[发明专利]一种基于高压电缆的局部放电实时监测系统

说明书

本发明涉及放电实时监测技术领域，具体涉及一种基于高压电缆的局部放电实时监测系统。该系统包括数据采集模块用于采集高压电缆的电缆信号；对电缆信号进行分解，得到至少两个分量；分量放大模块用于对分量放大；对放大后的分量分类，得到两个类别；分量缩小模块用于区分出高频和低频分量类别，对分量类别进行筛选；对每个分量缩小；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局部放电标签，当局部放电标签为一时，发生局部放电。本发明实现对电缆信号的重构，完成了噪声信号的筛除，并对局部放电处的实时监测定位。

技术领域

本发明涉及放电实时监测技术领域，具体涉及一种基于高压电缆的局部放电实时监测系统。

背景技术

高压电缆是由导体、绝缘、内护层、填充物等部分组成，高压电缆主要用于高电压下特殊类别的电力工程传输，因此无论是工程施工还是日常使用对高压电缆具有很高的安全性。高压电缆的局部放电包括电缆本体局部放电、电缆终端局部放电、中间接头处局部放电，不同局部放电现象的原因各不相同，常见的原因有：外绝缘破损，绝缘体中的微孔，绝缘体和工件接口处的气泡或杂质等。高压电缆关系发生局部放电导致电缆故障时，会给电力相关部门带来严重的经济损失，严重的会危及周围环境。因此及时检测到高压电缆中的局部放电现象，对减少电缆故障的发生，保证电力系统安全稳定运行具有重要意义。局部放电的实时监测是指通过对传感器采集到的高压电缆信号进行检测，目的是要保证在使用过程中高压电缆的安全性，除了对高压电缆及其配电设备要满足防护措施之外，提高传感器采集的高压电缆信号的精确程度，实现对高压电缆局部放电的实时监测也是高压电缆安全防护措施中的关键环节。

目前，常见的对高压电缆进行局部放电监测的方法为获取高压电缆上电压波形信号原始信号，利用小波阈值对原始信号进行去噪，电流信号经小波分解后小波系数较大，噪声信号的小波系数较小，将大于阈值的小波系数认为是电流信号产生的，小于阈值的小波系数认为是噪声产生的，置为零，以实现去噪的目的，对去噪后的原始信号进行进一步的局部放电监测。该方法仅考虑了电流信号为高频时对应的小波系数较大，直接通过阈值将电流信号和噪声信号区分开，没有考虑当电流信号为低频时对应的小波系数较小，如何将低频的电流信号和噪声信号区分开的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于高压电缆的局部放电实时监测系统，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。

优选的，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：