[發明專利]一種±1100kV復合絕緣子缺陷診斷方法

在審

• 申請號: 202011057919.6
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112132226A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 金銘;王建;舒勝文;陳誠;羅文華;劉威;趙蓂冠;張小軍;李孟;付豪
• 申請（專利權）人: 國網新疆電力有限公司電力科學研究院;福州大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

1.一種±1100kV復合絕緣子缺陷診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：分別采用包括紅外熱像法、紫外成像法、電場電位分布法、超聲波法和電磁波譜法的多種檢測方法對正常狀態和不同類型缺陷的±1100kV復合絕緣子進行帶電檢測，獲得原始數據，建立樣本庫；

步驟2：通過計算提取這些原始數據的統計學特征，并利用Fisher準則對不同檢測方法提取的特征進行篩選，選出最能區分絕緣子狀態的特征；

步驟3：采用核主元分析KPCA進行特征融合降維，將降維后的特征量作為輸入，將復合絕緣子缺陷類別作為輸出，利用支持向量機SVM建立±1100kV復合絕緣子缺陷診斷模型；

步驟4：利用缺陷診斷模型對運行中的±1100kV復合絕緣子缺陷進行檢測和診斷，并進行診斷準確率分析，以指導±1100kV復合絕緣子的狀態檢修和運維。

2.根據權利要求1所述的一種±1100kV復合絕緣子缺陷診斷方法，其特征在于，所述步驟1中，缺陷類型包括：內部懸浮缺陷、內部導通缺陷、內部懸浮半導電性缺陷、內部導通半導電性缺陷、水汽進入和傘裙表面漏電起痕。

3.根據權利要求1所述的一種±1100kV復合絕緣子缺陷診斷方法，其特征在于，所述步驟2中，原始數據的統計學特征包括：平均值、幾何平均值、中位數、1/4分位數、3/4分位數、調和平均數、極差、方差、總體標準差、樣本標準差、偏斜度、峰度、變異系數、能量和熵。

4.根據權利要求1所述的一種±1100kV復合絕緣子缺陷診斷方法，其特征在于，所述步驟2中，利用Fisher準則對不同檢測方法提取的特征進行篩選的具體方法為：

設一共存在n個樣本分別屬于C個類：ω₁、ω₂、ω₃……ω_C，每個類別i分別有n_i個樣本，所述類別包括±1100kV復合絕緣子的正常狀態和不同缺陷類型；定義S_ω^(k)和S_B^(k)分別表示第k維特征的類內方差和類間方差：

其中，x^(k)、m_i^(k)、m^(k)分別表示樣本x、第i類樣本的均值、所有樣本的均值在第k維上的取值，n表示所有樣本的總數；計算出每一維特征對應的類間方差和類內方差的比值J_F^(k)：

篩選出J_F^(k)值大于設定值的特征量，即得到篩選結果。

5.根據權利要求1所述的一種±1100kV復合絕緣子缺陷診斷方法，其特征在于，所述步驟3中，采用核主元分析KPCA進行特征融合降維，包括以下步驟：

1)導入數據，并對數據進行標準化處理；

2)計算核矩陣K，設定函數為高斯徑向基核函數，公式為：

式中，參數σ為高斯核函數的核寬度；

3)中心化核矩陣K，用于修改核矩陣：

K_C＝K-I_NK-KI_N+I_NKI_N (5)

其中，I_N為N×N單元矩陣，I_N＝(1/N)_N×N；

4)計算矩陣K_C的特征值及對應的特征向量，將特征值進行降序排列，對應的特征向量也進行相應的重新排序；

5)采用施密特正交法將特征向量進行正交化和單位化，得到n個特征向量a₁，a₂，…，a_n；

6)計算特征值的累計貢獻率，然后設定一個貢獻率最低值，當累加計算到第i個特征值時，貢獻率滿足要求，則得到主元個數為i；

7)取前i個特征向量a₁，a₂，…，a_i為非線性主元特征向量，并作為后續分類器的輸入數據維度。