行的噪声滤波的附加。特别地,这个判别标准是通过与参照脉冲波形的比较来实现的,其中参照脉冲波形展现局部放电现象典型的并且与噪声信号不同的形状。
[0086]放电信号分类过程允许将从输出放电信号Sd _或从输出放电信号S d _导出的信号中选择的脉冲波形分组成对应于不同局部放电现象的多个不同类。作为例子,第一局部放电脉冲类指由于电气对象的内部电介质中的缺陷造成的局部放电信号,而第二局部放电脉冲类指表面上的缺陷,并且另一个类指电晕放电。特别地,这种判别标准是通过与参照脉冲波形的比较来实现的,其中参照脉冲波形展现预定类的典型的形状。
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