[發明專利]基于多源特征值分析的電纜故障在線監測方法

在審

• 申請號: 201811315633.6
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109342882A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 夏向陽;趙威;周正雄;朱鵬;劉炎
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于多源特征值分析的電纜故障在線監測方法。該方法通過測量直接接地箱和交叉互聯接地箱處接地線電流，對故障及正常情況下接地線三相電流進行不平衡度計算，結合交叉互聯接地線電流和負荷電流的比值、護層回路接地線電流比值組成多證據體，利用多類SVM后驗概率估計分配BPA并計算信任度，通過SVM分類訓練獲取各證據體對應的分類正確率，求解置信區間，實現故障診斷。

技術領域

本發明涉及一種基于多源特征值分析的電纜故障在線監測方法，適用于 110KV及以上電壓等級，屬于電力技術領域。

背景技術

交聯聚乙烯(XLPE)電纜具有結構輕便、電氣性能優異、敷設方便等優點，在高壓電網中獲得了廣泛應用。電力電纜運行過程中，會受到外界復雜環境的影響，如電、磁、熱、化學、機械等多重因素的作用，制作過程中也可能存在絕緣氣隙和突起等局部缺陷，將促使電纜絕緣逐漸老化，最終造成局部放電，導致電纜主絕緣擊穿，產生接地故障。電纜外護套絕緣主要可能有下列故障:一是護套破損導致電纜金屬護套出現多點接地，金屬護套產生環流造成損耗發熱，導致絕緣局部過熱并加速絕緣老化，嚴重影響主絕緣壽命；二是護層絕緣損傷導致水分侵入，主絕緣產生水樹老化的概率增加，對電纜壽命產生嚴重影響。三是護層感應電壓過高導致電纜局部擊穿放電，嚴重影響電纜正常運行。

電纜運行時不同參數有著不同的表現形式，各參數反映絕緣老化或故障的靈敏度也有所不同，因此將“多參數綜合評估思想”引入到電纜的狀態評估中，可以充分利用各項絕緣參數來準確、高效地進行電纜的狀態評估。“多參數綜合評估思想”可以看作是多源的數據融合，把分布在不同位置的多個傳感器所提供的局部不完整的信息加以綜合,消除多傳感器信息之間可能存在的冗余和矛盾,降低其不確定性,以形成對其運行狀態相對完整一致的感知描述,從而提高系統決策規劃反應的快速性和正確性,同時按照一定規則進行自動分析綜合,完成目標識別決策和評估任務所進行的數據處理過程。

在多傳感器的信息融合中常用到D-S證據理論、支持向量機、卡爾曼濾波、聚類分析法、人工神經網絡、專家系統等方法。支持向量機的最終決策函數只由少數的支持向量所確定,計算的復雜性與樣本空間的維數無關,避免了“維數災難”，但經典的SVM算法只給出了二類分類的算法，在實際應用中需擴展。D-S證據理論在處理不確定信息方面存在優勢測量，得到廣泛應用。但在實際診斷中，證據體的基本概率分配BPA的合理構造是證據理論應用于電力設備故障診斷領域的難題。

發生在交叉互聯系統的對稱故障將會同時影響鄰近接地箱所測三相電流大小，如接線錯誤、同軸電纜破損、接地箱進水。而不對稱故障使得局部相電流增大，局部相電流減小，該類故障判別較難，需要較多參考值，如接頭環氧預制件擊穿、接頭開路、單相同軸電纜破損。

發明內容

本發明的目的在于克服上述在線監測及故障診斷方法的不足，針對當前高壓電纜故障單一參數監測判斷準確度低，多參數監測存在數據融合分析不足，D-S 證據理論故障診斷方法難以確定基本概率分配(BPA)，單特征支持向量機(SVM) 診斷可信度低，無法提高數據融合利用率和故障診斷準確度的問題，開發一種基于多源特征值分析的電纜故障在線監測系統。該系統通過測量直接接地箱和交叉互聯接地箱處接地線電流，對故障及正常情況下接地線三相電流進行不平衡度計算，結合交叉互聯接地線電流和負荷電流的比值、護層回路接地線電流比值組成多證據體，利用多類SVM后驗概率估計分配BPA并計算信任度，通過SVM分類訓練獲取各證據體對應的分類正確率，求解置信區間，實現故障診斷。

附圖說明

圖1為在線監測系統原始信號提取示意圖。

圖2為故障診斷流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施過程對本發明作進一步描述。

參見圖1，電纜金屬護層環流信號用羅氏線圈從電纜護層交叉互聯接地箱的銅排上提取。