GIS局部放电脉冲分类特征提取算法

传统的基于局部放电脉冲时频信息构建的局部放电脉冲群分类谱图,多数只能提取表征局部放电脉冲波形特征的低维特征量。当分类算法需要更多的特征量来完成对放电脉冲群的分类工作时,采用上述算法则不能有效地完成对局部放电脉冲群的分类工作。为此提出了采用等效时频熵算法来提取表征局部放电脉冲波形特征的多维特征量,构建放电脉冲群的等效时频熵分类谱图,并与改进的模糊C均值聚类算法相结合实现对不同类型局部放电脉冲群的分类工作。基于气体绝缘组合开关设备(GIS)的实验结果证实了上述方法的有效性和合理性,为研制基于单一人工缺陷模型的局部放电在线监测和识别系统提供了实验和理论依据。     

统计参数用于局部放电模式识别的研究

通过研究局部放电二维谱图的统计特性 ,对局部放电脉冲幅值谱图进行 Weibull分析 ,获得尺度参数 α和形状参数 β,从局部放电脉冲相位谱图中估计出统计算子 Sk、Ku ,用以上统计参数作为人工神经网络的输入 ,实现局部放电的模式识别。对设计的 5种典型人工绝缘缺陷进行了大量模拟实验 ,比较统计参数法与表列数据法的神经网络分类结果证明统计参数构造局部放电特征向量的方法能有效地识别放电模式     

开关柜局部放电检测技术的应用研究

在商用实体开关柜中对典型局部放电源的放电特征进行了分析研究。综合应用暂态对地电压(TEV)和超声波技术对高压开关柜典型缺陷的局部放电进行了检测与分析,对TEV和超声波法检测典型局部放电源有效性进行了综合分析。实验结果表明,不同典型缺陷的放电脉冲相位分布图各有其特征。放电能量不同,同一典型缺陷放电脉冲相位分布图也不尽相同。超声波法检测到信号频谱主要集中在40 kHz附近,放电越剧烈,出现倍频成分。超声波检测法对绝缘空穴放电的有效性差。TEV法检测到的信号的频谱主要集中在3~80 MHz之间,高频分量(150 MHz以上)较少。不同缺陷类型TEV检测信号的频谱存有差异,悬浮电极缺陷的频谱分量丰富。     

波形特征与统计特征相结合的局部放电脉冲分类方法

当不同类型的局部放电脉冲具有相似的波形特征的时候,应用等效时频特征进行脉冲的分类将遇到一定的困难。笔者在保证每个网格中包含有足够的样本数量用于统计分析的原则下,对局部放电脉冲等效时频谱图进行网格状划分与合并。对每个网格内的脉冲,提取该网格内所有脉冲信号的6个统计参数,连同该网格内所有脉冲的平均等效时长和平均等效频率一起共8个参数作为分类的特征量。将每个网格中的所有脉冲视作同一类型的放电,对从各个网格中提取的特征量进行聚类分析,从而得到每个网格的分类结果,达到脉冲分类的目的。该方法将局部放电模式识别中常用的统计特征与放电脉冲的波形特征结合起来,应用该方法对于两类模拟缺陷所产生的局部放电信号进行了分类,其综合分类结果优于直接采用等效时频特征的分类方法,而且两类脉冲分类的准确性比较均衡。研究结果表明,该方法可以在一定程度上提高分类的准确率,实现对不同类型的放电脉冲之间以及放电脉冲与干扰脉冲之间的有效分离。     

局部放电脉冲信号特征向量的提取方法

为检测和识别高压开关柜的绝缘故障,提出一种局部放电特征向量的提取方法。首先,基于二维参数的降维统计方法提出了相位中值、正负半轴放电频次比值等主要统计算子,用以提取放电脉冲信号的幅值、相位等特征向量。然后模拟测试尖端、沿面、悬浮、接触不良等开关柜内部放电故障,并提取局部放电故障的相关信息。最后,分析局部放电图谱、时域图和放电模式识别效果,得出不同统计算子的贡献率。结果表明:该方法能够有效提取局部放电特征向量,降维提取的统计算子能够用于还原实际局部放电故障的相关信息。     

