[發明專利]一種電纜接頭局部放電模式識別方法

有效

• 申請號: 201810476928.5
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108957251B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 黃榮輝;李舒適;嚴玉婷;向真;劉順桂;盧旭;陳騰彪;唐峰
• 申請（專利權）人: 深圳供電局有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G06K9/62
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 潘中毅;熊賢卿

1.一種電纜接頭局部放電模式識別方法，包括：

步驟S1，模擬電纜接頭的典型絕緣故障，獲取各種模擬故障下的局部放電信號；

步驟S2，繪制所述局部放電信號的局部放電相位分布模式PRPD圖譜；

步驟S3，根據所述PRPD圖譜計算所述局部放電信號的特征向量；

步驟S4，使用改進的k最近鄰算法對所述局部放電信號的特征向量進行模式識別；

步驟S3具體包括：

步驟S31，將三維PRPD圖譜記作：

n＝H(x,y)

上式中，n為放電次數，x為相位，y為幅值，PRPD圖譜為放電次數關于相位-幅值網格的函數，其數學表示為一個二維矩陣；

步驟S32，不考慮H(x,y)邊界元素，對每個非邊界元素，以其為中心，取3×3大小窗口，以窗口中心點的放電次數為閾值，對該中心點8個鄰域放電次數做二值化處理，即將窗口內其它位置的放電次數值分別與窗口中心的放電次數值進行比較，當大于等于中心放電次數值時，其對應位置賦值為1，否則賦值為0；

步驟S33，對每個非邊界元素鄰域賦值加權求和，作為中心元素的局部二值模式LBP值：

上式中，H_c為所關注的非邊界元素的放電次數值，H_i為所關注元素鄰域的放電次數值；

步驟S34，統計三維PRPD圖譜的LBP特征，即統計每個LBP值的非邊界元素的個數，將統計結果按LBP值大小從小到大排列，形成一個16維的向量V_LBP＝[LBP₀,LBP₁,…,LBP₁₅]，其中LBP_i表示在相位-幅值網格中，LBP值為i的網格的個數，對V_LBP歸一化，形成16維的特征向量。

2.根據權利要求1所述的電纜接頭局部放電模式識別方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括：

設置四種典型絕緣故障，分別為：內部氣隙放電、懸浮電位放電、沿面放電、電暈放電；

使用脈沖電流法檢測系統局部放電，采用寬頻羅氏線圈局放傳感器，工作頻帶為1MHz-30MHz，鉗式的傳感器安裝在電纜終端接頭的接地出線上，使用示波器作為信號采集設備，采樣頻率設置100MS/s，模擬帶寬為1GHz，每條樣本數據采集連續N個工頻周期內的局部放電信號，每種模擬故障下各采集M條局部放電信號；

記錄各種模擬故障下施加電壓的大小。

3.根據權利要求1所述的電纜接頭局部放電模式識別方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述PRPD圖譜為放電次數隨放電量與放電相位的分布，相位范圍為0-360°，幅值范圍歸一化為0-100％。

4.根據權利要求1所述的電纜接頭局部放電模式識別方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括：

步驟S41，根據所述局部放電信號的特征向量計算訓練樣本的初始聚類中心；

步驟S42，對所述訓練樣本進行聚類分析，去除所述訓練樣本中的噪聲數據和邊緣數據；

步驟S43，使用k最近鄰算法對訓練樣本進行模式識別，確定最優的k值；

步驟S44，對實際檢測到的局部放電信號，參照訓練樣本使用k最近鄰算法識別放電類型。

5.根據權利要求4所述的電纜接頭局部放電模式識別方法，其特征在于，所述步驟S41具體包括：

步驟S411，對聚類數據，計算數據對象之間的平均距離，計算公式如下：

上式中，為n個數據任取2個數據的組合數；

步驟S412，計算所有對象的數據密度，保存在集合D中，數據密度計算公式如下：

上式中，d(X_i,X_j)為數據對象X_i與X_j之間的歐氏距離；

步驟S413，找出集合D中密度最大數據對象集合，若集合對象不唯一，則計算集合中對象的鄰域元素距離和，取距離和最小對象作為聚類中心，將聚類中心及其鄰域元素從數據對象中刪除，鄰域定義如下：

步驟S414，重復步驟S411-步驟S413，直到找到所需的k個初始聚類中心。