基于BP網絡的GIS局部放電聲電聯合檢測故障定位方法

蔣再新

摘 要：隨著我國經濟與科學技術的不斷進步，電力檢修公司對數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的放電位置進行了簡要的分析，針對其在BP網絡中的GIS局部放電的超聲波和高頻傳感器信息融合的電聲電聯合檢測故障定位方法進行了簡單的探討和分析，并根據電聲電聯合檢測故障定位方法和TDOA法進行時間差的定位，通過BP網絡中的GIS局部放電的超聲波和高頻傳感器信息融合，進行仿真實驗的驗證，最終得出一套準確率較為精確的方法。

關鍵詞：局部放電；數字電路；BP網絡；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防由于GIS局部放電或者絕緣故障導致電網跳閘而引發的電網事故，而嚴格把控由氣體絕緣體等組合而成的電器進行GIS局部放電，并且對其進行嚴格的監控和檢測。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的放電位置進行了簡要的分析，針對其在BP網絡中的GIS局部放電的超聲波和高頻傳感器信息融合的電聲電聯合檢測故障定位方法進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行檢測，從而利用時間差進行空間位置的定位。

GIS是地理信息系統的簡稱，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，通過在計算機網絡的支持下，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行有關地理數據的空間采集、收集、存儲等。近年來，人們逐漸將GIS技術應用于空間數據分析和處理，通過GIS技術將圖像和地圖進行定位以及視覺話，達到數據共享的目的。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產生的超聲波和一系列有規律且傳輸過程和振動頻率不同，而達到定位的效果，其主要原理就是利用超聲波發出的頻率和信號在檢測GIS局部放電的過程中，根據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，實現超聲波定位。

（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射頻率為300-3000Hz，波長為1m-1dm的無線電進行檢測和進行局部放電定位，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，由于受到現場的噪聲干擾較大，因此在進行特高頻檢測的時候，會受到一定的干擾，使得檢測數據存在誤差和差異，特別是由于超級高頻率的信號與光速幾乎相同，所以導致在進行時間差TDOA定位的時候，就會使得儀器在獲取信息和頻率的時候產生一定的困難，增加了技術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行精確定位的時候，都會存在一定的局限性和困難，導致定位效果達不到理想狀態。

3 定位檢測系統的改進

（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行定位，時間差是指，在進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、路程三者之間的關系進行定位，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，技術人員可以選擇雙曲線的長軸作為信號的發出距離，從而進行局部放電定位。

（2）BP網絡。BP網絡是一種根據誤差進行逆運算的系統前端神經網絡，也是目前在GIS局部放電進行聲波檢測的最常用的的神經網絡。BP網絡的優點在于不需要事先列出與輸入輸出有關的數學方程式子，只需要進行反復的自身訓練，從而學習特定的規則，然后根據不斷測試的數據給定一個近似的期望值進行數據處理，BP網絡是一種智能的信息處理系統，也稱為BP算法，根據梯度的下降進行計算，從而通過實際輸出與輸入的數據的誤差進行方差計算，得到的結果發現，均為最小值。

針對BP網絡中的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、超聲波傳感器進行檢測，通過TDOA定位系統進行定位，采用BP網絡的計算方法進行數據處理，從而檢測設備儀器的故障位置。

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，導致數據存在誤差，因此，為了降低和減少電磁和噪聲對檢測結果的影響，可以采用BP網絡中的GIS局部放電的超聲波和高頻傳感器信息融合的電聲電聯合檢測故障定位的方法以及利用TDOA時間差定位法進行故障檢測，這樣可以與一般的超聲波和高頻率定位法進行互補，從而大大提高檢測的準確率和成功率。

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