[發(fā)明專利]基于頻段能量分析與隨機(jī)森林的GIS診斷系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911154602.1
• 申請(qǐng)日: 2019-11-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111521913A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張利;屈斌;王永寧;張少杰;陳榮;李國(guó)豪;何金;韓斌;王坤;王梓越;王建;馬宏忠;臧旭;劉寶穩(wěn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)天津市電力公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/12
• 分類號(hào): G01R31/12;G01H1/12;G06K9/62
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王來(lái)佳

1.一種基于頻段能量分析與隨機(jī)森林的GIS診斷系統(tǒng)，包括GIS殼體和連接法蘭盤(pán)，其特征在于：在GIS殼體外壁上設(shè)置徑向振動(dòng)加速度傳感器，在連接法蘭盤(pán)上設(shè)置軸向振動(dòng)加速度傳感器，徑向振動(dòng)加速度傳感器和軸向振動(dòng)加速度傳感器的輸出端連接控制單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于頻段能量分析與隨機(jī)森林的GIS診斷系統(tǒng)，其特征在于：所述控制單元包括動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試分析儀和計(jì)算機(jī)，徑向振動(dòng)加速度傳感器和軸向振動(dòng)加速度傳感器的輸出端連接動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試分析儀的端口，動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試分析儀連接計(jì)算機(jī)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于頻段能量分析與隨機(jī)森林的GIS診斷系統(tǒng)，其特征在于：所述診斷系統(tǒng)的工作過(guò)程是：首先定時(shí)采集徑向振動(dòng)加速度傳感器和軸向振動(dòng)加速度傳感器的輸出信號(hào)；其次以整數(shù)倍的周期截取所述輸出信號(hào)的時(shí)域數(shù)據(jù)；再次對(duì)截取處理后的信號(hào)進(jìn)行小波去噪；然后對(duì)去噪后的信號(hào)進(jìn)行小波變換的信號(hào)多層次重構(gòu)；然后計(jì)算重構(gòu)信號(hào)的各頻段能量占總能量的比值并得到多個(gè)計(jì)算結(jié)果；然后以所述計(jì)算結(jié)果為特征并將其作為隨機(jī)森林的抽樣對(duì)象來(lái)建立決策樹(shù)；然后決策樹(shù)進(jìn)行投票分類并形成不同的聚類結(jié)果；然后根據(jù)聚類結(jié)果判斷GIS的運(yùn)行狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于頻段能量分析與隨機(jī)森林的GIS診斷系統(tǒng)，其特征在于：所述運(yùn)行狀態(tài)包括GIS正常運(yùn)行、GIS殼體絕緣子松動(dòng)、GIS絕緣子沿面放電和GIS殼體尖端放電。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于頻段能量分析與隨機(jī)森林的GIS診斷系統(tǒng)的方法，其特征在于：包括以下步驟：

⑴根據(jù)GIS的工作狀況，設(shè)定所需的采樣頻率和采樣時(shí)間；

⑵在GIS不同的運(yùn)行狀態(tài)下，采集GIS穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的徑向、軸向的振動(dòng)加速度信號(hào)；

⑶以整數(shù)倍的周期截取所述輸出信號(hào)的時(shí)域數(shù)據(jù)；

⑷對(duì)截取處理后的信號(hào)進(jìn)行小波去噪；

⑸對(duì)去噪后的信號(hào)進(jìn)行小波變換的信號(hào)多層次重構(gòu)；

⑹計(jì)算重構(gòu)信號(hào)的各頻段能量占總能量的比值并得到多個(gè)計(jì)算結(jié)果；

頻段劃分為：4000～8000Hz頻段能量占比定義為特征一，2000～4000Hz頻段能量占比定義為特征二，1000～2000Hz頻段能量占比定義為特征三，500～1000Hz頻段能量占比定義為特征四，250～500Hz頻段能量占比定義為特征五，125～250Hz頻段能量占比定義為特征六，62.5～125Hz頻段能量占比定義為特征七，0～62.5Hz頻段能量占比定義為特征八；

⑺將不同工況下GIS振動(dòng)信號(hào)的八個(gè)特征作為隨機(jī)森林的抽樣對(duì)象建立決策樹(shù)；

⑻決策樹(shù)進(jìn)行投票分類，當(dāng)樣本屬于同一類無(wú)剩余屬性，則轉(zhuǎn)入步驟⑼，否則轉(zhuǎn)入步驟⑺；

⑼決策樹(shù)投票得出聚類的結(jié)果，判斷GIS運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行結(jié)果輸出。