电机定子线棒绝缘表面放电和内部放电特征对比研究

电机定子绕组端部绝缘间隔垫块、主绝缘等固体绝缘由于表面缺陷和内部缺陷将产生局部放电，区分不同类型的局部放电对电机定子检修维护和状态评估具有一定意义。本文利用环氧树脂设计了4种固体绝缘表面缺陷、6种固体绝缘内部缺陷模型放电试验来模拟定子线棒端部固体绝缘的局部放电，采用脉冲电流法测试其局部放电信号，分析了其放电脉冲频谱特征、放电脉冲相位等信息。结果表明：表面缺陷模型局部放电脉冲频谱特征峰的峰值频率约在2～3MHz附近，内部缺陷模型局部放电脉冲频谱特征峰的峰值频率约在10～30MHz之间；固体表面的放电正脉冲幅值较大而负脉冲幅值较小，固体内部放电正负脉冲幅值均较大且放电分布近似；固体表面放电在相角为0°和180°附近没有明显的脉冲；对于固体内部放电，当气隙较小时，在0°和180°附近没有明显的脉冲，当气隙较大时，放电在0°和180°具有明显的脉冲。     

基于相位分解法的局部放电模式识别

介绍了一种对局部放电脉冲进行相位分解而得到的指纹图.和用它对局部放电识别的方法及仪器。     

基于相位谱图的开关柜局部放电模式识别方法

利用图像识别和模式识别理论,针对高压开关柜局放相位谱图特征提出一种基于二维最大准则法的提取和降维方法,并结合支持向量机(SVM)实现对开关柜内部局部放电类型分类识别。仿真计算表明该方法可直接对图片格式的相位谱图进行处理和识别,能避免因不同检测设备数据格式不同而造成的无法跨平台分析的问题;同时,采用二维最大准则法能对相位图谱进行大幅压缩,且在特征值nc=2和nr=7时,基于SVM的识别正确率可基本保持在90%以上。     

用于检测变压器局部放电的荧光光纤传感系统研制

基于局部放电产生光效应的物理现象和荧光光纤具有传感一定波长微光信号的特性,研制出一种检测局部放电信号的荧光光纤传感系统.阐述了荧光光纤检测局部放电光信号的原理,给出了传感器主要参数和系统组件,在实验室搭建的模拟变压器油中局部放电试验研究平台上,与超高频法的检测结果相比较表明,两种方法在检测油中针-板绝缘缺陷产生的局部放电时,得到的放电脉冲都集中在工频正负电压峰值附近,且在反映放电脉冲次数和放电发生相位上具有很好的一致性.超高频法检测局部放电信号大小主要反映脉冲幅值高低,即得到的是φ-u-n三维谱图;光测法检测局部放电信号大小主要反映脉冲能量大小,即得到的是φ-p-n三维谱图.由于荧光光纤传感器可方便埋设于变压器绕组绝缘中,对复杂绝缘结构内部的局部放电进行在线监测具有广泛的应用前景.     

基于放电时差的局部放电模式识别的研究

为寻找一种无需校正、方便信号监测的局部放电模式识别方法,将局部放电脉冲间的时间差分布引入到局放放电的模式识别中,构造了放电相位、时间差与放电次数分布的三维谱图Hn(Δt,)φ,并分析提取了其灰度图象的盒维数与信息维数特征参量,最后以分形维数作为输入,径向基函数神经网络(RBFNN)作为模式分类器对5种人工油纸绝缘缺陷模型进行识别。研究表明,识别率均>90%并具有较强的抗干扰能力。     

气体绝缘组合电器多局部放电源的检测与识别

介绍了基于宽带检测的气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)多局放源检测与识别技术。该技术由脉冲群快速分类和基于最小二乘支持向量机(least square-support vector machine,LS-SVM)的基于相位分布的局部放电谱图(phase resolved partial discharge,PRPD)识别2个主要模块组成。其中脉冲群快速分类模块由基于脉冲波形的时频参数提取和竞争学习网络无监督聚类实现,它将脉冲群分为若干个由相同波形特征脉冲组成的子脉冲群。PRPD放电谱图识别模块对各子脉冲群对应的PRPD谱图进行放电指纹提取,并使用GIS绝缘缺陷特征数据库训练得到的LS-SVM判别函数对各子脉冲群进行识别。仿真和试验结果均验证了该技术的可行性和实用性。     

TEV与HFCT法测量开关柜局部放电的特性对比

探究了暂态对地电压(transient earth voltage,TEV)法对于开关柜局部放电现象的检测性能,并与脉冲电流检测的效果进行了对比.研究了二者对于不同类型局部放电的检出能力;分析了2种方法测量下4种局部放电PRPD(phase resolved partial discharge)图谱的相似性与差异;通过...     

交流局部放电宽带检测与分析仪的研制

笔者系统地介绍了基于Measurement Studio软件平台研制的一种新型交流局部放电宽带检测与分析仪.其主要包括利用NI5112高速示波采集卡和前置信号处理单元实现的采样率为100 MS/s、模拟宽带为10 kHz～40 MHz的局部放电脉冲宽带检测技术,和基于脉冲波形时频特征的脉冲群实用快速分类技术以及基于PR...     

