[發明專利]一種考慮絕緣老化的電纜局部放電特征參數提取方法

在審

• 申請號: 202010982192.6
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN111999382A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 王錄亮;王晨東
• 申請（專利權）人: 海南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01N27/92
• 分類號: G01N27/92;G01R31/12;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰

1.一種考慮絕緣老化的電纜局部放電特征參數提取方法，其特征在于，所述提取方法包括如下步驟：

(1)對具備典型電力電纜絕緣缺陷的樣品進行局部放電試驗，以試驗發生擊穿為終止，采集長時間的局部放電序列；

(2)將所采集的局部放電序列按電纜老化程度可分為n個階段。對于每個階段，利用所獲取數據繪制PRPD頻域譜圖，并提取譜圖多種特征量；

(3)利用雙向循環神經網絡構建缺陷識別模型，以不同缺陷的多階段多種類的特征參數作為網絡輸入量訓練網絡。

(4)使用網絡識別功能得到識別結果。

2.根據權利要求1所述的考慮絕緣老化的電纜局部放電特征參數提取方法，其特征在于，所述步驟(1)中，具備典型電力電纜絕緣缺陷是指在電力系統運行過程中，由于電力電纜絕緣的加工、運輸、安裝等操作產生的電纜絕緣缺陷，所述電纜絕緣缺陷包括電纜內半導電層破損、絕緣內部氣隙、絕緣表面劃傷以及外半導電層爬電缺陷類型。

3.根據權利要求1所述的考慮絕緣老化的電纜局部放電特征參數提取方法，其特征在于，其特征在于，所述步驟(2)中由每個階段的局部放電數據均可以繪制得到一組特征圖譜，因此，對于每組局部放電序列可以得到n個特征圖譜，分別對應于局部放電的n個階段，整個局部放電過程并不穩定，呈現出了明顯的階段性變化。在每個階段下，局部放電所表現出的特性則較為一致，以此為依據，將局部放電序列劃分為P1～Pn的n個階段；

選擇偏度Sk，峭度Ku，相關系數CC，峰值Pks統計算子對四類分布關系進行描述。

其中：

1).偏度Sk，用來描述形狀的分布對比于正態分布形狀的偏斜程度。其定義為：

其中：N為窗口總個數；x_i為第i個窗口的位置；△x為窗口寬度，μ為中心距，p_i為第i個窗口的線性系數，σ為標準差；

2).峭度Ku，用來描述形狀的分布對比與正態分布形狀的突起程度，其定義為：

3).相關系數CC，用于描述H(n,q,△t)三維圖譜在q-△t平面上投影的差異，其定義為：

其中：和分別是窗口i中的放電統計量，上標“suc”、“pre”分別代表著關于前次和后次放電；W為q-△t平面上投影內的窗口個數；

4).峰值Pks，用于描述局部放電序列中的最大放電量，其定義為：

Pks＝max[s(q)]

其中：q為序列中某次局部放電的放電量；s(q)表示一組局部放電序列，

對于PRPD頻域譜圖而言，其特征量還包括和譜圖的相位不對稱度Φ、相位密度p；

所述步驟(3)中的神經網絡為雙向循環神經網絡構建缺陷識別模型，；將特征圖譜中的特征參數分別記錄為v₁,v₂,…,v_k，PD序列按照不同老化階段的局部放電特征被劃分為n個階段，因此將這n個部分作為一組完整的數據包來進行故障類型識別。這樣的一組數據包可以記錄為：

V_ij＝{v₁,v₂,...|(F_i,P_j)}

其中F_i為缺陷類型，P_j為老化階段，故i∈{1,2,3,4}，j∈{1,2,3…n}；

對于前向傳播部分的RNN網絡，隱藏層的激活參數由當前外部輸入和前次隱藏層激活參數共同輸入得到，后者包含了之前所有輸入網絡當中留下的“記憶”數據。

4.根據權利要求1所述的考慮絕緣老化的電纜局部放電特征參數提取方法，其特征在于，其特征在于，所述步驟(4)中使用網絡的識別功能，將測試結果特征量作為輸入量輸入識別網絡模型，輸出識別結果。