基于改进CFSFDP算法的变频谐振下电缆局部放电脉冲分离方法

变频串联谐振耐压是电力电缆交接试验中最常用的试验方法之一,但其无法检出潜伏性缺陷,而局部放电(partial discharge, PD)测试作为一种检测潜伏缺陷有效手段在变频串联谐振条件下又面临强干扰问题。为此提出了一种变频串联谐振下的电缆局部放电脉冲分离方法。该方法首先基于二阶包络线进行脉冲提取,并采取阈值策略剔除部分干扰;然后对脉冲频域及时域波形特征量进行提取,并利用基于改进的密度峰值快速搜索与聚类算法(clustering by fast search and find of density peaks,CFSFDP)对其进行自适应聚类及离散噪声剔除,从而实现局放脉冲与干扰信号的分离;最后将聚类结果返回至时域单波及局放相位分布(phase resolved partial discharge, PRPD)谱图,进一步判别局放信号簇。实验室测试结果表明,该方法可在变频电源强干扰下实现局放信号的分离与检出,为实现电力电缆谐振耐压与局放同步测试提供了一种可行的解决思路。     

局部放电脉冲波形特征提取及分类技术

根据电力设备周围存在多种干扰以及绝缘存在多局放的工况,提出基于单一缺陷的局部放电在线监测与识别方法,并指出实现此系统的关键技术之一是脉冲群快速分类技术,其由脉冲波形特征提取和聚类分析算法组成。针对108次/s的超宽带局部放电脉冲波形-时间序列,重点研究脉冲波形特征提取及分类技术。在分析等效时频算法和模糊 C均值聚类算法的基础上,对其做了进一步的改进。基于气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)的局部放电试验结果表明：采用改进后的算法可以使计算机准确的完成对局放脉冲的的自动分类,并通过在聚类中引入阀值滤除了各子类脉冲中相似性较低的脉冲。这为研制多局放源的在线监及模式系统提供了试验和理论依据。     

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。     

局部放电脉冲波形特性分析

根据局部放电特性,设计了测量电阻和测试回路。经检验,表明该回路具有灵敏度高、测量准确、对脉冲波形畸变小等优点,可用于测量局部放电脉冲电流波形。采用此装置测量了空气中尖板电极电晕及火花放电、电机模型线棒中气隙放电、线棒端部表面电晕及滑闪放电和油中尖板电极放电的脉冲电流波形,并对各类放电脉冲的主要时间特征进行了归纳。     

高压变压器局部放电脉冲提取的新方法

尝试了小波变换在高压变压器放电脉冲提取中的应用，针对载波干扰等去除问题，提出了二次小波变换与外推修正的提取方法及衡量提取方法有效性的概念，数值模拟实验给出了很好的结果。     

基于电流脉冲等效时频分布的干扰及多源局部放电信号分离技术

实施局部放电在线监测可在故障前及时发现电力设备绝缘缺陷,是确保各类电力设备及整个电力系统安全稳定运行的重要手段.然而,现场各类干扰及多源放电严重影响局部放电检测的准确度,进而影响后期故障类型识别及设备危险度评估.介绍了基于电流脉冲等效时间-等效频率分布的信号分离技术,根据干扰或不同放电类型的脉冲信号不同的等效时频图谱,...     

基于波形非线性映射的多局部放电脉冲群快速分类

简单分析了目前基于脉冲峰值-时间序列的局部放电检测系统在模式识别功能上存在的缺陷.提出利用基于单个脉冲波形的宽带检测技术研制多局放检测与模式识别系统,并给出了研制交流下该系统的数据处理方案.重点对研制该系统需要解决的脉冲群快速分类技术进行了阐述:即通过基于局放脉冲时域波形的非线性映射进行参数提取,形成2D或3D的波形特征参数空间,再使用非监督的模糊聚类分析实现局放脉冲群的快速分类.基于2D特征参数平面的仿真试验和3D特征参数空间的GIS污秽试验数据处理结果均表明该分类技术的可行性和实用性.这为多局放电检测与模式识别系统的研制提供了试验和理论依据.     

基于辅助分类–边界平衡生成式对抗网络的局部放电数据增强与多源放电识别

为解决局部放电(partial discharge,PD)源诊断中放电样本的不平衡问题,并克服传统多源放电诊断方法对脉冲聚类分离效果的依赖,该文提出基于辅助分类–边界平衡生成式对抗网络(boundary equilibrium generative adversarial network with auxiliary ...     

