[发明专利]一种基于高压电缆的局部放电实时监测系统

权利要求书

1.一种基于高压电缆的局部放电实时监测系统，其特征在于，该系统包括以下模块：

数据采集模块，用于采集高压电缆的电缆信号；对电缆信号进行至少两次分解，得到至少两个分量；

分量放大模块，用于根据采集电缆信号的频率、分量中的频率计算每个分量的放大因子，根据放大因子对分量进行放大；根据不同分量在同一时刻的瞬时频率和瞬时幅值，计算放大后的两个分量的信号特征相似度；基于两个分量对应的信号特征相似度得到聚类度量距离；基于聚类度量距离对分量进行分类，得到两个类别；

分量缩小模块，用于分别根据类别中分量的放大因子计算每个类别的分布关系；比较分布关系的大小从两个类别中区分出高频分量类别和低频分量类别；分别根据高频分量类别和低频分量类别内分量的放大因子，获取高频判断阈值和低频判断阈值，基于高频判断阈值和低频判断阈值对高频分量类别和低频分量类别进行筛选；根据电缆信号的频率、高频分量类别和低频分量类别内分量的频率对每个分量进行缩小；

判断模块，用于基于缩小后的分量重构电缆信号，将重构后电缆信号的特征图输入训练好的神经网络得到放电图像和对应的局部放电标签，当局部放电标签为一时，发生局部放电；

其中，所述对电缆信号进行至少两次分解，得到至少两个分量，包括：

利用小波包变换对所述电缆信号进行分解，得到两个第一分量，所述第一分量包括第一高频分量和第一低频分量；对所述第一高频分量进行分解，得到两个第二分量，所述第二分量包括第二高频分量和第二低频分量；对所述第一低频分量进行分解，得到两个第三分量，所述第三分量包括第三高频分量和第三低频分量；分别对第二高频分量、第二低频分量、第三高频分量和第三低频分量进行分解，得到两个第四分量、两个第五分量、两个第六分量和两个第七分量，每次分解均得到两个分量；

其中，所述根据采集电缆信号的频率、分量中的频率计算每个分量的放大因子，包括：所述高频分量的放大因子的计算公式为：

其中，为第i个高频分量的放大因子；为自然常数；为第i个高频分量中的频率最大值；为第i个高频分量中的频率均值；为电缆信号中频率最大值；为电缆信号中频率均值；

所述低频分量的放大因子的计算公式为：

其中，为第j个低频分量的放大因子；为第j个低频分量中的频率最小值；为第j个低频分量中的频率均值；为电缆信号中频率最小值；

其中，所述分别根据高频分量类别和低频分量类别内分量的放大因子，获取高频判断阈值和低频判断阈值，包括：

使高频分量类别内放大因子大于高频分量的最小放大因子的分量作为可参考高频分量；

所述可参考高频分量的放大因子的均值作为高频分量类别对应的高频判断阈值；

所述高频分量类别内分量对应的最小放大因子和所述低频分量对应的最小放大因子的均值作为低频分量类别对应的低频判断阈值。

2.根据权利要求1所述的一种基于高压电缆的局部放电实时监测系统，其特征在于，所述根据放大因子对分量进行放大，包括：

所述放大因子和所述分量相乘得到放大后的分量。

3.根据权利要求1所述的一种基于高压电缆的局部放电实时监测系统，其特征在于，所述根据不同分量在同一时刻的瞬时频率和瞬时幅值，计算放大后的两个分量的信号特征相似度，包括：

所述信号特征相似度的计算公式为：

其中，为所述信号特征相似度；为频率权重；为幅值权重；为频率分布相似性；为幅值分布相似性；

所述频率分布相似性的计算公式为：

其中，为频率分布相似性；为放大后的任意分量a在t时刻的瞬时频率；为除分量a外其他放大后的任意分量b在t时刻的瞬时频率；为分量的长度；

幅值分布相似性的计算公式为：

其中，为幅值分布相似性；为放大后的任意分量a在t时刻的瞬时幅值；为除分量a外其他放大后的任意分量b在t时刻的瞬时幅值。

4.根据权利要求1所述的一种基于高压电缆的局部放电实时监测系统，其特征在于，所述基于两个分量对应的信号特征相似度得到聚类度量距离，包括：

一减所述信号特征相似度得到聚类度量距离。