[發(fā)明專利]基于自卷積的故障電弧特征提取方法及裝置、電子設備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210401992.3
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114818798A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設計）人: 張培勇;湯俊飛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 杭州君銳知產(chǎn)專利代理事務所(普通合伙) 33443
• 代理人: 方琦

1.一種基于自卷積的故障電弧特征提取方法，其特征在于，包括：

剪切故障電弧波形，獲得第一數(shù)據(jù)，所述第一數(shù)據(jù)中含有故障電弧信息；

對所述第一數(shù)據(jù)進行處理，得到第二數(shù)據(jù)；

將傳感器采集得到并進行預處理的電網(wǎng)信號作為第三數(shù)據(jù)；

使用所述第二數(shù)據(jù)與第三數(shù)據(jù)進行卷積計算得到第四數(shù)據(jù)；

對所述第四數(shù)據(jù)進行特征識別處理，得到第五數(shù)據(jù)，所述第五數(shù)據(jù)中含有用電設備是否發(fā)生故障電弧的信息。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述故障電弧波形選自：

家用電器發(fā)生故障電弧時被傳感器采集的并聯(lián)或串聯(lián)的電信號波形；

家用電器發(fā)生故障電弧時的物理信號波形；

互聯(lián)網(wǎng)上開源的故障電弧信號波形；

其中所述故障電弧信息選自：

故障電弧信號波形突變的區(qū)域；

符合家用電器作為負載的故障電弧信號波形的區(qū)域；

在無故障電弧時信號波形為正常電網(wǎng)的緩變諧波，在無故障電弧時信號波形為家用電器作為負載的正常電網(wǎng)的緩變諧波。

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，剪切故障電弧波形，獲得第一數(shù)據(jù)，包括：

剪切完整的故障電弧波形或剪切完整的故障電弧波形的左半部分或右半部分，獲得第一數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述第一數(shù)據(jù)進行處理，得到第二數(shù)據(jù)，包括：

如果剪切的故障電弧波形是完整的故障電弧波形，則調(diào)整所述第一數(shù)據(jù)的均值，使均值為0，從而得到第二數(shù)據(jù)；

如果剪切的故障電弧波形是完整的故障電弧波形的左半部分或右半部分，則處理包括中心對稱復制和調(diào)整均值，從而得到第二數(shù)據(jù)，其中中心對稱是復制故障電弧波形的左半部分或右半部分作為故障電弧波形的右半部分或左半部分與原故障電弧波形的左半部分或右半部分拼接，構(gòu)造一個完整的故障電弧波形，其中調(diào)整均值使構(gòu)造的一個完整的故障電弧波形均值為0。

5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，將傳感器采集得到并進行預處理的電網(wǎng)信號作為第三數(shù)據(jù)，包括：

通過傳感器采集電網(wǎng)信號，得到模擬電信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將所述模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號；

對所述數(shù)字電信號進行調(diào)整幅值范圍、濾波處理，得到第三數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，使用所述第二數(shù)據(jù)與第三數(shù)據(jù)進行卷積計算得到第四數(shù)據(jù)，包括：

實時的卷積計算：將第二數(shù)據(jù)提前存儲，當?shù)谌龜?shù)據(jù)輸入時，將第二數(shù)據(jù)與第三數(shù)據(jù)進行卷積計算，得到第四數(shù)據(jù)；

非實時的卷積計算：將第二數(shù)據(jù)和第三數(shù)據(jù)提前存儲，將第二數(shù)據(jù)與第三數(shù)據(jù)進行卷積計算，得到第四數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述第四數(shù)據(jù)進行特征識別處理，得到第五數(shù)據(jù)，包括：

對所述第四數(shù)據(jù)的幅值與設定的閾值進行比較，統(tǒng)計第四數(shù)據(jù)超出設定閾值的次數(shù)，若統(tǒng)計的次數(shù)超出限值則輸出的第五數(shù)據(jù)提示檢測到故障電弧；

對第四數(shù)據(jù)的變化范圍與閾值進行比較，統(tǒng)計第四數(shù)據(jù)的變化范圍超出設定閾值的次數(shù)，統(tǒng)計的次數(shù)超出限值則輸出的第五數(shù)據(jù)提示檢測到故障電弧；

對第四數(shù)據(jù)的方差與閾值進行比較，統(tǒng)計第四數(shù)據(jù)的方差超出設定閾值的次數(shù)，統(tǒng)計的次數(shù)超出限值則輸出的第五數(shù)據(jù)提示檢測到故障電弧；

對第四數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的圖形與預設圖形進行比較，計算第四數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的圖形與設定圖形的相似程度，相似程度超出限值則輸出的第五數(shù)據(jù)提示檢測到故障電弧。