[发明专利]一种电缆接头典型缺陷局放表征特征挖掘及模式识别方法

说明书

本发明提出一种电缆接头典型缺陷局放表征特征挖掘及模式识别方法，包括以下步骤：通过实验获得电缆接头4种典型缺陷下的PD数据，对数据进行预处理；基于时间窗的动态调整在不同的时间尺度上进行PD特征构建，拟构建出PD的微秒级脉冲特征、分钟级特征和小时级特征；基于多时间尺度特征，进行特征变换以获得更多特征，对所有特征进行随机森林特征选择，筛选出能够有效表征PD新特征和模式识别最优输入特征；将获得的模式识别最优特征作为输入特征集，进行基于深度学习的模式识别训练和测试；得到多样性识别结果开展集成学习，形成最终的基于集成学习的PD识别模型，输出电缆接头典型缺陷PD识别结果。本发明能够有效提升电缆PD识别精度。

技术领域

本发明涉及一种电缆接头典型缺陷局放表征特征挖掘及模式识别方法，属于局部放电识别技术领域。

背景技术

电缆接头的故障在电缆所有故障中占比超过80％，一方面是因为电缆接头结构比电缆本体更为复杂，另一方面是因为接头施工过程中，容易在电缆接头中留下典型缺陷。电缆接头在现场安装时对环境和操作水平要求高，在未严格按照施工工艺要求的情况下，容易在接头处尤其是接头复合绝缘界面处留下缺陷，如气隙、刀痕、金属杂质、半导电杂质等。这些典型缺陷在电场作用下更容易产生局部放电，并随运行时间发展、加剧，最终造成绝缘击穿。

电缆接头(含中间和终端接头)是电缆系统的最薄弱环节，更易发生故障，因此提升供电系统的安全性和可靠性十分重要，而PD检测正是提升电缆供电可靠性的有力手段。PD检测与诊断在电缆的型式试验、出厂检验、停电检修、带电检测、在线监测等领域得到了广泛的应用。然而现有技术的电缆局部放电模式识别准确率较低，因此提出有效的电缆接头典型缺陷局放组合识别方法能够有助于提高局部放电的识别精度，确保电力系统的稳定运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种电缆接头典型缺陷局放表征特征挖掘及模式识别方法，以克服上述现有技术所述的电缆局部放电模式识别准确率较低的缺陷，提升局部放电模式识别的精度。本发明的局放为局部放电简称，缩写为PD。

本发明的目的由以下技术措施实现：

一种电缆接头典型缺陷局放表征特征挖掘及模式识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过实验获得电缆接头4种典型缺陷下的PD数据，对数据进行预处理；

步骤2，基于时间窗的动态调整在不同的时间尺度上对PD数据进行PD特征构建，拟构建出的微秒级PD脉冲特征、分钟级PD特征和小时级PD趋势特征；

所述的时间窗动态调整在不同的时间尺度上进行PD特征构建方法，在不同的时间尺度上统计特征参数和变化规律，有望发现新的PD有效表征特征，其具体流程如下：

通过PD统计结果反馈与温度和谐波物理参数变化周期相结合的方法，调整分钟级和小时级时间窗口，构建PD特征；把PD统计结果作为反馈条件，对每种典型缺陷的PD测试时间序列结果，通过统计计算若干次PD放电时间间隔的平均值，再乘以一个倍数，作为本阶段分钟级或小时级的PD统计时间窗口；同时该时间窗口还考虑与PD相关的温度和谐波物理参数的变化周期，时间窗口的调整过程中应考虑尽量不截断温度和谐波物理参数的变化周期；候选特征的构建，尤其是新特征的构建，对PD特征优选结果有很大的影响。下面从微秒级、分钟级、小时级三个时间尺度，对可构建的新特征展开论述。

(1)微秒级PD脉冲特征