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申请/专利权人：浙江大学;江苏征途技术股份有限公司

摘要：本发明公开了一种基于MCU‑Apriori‑LoRa的空间电磁波UHF局放定向传感方法及系统，方法步骤包括：信息采集：定向采集空间电磁波特高频局放信息；信息转换：利用基于MCU集成芯片的UHF局放信息转换技术对UHF局放定向信号进行处理，将其转换成数字信号；特征提取：利用基于MCU集成芯片的UHF局放特征提取模型对处理后的UHF局放定向信号进行UHF局放定向特征提取；关联分析：构建基于Apriori的UFH局放定向特征异常关联分析模型，获取UHF局放定向特征异常的关联规则；定向传感：利用基于LoRa的UHF局放定向传输技术将异常信息定向传输至数据处理中心。通过本发明的方法和系统能够实时的在线监测设备的绝缘故障，帮助用户在设备发生绝缘故障前消除隐患，实现设备的智能检修。

主权项：1.一种基于MCU-Apriori-LoRa的空间电磁波特高频局放定向传感方法，其特征在于：包括如下操作：定向采集空间电磁波特高频局放信息，包括定向采集电力设备处的局部放电信号和采集UHF局放定向传感器安装处的环境温度、环境湿度，得到UHF局放定向信号；利用基于MCU集成芯片的UHF局放信息转换技术对UHF局放定向信号进行处理，将其转换成数字信号；利用基于MCU集成芯片的UHF局放特征提取模型对处理后的UHF局放定向信号进行UHF局放定向特征提取；构建基于Apriori的UFH局放定向特征异常关联分析模型，通过基于Apriori的UFH局放定向特征异常关联分析模型获得UHF局放定向特征异常的关联规则；根据UHF局放定向特征异常的关联规则对在线采集并处理得到的UHF局放定向特征进行关联匹配，当发现异常信息时，利用基于LoRa的UHF局放定向传输技术将异常信息定向传输至数据处理中心；所述空间电磁波特高频局放信息表达式为： 式中：Xt为t时刻采集的空间电磁波UHF局放定向传感用基础信息，为t时刻采集的UHF局放定向信号，vt为t时刻采集的UHF局放定向信号强度，采集的UHF局放定向信号强度范围为-60～0dBm，θt为t时刻采集的UHF局放定向信号相角，ft为t时刻采集的UHF局放定向信号频率，WDt为t时刻UHF局放传感器安装处的量测温度，PHt为t时刻UHF局放传感器安装处的湿度；利用基于MCU集成芯片的UHF局放信息转换技术对空间电磁波特高频局放信息进行的处理包括：空间电磁波信号模数转换、信号滤波处理和信号放大处理，表达式如下所示： Ft＝FilterDt,300≤fDt≤15003ψt＝AmplifyFt4X1t＝[ψt,vψt,θψt,fψt,WDt,PHt]5式中：Dt为转换后的t时刻UHF数字信号，为t时刻采集的UHF局放定向信号，ADC为模数转换函数，Ft为滤波后的t时刻UHF数字信号，fDt为转换后的UHF数字信号对应的频率，Filter为滤波函数，ψt为t时刻放大后的UHF数字信号，Amplify为信号放大函数，X1t为t时刻经过MCU集成芯片转换后的UHF局放信息，vψt、θψt、fψt分别为转换后的信号对应的信号强度、信号相角、以及信号频率；所述基于MCU集成芯片的UHF局放特征提取模型的表达式为：PVt＝maxψt6Tr＝t2-t17Tf＝t4-t38 FSt＝FFTψt10式中：PVt为t时刻捕获到的UHF局放定向信号的峰值，max表示取函数的最大值，Tr为UHF局放定向信号上升时间，t1为信号达到10％的上升幅度的时刻，t2为信号达到90％的上升幅度的时刻，Tf为UHF局放定向信号下降时间，t3为信号下降到90％幅度的时刻，t4为信号下降到10％幅度的时刻，E为UHF局放定向信号在时间ts,te内的总能量，FSt为UHF局放定向信号的频谱特征，FFT为频谱特征函数；所述基于Apriori的UHF局放特征关联分析模型表达式为：X2t＝[ψt,vψt,θψt,fψt,WDt,PHt,PVt,Tr,Tf,E,FSt]11 Supporti≥δs13CX2t＝{ψ,vψ,vψ,…ψ,vψ,ψ,θψ…ψ,vψ,…,FS}14 Confidencei,ξ≥δc16 式中：X2t为t时刻UHF局放特征待关联信息，Supporti为项集i的支持度函数，Ni为项集i出现的次数，N为总项集数，CX2t为属于向量X2t的特征组合，δs为支持度阈值，Confidencei,ξ为项集i的置信度函数，Supporti∪ξ为项集i与局放异常事件ξ同时出现的次数，δc为项集i的置信度阈值，gn为第n条UHF局放异常关联规则；所述利用基于LoRa的UHF局放定向传输技术传输异常信息包括对异常的UHF局放定向信号进行调制和解调，并对解调后的信号进行滤波处理，具体如下表达式所示： rt＝St+Ωt19dt＝rt·cos2πfψtt+θψt20MHt＝LPFdt21式中：St为t时刻调制后的UHF局放异常信号，X'2t为t时刻检测到的UHF局放异常信号，Mt为调制参数，rt为t时刻接收端接收到的UHF局放异常信号，Ωt为调制信号St的传输过程中受到的噪声，dt为接收端解调后的信号，MHt为滤波处理后得到的最终UHF局放异常信息，LPF为低通滤波器函数。

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