基于模糊聚类分析的XLPE电缆局部放电脉冲分离技术

高频诊断技术是检测高压交联电缆局部放电的重要方法之一。通过分析高频诊断技术的基本原理,可知传统的高频诊断技术存在无法准确区分局部放电的类型且抗噪声能力较弱的缺陷。笔者在此基础上提出基于模糊聚类分析的局部放电脉冲分离技术。同时从理论分析、实验室验证及现场测试几个方面进行讨论,并通过对测试数据的分析验证了该方法的有效性。     

油中局部放电脉冲波形的测量与特性分析

设计了具有较宽频率响应范围的紧凑型测试电路,结合高速数字示波器ＴＤＳ７５４Ｃ对油中的局部放电脉冲波形进行了测量。为了验证测试电路具有足够的频率响应范围,利用高速脉冲发生器产生的陡脉冲对检测阻抗进行了检验。结果表明测量系统可以满足要求,利用该系统对３种缺陷模型进行了测量,结果表明油中局部放电脉冲均有振荡成分存在,特别是对某些类型的局部放电,当放电比较剧烈时,会有放电脉冲群的出现,这种情况要求传统的测     

基于随机奇异值分解的局部放电脉冲提取及去噪技术

针对低信噪比下局部放电信号易漏检与传统奇异值分解算法在进行局放脉冲提取时计算量大的问题,提出一种基于随机奇异值分解的局部放电脉冲提取及去噪方法.该方法能有效提取局放脉冲及去除白噪声,且相较于传统SVD脉冲提取计算所需时间更短,更具工程实用价值.首先,利用滑动短时数据窗截取原始局放信号片段,采用随机奇异值分解法计算最大奇...     

高压方波脉冲下局部放电的相位分布特征

针对局部放电可导致变频电机绝缘过早损坏这一问题,笔者分别在方波脉冲下和工频下,对匝间绝缘电磁线进行了老化试验和局部放电测量,主要对脉冲电压下局部放电的相位分布特征进行分析,并与工频下进行了对比。结果表明:脉冲条件下,随老化时间的增长,放电相位呈展宽趋势且出现明显的离散特征;高相位放电的出现是部分缺陷迅速发展的标志,是绝缘失效的先兆。     

超声波与高频脉冲电流相结合的变压器局部放电在线监测方法

为了实现一种可靠的、有效的变压器局部放电在线监测方法,比较了目前各种监测手段的优劣,采用将超声波与高频脉冲电流相结合的局部放电监测方法,从而避免了单一监测手段的固有缺陷。将该方法投入实际使用,并与离线局部放电试验对比,结果表明该方法具有灵敏度高、抗干扰能力强、安全可靠、能够定位等优点。     

宽带脉冲电流法局部放电检测中的脉冲定量

与传统的脉冲电流法相比,宽带测量方法可以获取更多的局部放电信息,有助于提高测量的灵敏度和抗干扰能力。研究了基于宽带脉冲电流法的局部放电检测中的脉冲定量技术,介绍了脉冲校准器的设计原理,分析了校准脉冲的波形特征和频谱特征,实测了定量的准确性和线性度。同时在局部放电的实际测量中对两种方法进行了对比,证明了两种方法的等效性。     

由UHF信号估算油中尖-板电极局放脉冲波形

从电磁辐射理论出发,建立了局部放电脉冲电流的电磁辐射模型,讨论了变压器油箱外壳对局部放电辐射的影响。在此基础上提出了利用UHF信号估算油中尖-板电极局部放电脉冲电流波形的方法。仿真及模拟实验表明,该法能有效估算油中尖-板电极局部放电脉冲电流波形,可供变压器局放模式识别和绝缘诊断参考。     

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...     

空间电荷对脉冲电压下局部放电影响

研究了空间电荷对双极性脉冲电压下局部放电行为的影响。通过等温松弛法测量了纳米和非纳米聚酰亚胺膜的陷阱能级和密度,表明纳米材料中大量界面区的存在导致其陷阱密度和电导率比非纳米材料大;此外,通过测量不同频率和上升时间下的局部放电参量(平均放电量和放电次数等)表明,频率的增加和上升时间的缩短导致PD放电活动增强,纳米材料的放电活动低于非纳米材料。通过不同材料的陷阱参数测量结果,分析了纳米和非纳米材料在脉冲电压下PD特征的不同,其PD特征受到材料陷阱参数的影响。     

连续方波脉冲下局部放电信号测量与绝缘老化分析

研制了连续脉冲电压下局部放电信号的测量系统,并对连续脉冲电压下绝缘老化特征参量进行研究。通过不同铁心材料传感器的频率响应特性和实际测量PD信号对比,认为NiZn铁心更适合用于脉冲电压下的PD传感器。在此基础上,定义了方波脉冲电压下局部放电信号的相对时间,得到放电谱图。最后,对样本老化时间和统计参量的关系进行了分析,认为偏斜度的变化和老化时间存在一定联系,而匝间绝缘和对地绝缘的不对称度随老化时间的增加表现出不同的特征。     

基于多特征信息融合技术的局部放电模式识别研究

针对单一特征信息分析模式独立辨识不能有效、可靠地判断出局部放电(PD)类型致使识别"误诊"的问题,以及为了最大限度地利用特高频(UHF)传感器所获取的丰富绝缘状态信息,利用放电时间、放电相位分布及UHF能量与放电量相关性等3类特征信息的共性和差异性进行融合互补,提出一种基于多特征信息融合的PD模式识别方法。通过在一套三相分箱式真实GIS(ZF-10-126)试验平台上实测所得的PD试验信息进行分析其结果表明:3类特征信息独立辨识各类缺陷的准确度存在较大差异性和不确定性,但有着各自优势。而采用D-S证据理论进行3类特征信息融合PD模式识别技术,可对3类特征信息独立识别法各自存在的不足进行互补,具有更高更准确的辨识率和可靠性。至此验证了所提方法的有效性与正确性。