[發(fā)明專利]基于光譜強(qiáng)度信息的弧光危險評估方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910839703.6
• 申請日: 2019-09-06
• 公開（公告）號: CN110441647A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭兆裕;楊明昆;邱鵬鋒;洪志湖;代維菊;文剛;錢國超;顏冰;馬御棠
• 申請（專利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R31/12
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請公開了一種基于光譜強(qiáng)度信息的弧光危險評估方法及裝置，所述方法包括：采集光信號的光譜信息；判斷光信號是否為弧光信號；若光信號為弧光信號，則提取弧光光譜的特征波段；聯(lián)合多個特征波段的光譜強(qiáng)度信息得到弧光危險程度評估結(jié)果。本申請?zhí)峁┑幕」馕ｋU評估方法主要采用非電監(jiān)測、波形觀測的評估手段，以弧光的光譜強(qiáng)度為監(jiān)測對象，提取光譜特征波段，濾除干擾和噪聲，提高了計算效率和后續(xù)評估準(zhǔn)確度，聯(lián)合多個特征波段的光譜強(qiáng)度信息實現(xiàn)了對弧光危險程度的評估，具有抗干擾能力強(qiáng)、準(zhǔn)確度高等顯著優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電氣設(shè)備接地故障監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光譜強(qiáng)度信息的弧光危險評估方法及裝置。

背景技術(shù)

在電力系統(tǒng)中母線是傳輸電能的主要途徑，然而母線發(fā)生的弧光接地故障嚴(yán)重危害了電氣設(shè)備的安全，實現(xiàn)對電弧的有效監(jiān)測對電力系統(tǒng)的安全可靠運行至關(guān)重要。電弧能在毫秒內(nèi)產(chǎn)生，一旦滿足起弧機(jī)理條件，在低阻抗短路、高阻抗和低電流情況下都能燃弧，此外由于對空氣的電離，電弧及附近電阻都將發(fā)生變化，產(chǎn)生強(qiáng)光、高溫、沖擊力以及有毒氣體等，進(jìn)而造成燃燒甚至爆炸，電弧不但會帶來設(shè)備損害、停電和生產(chǎn)等所形成的直接損失，而且會由于其對操作人員的傷害和變電站設(shè)備的恢復(fù)期的延長帶來更大的間接損失。

在電弧產(chǎn)生過程中會釋放出強(qiáng)烈的弧光，弧光是伴隨電弧變化情況最快的特征物理量，電弧產(chǎn)生和消失的同時弧光也隨之產(chǎn)生和消失，因此基于弧光的電弧光保護(hù)系統(tǒng)具有毫秒級的超高速動作性能。在可見光范圍內(nèi)，環(huán)境中不可避免地具有一定的光干擾，這一點可以通過特征提取的方式濾除噪聲，并提高運算效率。充分利用弧光的光譜信息，根據(jù)圖譜光強(qiáng)可以實現(xiàn)對弧光狀態(tài)的有效評估。

但是，在設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的情況下，光譜特性對弧光監(jiān)測具有重要的指導(dǎo)意義，并且不同條件下產(chǎn)生的弧光具有不同的光譜特性，因此利用弧光的光譜特性對弧光進(jìn)行監(jiān)測的準(zhǔn)確度不夠高。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N基于光譜強(qiáng)度信息的弧光危險評估方法及裝置，以解決目前弧光接地故障的在線監(jiān)測準(zhǔn)確度不夠高的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本申請實施例公開了如下技術(shù)方案：

第一方面，本申請實施例公開了一種基于光譜強(qiáng)度信息的弧光危險評估方法，所述方法包括：

采集光信號的光譜信息；

判斷所述光信號是否為弧光信號；

若所述光信號為弧光信號，則提取弧光光譜的特征波段；

聯(lián)合多個特征波段的光譜強(qiáng)度信息得到弧光危險程度評估結(jié)果。

可選的，判斷所述光信號是否為弧光信號，包括：

將所述光譜信息與標(biāo)準(zhǔn)光譜指紋庫進(jìn)行對比，根據(jù)公式(1)計算所述光譜信息與標(biāo)準(zhǔn)光譜指紋庫內(nèi)光譜的相似性；

根據(jù)所述相似性判斷所述光信號是否為弧光信號。

可選的，提取弧光光譜的特征波段，包括：

根據(jù)公式(2)計算得到光譜第i波段的熵定義，

上式中，n為該波段下光譜強(qiáng)度可能取值的個數(shù)，p_i為光譜帶有n種取值對應(yīng)的概率；

通過式(3)計算多個波段之間的聯(lián)合熵；

根據(jù)所述聯(lián)合熵獲取相關(guān)性大的波段；

計算所述波段的最佳指數(shù)，并根據(jù)所述最佳指數(shù)選取特征波段。

可選的，計算所述波段的最佳指數(shù)，并根據(jù)所述最佳指數(shù)選取特征波段，包括：