[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

本發明提供了一種考慮絕緣老化的電纜局部放電特征參數提取方法，所述方法包括如下步驟：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，將測試結果特征量作為輸入量輸入網絡，得到識別結果。本發明通過對局部放電老化影響進行分階段考慮，通過對各階段進行特征參量提取，構建BPNN神經網絡，將所獲取的局放數據進行訓練迭代，得到較為準確的識別效果。

技術領域

本發明涉及配電設備局部放電技術領域，尤其是一種考慮絕緣老化的電纜局部放電特征參數提取方法。

背景技術

交聯聚乙烯(Cross-linked polyethylene,XLPE)絕緣電力電纜在輸電領域有著廣泛的應用。由在電纜制造、附件現場敷設安裝過程中殘留的微水、運行過程中外力破壞導致環境中水分逐漸侵入或者長期受潮而引起絕緣老化，并在電纜運行過程中不斷生長和移動，最終發展成為氣隙而致使絕緣層擊穿，導致電纜事故發生。局部放電現象會造成電纜設備的絕緣破壞，但同時也包含了故障處的缺陷類型信息，因此局部放電測量被認為是檢測和識別XLPE電纜絕緣缺陷的有效手段。

發明內容

本發明的目的是提供一種考慮到電力電纜在使用過程中，由于加壓時間的增加，導致電纜絕緣的老化效應逐漸嚴重。不同老化階段的所發生的局部放電必然存在一定的差異的絕緣老化的電纜局部放電特征參數提取方法，以克服現有技術的不足。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種考慮絕緣老化的電纜局部放電特征參數提取方法，所述方法包括如下步驟：

(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分為n個階段。對于每個階段，利用所獲取數據繪制頻域譜圖，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，將測試結果特征量作為輸入量輸入網絡，得到識別結果。

進一步的，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。可包括電纜內半導電層破損、絕緣內部氣隙、絕緣表面劃傷、外半導電層爬電等缺陷類型。

進一步的，所述步驟(2)，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，可以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等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，下同。

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：