基于TEV法的电缆终端局部放电状态监测装置的研制

研制了一种基于TEV (暂态对地电压)法的电缆终端局部放电（PD）状态监测装置。基于TEV法原理建立了电缆终端PD传播的波阻抗模型;在此基础上研制了一种用于PD检测的新型贴片式传感器,对其设计方法和响应特性进行了分析,并且提出了一种电缆终端远程无线监测方案并试制了一套装置样机,装置采用PRPD（局部放电相位分析）技术完成PD的统计分析与识别。通过现场实测数据表明,该装置的设计原理和检测效果能够满足电缆终端状态监测的需要。     

基于核典型相关分析融合的XLPE电缆局部放电模式识别

提出使用核典型相关分析方法提取XLPE电缆接头局部放电信号PRPD图谱特征信息,并使用K最近邻分类算法实现不同绝缘缺陷模式的高准确率识别。利用YJV-26/35 k V型电缆及其附件设计了4种典型绝缘缺陷,使用脉冲电流检测获取局部放电样本信息,绘制了PRPD图谱并应用于样本数据,研究不同特征向量下的识别效果,在适合维数最终获得较高识别正确率。相对于传统电力设备模式识别方法,不但可以有效反映信号非线性特征,并可以将多种特征进行有效融合,消除冗余特征。     

变压器内单一局放PRPD谱图统计参量的主成分分析

设计了4类由变压器油纸绝缘缺陷引起的"单一局放模式"模型:气隙放电模型、针板放电模型、介质表面金属杂质放电模型、油隙放电模型。通过标准化试验方法得到了不同模型局部放电相位分布模式(phase resolved partial discharge,PRPD模式)的二维谱图,并对谱图进行分析得到25个局部放电统计参量。采用主成分分析对统计参量的有效性进行了分析,得到了25个统计参量对不同类型放电信息表达的新特征参量组,以及对不同放电类型识别的贡献率。     

Partial discharge signal interpretation for generator diagnostics

Several common sources of discharges activity occurring on generators have been replicated in the laboratory under well-controlled conditions. Each source was evaluated individually and recorded with a phase resolved acquisition system and with a spectrum analyzer. The dominant features of each respective phase resolved partial discharge (PRPD) pattern are presented. The frequency content of the discharge signal at the detection coupler was also investigated. The association of each well-defined type of discharge source, with its specific PRPD pattern, constitutes the basis of our database used for the discharge source recognition during generator diagnostics. The comparison of laboratory results with actual field measurements gathered over the last decade is summarized.     

Activity of moving metallic particles in prebreakdown state in GIS

The paper presents experimental results of measurements of prebreakdown activity, caused by free metallic particles in GIS, obtained using a phase resolved partial discharge (PRPD) analysis and acoustical measurements. The numerous parameters characterizing prebreakdown activity of particles were identified and analyzed. These included phase resolved distribution of charge, maximum charge, average charge per period, or per pulse, a balance of charge in positive and negative half-wave of voltage, pulse rate (number of pulses per period) for electrical and acoustic methods. The measurements were conducted in a compartment of real GIS, and Al as well as Cu particles of different shapes were investigated. The pressure varied from 150 to 550 kPa, however most measurements were taken at 450 kPa. A discharge model which takes into account the effect of a free metallic particle in GIS is presented     

基于模糊聚类的XLPE电缆随机脉冲干扰抑制方法研究

为去除XLPE电缆局部放电现场检测中的随机脉冲干扰,采用等效时频法提取脉冲特征,对特征进行自适应模糊聚类,以相位集中度为指标区分局放与随机干扰.对现场数据分析处理的结果表明,该方法能够有效去除信号中的随机脉冲干扰,为评估XLPE电缆的绝缘状态提供了较好的理论和实践依据.     

环氧绝缘内部气隙局部放电超声信号特性分析

建立了1套超声波法测量局部放电的试验系统,模拟了GIS环氧绝缘子内部扁平气隙放电,采用脉冲电流法和超声法对局部放电进行了测量和相互验证,分析了气隙缺陷的尺寸和施加电压变化对局放信号特性的影响。试验结果表明,超声法和脉冲电流法检测的结果均呈现出相似的、典型的PRPD(局放信号相位分布)谱图,并且由于施加电压增加,超声波信号幅值随着放电量的增大而增大,气隙缺陷的尺寸越大,则产生的初始放电量越大。研究结果为通过超声波法测量研究环氧介质内部放电特性提供了试验依据。