[發(fā)明專利]基于局部放電多信息融合的GIS絕緣子缺陷識別方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112014700B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 張曉星;伍云健;胡國雄
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G06K9/62
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 鄭勤振

公開了一種基于局部放電多信息融合的GIS絕緣子缺陷的識別方法，通過檢測GIS絕緣子缺陷下局部放電的特高頻和超聲波等信號，提取多種信息的有效特征，然后融合各信息特征識別缺陷的類型，本發(fā)明綜合了局部放電的多種信息，可靠性和識別率高。

技術領域

本發(fā)明屬于GIS絕緣子缺陷的識別技術，具體來說，涉及基于局部放電多信息融合的GIS絕緣子缺陷識別方法及系統(tǒng)。

背景技術

目前氣體絕緣組合電器(GIS)憑借結構緊湊、占地面積小、絕緣性能優(yōu)良、不受外部環(huán)境的影響、安裝周期短、維修方便等優(yōu)點，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應用，GIS雖然可靠性較高，但是隨著運行年限的增加，其內部故障也時有發(fā)生，其中絕緣子故障就占了較大比重。絕緣子在GIS中起到支撐高壓導體和隔離氣室的作用，是GIS中比較重要的固體絕緣介質，但在GIS的生產、運輸和運行中，常難以避免地在環(huán)氧樹脂絕緣介質內部或表面留下缺陷，如內部氣泡、表面劃痕或金屬顆粒等。這些微小的缺陷一般難以察覺，卻容易導致局部電場的畸變，引發(fā)局部放電。局部放電會加速材料的老化，如果不及時發(fā)現任其發(fā)展，最終可能導致絕緣子閃絡甚至擊穿，使絕緣子喪失絕緣性能。因此，絕緣子也成為GIS絕緣中的一個薄弱部分。

GIS絕緣子不同的缺陷類型對GIS絕緣的危害也不一樣，識別GIS絕緣子缺陷的類型也成為一個重要環(huán)節(jié)。GIS絕緣缺陷的識別主要依靠對局部放電的檢測，通過分析局部放電信息、提取相應的特征，最后通過合適的分類器達到缺陷識別的目的。但是目前的識別方法中主要依賴單一的局部放電信息，而由于局部放電測量環(huán)節(jié)干擾因素較多(如傳感器本身的特性、測量裝置的誤差，測量環(huán)境的干擾等)，獲取的單一局部放電特征和實際的絕緣子缺陷類型關聯性較差，依靠單一局部放電特征的識別方法可靠性和識別率均有欠缺。實際上，絕緣子的局部放電檢測和測量方式多樣，可以獲取多種信息，提取這些信息的關鍵特征進行融合識別，可以盡可能地排除干擾，提高識別的可靠性和準確率。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種基于局部放電多信息融合的GIS絕緣子缺陷識別方法及系統(tǒng)。該方法通過檢測GIS絕緣子缺陷下局部放電的特高頻和超聲波等信號，基于PRPD、TRPD等分析模式提取相應的有效特征，然后融合這些特征進行絕緣子缺陷的識別。這種方法高效快捷，同時提高了識別的可靠性和準確性。

本發(fā)明的至少一個實施例提供一種基于局部放電多信息融合的GIS絕緣子缺陷的識別方法，包括：

根據絕緣子局部放電的特高頻波形信號計算特高頻的時域波形特征，根據絕緣子局部放電的超聲波波形信號計算超聲波的功率譜特征，根據絕緣子局部放電的特高頻信號的幅值和相位構建放電信號的相位圖譜，計算相位圖譜的正負半周放電相位中心正負半周偏斜度S_K^+/-、陡峭度K_u^+/-、正負半周互相關系數C_c和放電量因數Q，及灰度圖像的0階矩、2階中心矩和3階中心矩；

計算所述特高頻的時域波形特征，所述超聲波的功率譜特征，所述相位圖譜的正負半周放電相位中心正負半周偏斜度S_K^+/-、陡峭度K_u^+/-、正負半周互相關系數C_c和放電量因數Q，以及所述相位圖譜的灰度圖像的0階矩、2階中心矩和3階中心矩，所構成的絕緣子缺陷的4種信息特征的信息增益，去除信息增益低于閾值的特征，剩下的作為各信息的有效特征；

基于棧式降噪自編碼將各信息的有效特征壓縮到一維，重新計算壓縮后一維向量的信息增益，以壓縮后的一維特征作為一個坐標，坐標權重取信息增益值，所有信息壓縮后的一維特征共同構建一個新的4維空間；

以構建的4維空間為待分類樣本，基于拉普拉斯中心性的密度聚類算法，將樣本一一聚類，根據樣本中心的缺陷類型確定其他所有樣本的缺陷類型。

本發(fā)明的至少一個實施例提供一種基于局部放電多信息融合的GIS絕緣子缺陷的識別系統(tǒng)，包括：