基于BP网络的GIS局部放电声电联合检测故障定位方法

蒋再新

摘 要：随着我国经济与科学技术的不断进步，电力检修公司对数字局部放电在线检测的要求越来越高，因此，本文主要针对如何快速定位GIS的放电位置进行了简要的分析，针对其在BP网络中的GIS局部放电的超声波和高频传感器信息融合的电声电联合检测故障定位方法进行了简单的探讨和分析，并根据电声电联合检测故障定位方法和TDOA法进行时间差的定位，通过BP网络中的GIS局部放电的超声波和高频传感器信息融合，进行仿真实验的验证，最终得出一套准确率较为精确的方法。

关键词：局部放电；数字电路；BP网络；TDOA法；时间差

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

1 引言

在科技日新月异的今天，国家的电力检修公司为了预防由于GIS局部放电或者绝缘故障导致电网跳闸而引发的电网事故，而严格把控由气体绝缘体等组合而成的电器进行GIS局部放电，并且对其进行严格的监控和检测。其中，最常采用的方法就是超声波检测法，这是一项利用超声波信号的频率进行检测的方法。因此，本文主要针对如何快速定位GIS的放电位置进行了简要的分析，针对其在BP网络中的GIS局部放电的超声波和高频传感器信息融合的电声电联合检测故障定位方法进行了简单的探讨和分析，其中，研究报告如下：

2 定位方法的分析

两种定位方法主要是指通过局部放电的方法快速掌握放电位置，以及利用超声波信号的频率进行检测，从而利用时间差进行空间位置的定位。

GIS是地理信息系统的简称，英文缩写为：Geographic Information System，它是一种非常重要和特殊的空间信息系统，通过在计算机网络的支持下，通过硬件和软件的不断更新，对整个地球的表层和大气层进行有关地理数据的空间采集、收集、存储等。近年来，人们逐渐将GIS技术应用于空间数据分析和处理，通过GIS技术将图像和地图进行定位以及视觉话，达到数据共享的目的。其中，GIS局部放电就是利用GIS局部放电检测仪器进行检测和定位，其主要原理是利用氣体绝缘体等组合而成的电器对其进行GIS局部放电。

（1）超声波检测法。超声波检测法释利用超声波的探头检测气体绝缘体等组合而成的电器在工作过程中通过PD产生的超声波和一系列有规律且传输过程和振动频率不同，而达到定位的效果，其主要原理就是利用超声波发出的频率和信号在检测GIS局部放电的过程中，根据反馈回来的仪器的超声波速度的不同、频率快慢、大小等信号来确定传感器的距离，从而通过特定的计算方法求出PD的坐标，实现超声波定位。

（2）超级高频率检测法。超级高频率检测法的缩写为UHF，其英文为Ultra High Frequency，有时候也被称为特高频，顾名思义，超级高频率检测法就是通过发射频率为300-3000Hz，波长为1m-1dm的无线电进行检测和进行局部放电定位，通过电磁波的干扰信号，检测PD信号。但是，由于超级高频率检测法在检测过程中，由于受到现场的噪声干扰较大，因此在进行特高频检测的时候，会受到一定的干扰，使得检测数据存在误差和差异，特别是由于超级高频率的信号与光速几乎相同，所以导致在进行时间差TDOA定位的时候，就会使得仪器在获取信息和频率的时候产生一定的困难，增加了技术人员在采集信息时候的难度。

因此，无论是超声波检测法还是超级高频率检测法在进行精确定位的时候，都会存在一定的局限性和困难，导致定位效果达不到理想状态。

3 定位检测系统的改进

（1）TDOA时间差定位。TDOA时间差定位，顾名思义就是利用时间差进行定位，时间差是指，在进行超声波或者超级高频率定位的时候，利用不同放电位置所处的位置不同，因此信号检测并传输回来的时间、路程不同，从而通过速度、时间、路程三者之间的关系进行定位，但是一般而言，超声波频率的绝对位置难以估算，因此一般来说，显示在仪器上的图形一般为双曲线，因此，技术人员可以选择双曲线的长轴作为信号的发出距离，从而进行局部放电定位。

（2）BP网络。BP网络是一种根据误差进行逆运算的系统前端神经网络，也是目前在GIS局部放电进行声波检测的最常用的的神经网络。BP网络的优点在于不需要事先列出与输入输出有关的数学方程式子，只需要进行反复的自身训练，从而学习特定的规则，然后根据不断测试的数据给定一个近似的期望值进行数据处理，BP网络是一种智能的信息处理系统，也称为BP算法，根据梯度的下降进行计算，从而通过实际输出与输入的数据的误差进行方差计算，得到的结果发现，均为最小值。

针对BP网络中的GIS局部放电的超声波和高频传感器信息融合的电声电联合检测故障定位方法，就是利用超频传感器、超声波传感器进行检测，通过TDOA定位系统进行定位，采用BP网络的计算方法进行数据处理，从而检测设备仪器的故障位置。

4 讨论

由于在一般的超声波和高频率定位法容易受到干扰，导致数据存在误差，因此，为了降低和减少电磁和噪声对检测结果的影响，可以采用BP网络中的GIS局部放电的超声波和高频传感器信息融合的电声电联合检测故障定位的方法以及利用TDOA时间差定位法进行故障检测，这样可以与一般的超声波和高频率定位法进行互补，从而大大提高检测的准确率和成功率。

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