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电气设备局部放电超声阵列定位 |  |
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电气设备局部放电超声阵列定位 | |
谢庆，现担任华北电力大学电力工程系电工教研室副主任、党支部书记、硕士研究生导师，新能源与电力系统国家重点实验室、输变电设备及防御河北省重点实验室、电工实验河北省示范中心青年骨干成员。
律方成，男，内蒙古赤峰人，2000年毕业于华北电力大学电力系统及其自动化专业，获工学博士学位。高电压与绝缘技术专业博士生导师，全国模范教师。现任华北电力大学校长助理，高电压与绝缘技术研究所所长，河北省输变电设备安全防御重点实验室主任。兼任中国电力教育协会电气工程教学委员会委员，河北省电机工程学会高电压及电器技术专委会副主任委员。享受“政府特殊津贴”。
主要从事电气设备绝缘机理、电气设备在线监测与故障诊断、电气设备状态检修等学术方向的研究工作。先后参加或主持国家科技支撑计划项目、国家自然科学基金项目、教育部博士点科研基金项目、国家电力公司重点科技项目及企事业单位横向合作项目等20余项。公开发表学术论文130余篇，其中被三大检索收录40余篇。获国家专利授权2项，申请国家专利2项。
主要研究方向：（高电压于绝缘技术二级学科）电气设备在线监测与故障诊断，电气绝缘技术、电力系统过电压及其防护。
前言
第1章概述1
1.1电气设备局部放电定位检测的重要意义1
1.2电气设备局部放电定位的主要方法2
1.2.1电气定位法2
1.2.2光定位法3
1.2.3X射线激励定位法3
1.2.4红外检测法3
1.2.5无线电干扰电压法4
1.2.6化学检测法4
1.2.7超高频定位法4
1.2.8超声波定位法5
1.3阵列信号处理技术7
1.3.1阵列信号处理技术的兴起与发展7
1.3.2阵列信号的数学模型8
1.3.3阵列传感器简介10
1.3.4阵列信号处理算法14
第2章单局放源的超声阵列测向与定位方法16
2.1窄带阵列信号测向原理及基本算法16
2.1.1测向原理16
2.1.2延迟—相加法17
2.1.3Capon最小方差法18
2.1.4MUSIC算法19
2.1.5求根MUSIC算法20
2.1.6ESPRIT算法21
2.1.7基于稀疏分解的DOA估计算法22
2.1.8FastDOA算法24
2.1.9改进FastDOA算法25
2.2基于圆环阵的窄带局放超声阵列信号测向26
2.2.1相位模式激励算法的原理26
2.2.2基于改进FastDOA的圆环局放超声信号测向仿真研究27
2.3宽带局放超声阵列信号聚焦30
2.3.1聚焦的必要性分析30
2.3.2聚焦处理的原理及算法30
2.3.3RSS算法应用于宽带局放超声阵列信号测向研究38
2.3.4CF算法应用于宽带局放超声阵列信号测向研究40
2.4单局放源的超声阵列定位方法42
2.4.1基于双平台测向线交叉原理的局放超声几何定位算法42
2.4.2基于双平台异面直线公垂线中点原理的局放超声几何定位算法45
2.4.3基于多平台全局搜索原理的局放超声几何定位算法46
2.4.4基于测向线最小切球球心原理的局放超声几何定位算法48
2.4.5仿真研究49
第3章多局放源的超声阵列测向定位方法51
3.1局放源的个数辨识方法51
3.1.1必要性分析51
3.1.2信号源个数辨识方法51
3.1.3仿真研究57
3.2多局放源定位方法59
3.2.1定位原理59
3.2.2仿真研究60
第4章局部放电超声阵列信号去噪方法62
4.1局部放电信号去噪的研究现状62
4.1.1单通道局部放电超声信号的去噪方法研究现状62
4.1.2局部放电超声阵列信号的去噪方法研究现状63
4.2局部放电超声波信号的去噪性能评价64
4.2.1基于源信号波形相似性的评价方法64
4.2.2基于阵列流型相位差畸变的评价方法65
4.2.3基于阵列观测信号信噪比的评价方法66
4.3基于独立分量分析的局部放电超声阵列信号去噪方法67
4.3.1独立分量分析的基本理论67
4.3.2基于快速独立分量分析的去噪仿真研究69
4.3.3基于参考独立分量分析的去噪仿真研究76
4.4基于稀疏分解理论的局部放电超声阵列信号去噪方法82
4.4.1稀疏分解理论基本知识82
4.4.2过完备原子库84
4.4.3基于基追踪算法的去噪仿真研究85
4.4.4基于匹配追踪算法的去噪仿真研究90
4.5分析比较95
第5章基于圆环形超声阵列的局放定位实验系统及实验研究97
5.1圆环形超声阵列传感器阵元的设计、研制与性能测试97
5.1.1圆环形局部放电超声阵列传感器阵元的设计与研制97
5.1.2局部放电超声阵列传感器阵元的性能测试102
5.2超声阵列传感器装配体的设计与研制105
5.2.1超声阵列传感器装配体的原理及优点106
5.2.2圆环形超声阵列传感器装配体的设计与研制106
5.3圆环形超声阵列传感器108
5.4实验系统简介108
5.4.1硬件系统108
5.4.2软件系统111
5.5实验研究114
5.5.1单局部放电源超声阵列定位实验114
5.5.2多局部放电源超声阵列定位实验124
5.5.3误差分析131
第6章局部放电超声阵列传感器的优化设计132
6.1简介132
6.1.1局部放电超声阵列传感器优化设计的目的及意义132
6.1.2局部放电超声阵列传感器稀疏设计的可行性分析133
6.2局部放电超声阵列传感器声学性能定量评价方法134
6.2.1多类型阵列传感器指向性函数的推导134
6.2.2三维指向性图的定性分析137
6.2.3局部放电超声阵列传感器声学性能的定量评价139
6.2.4仿真研究143
6.2.5实验验证146
6.3基于声学性能定量评价的局部放电超声阵列传感器稀疏设计154
6.3.1各种阵列传感器在不同稀疏结构下的指向性函数表达式154
6.3.2混沌猴群算法原理简介155
6.3.3局部放电超声阵列传感器的稀疏设计方法步骤157
6.3.4不同阵列结构相同阵元个数下最优稀疏结构的确定157
6.3.5仿真研究159
6.3.6实验验证163
参考文献169
索引181
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