一种基于GRU音频数据处理的地下电缆接口断裂故障检测方法技术

本发明专利技术适用于电缆故障诊断领域，具体提供了一种基于GRU音频数据处理的地下电缆接口断裂故障检测方法，首先通过声音收集装置获取地下电力电缆的音频数据，然后将音频数据转化为二维梅尔频率倒谱系数图，并采用GRU网络对系数图进行计算，将得到的输出作为CNN的输入进行故障诊断；能够在对电缆故障诊断过程中，获得更准确的故障检测结果，具有很高的应用价值,本发明专利技术能够解决传统的阈值检测法，会产生一定的误判的问题。一定的误判的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于GRU音频数据处理的地下电缆接口断裂故障检测方法


[0001]本专利技术应用于电缆故障诊断领域，涉及一种基于声音的GRU故障检测方法。

技术介绍

[0002]随着城市建设的发展，城市用电规模也随之增加。将电力电缆铺设于地下，既可以减少所占空间，也可以获得更高的安全性和抗干扰性。但由于土壤所含化学成分和水分对地下电力电缆的绝缘部分产生缓慢的腐蚀作用，电缆的接头位置会产生局部放电故障。在长时间的间歇性电弧故障的作用下，电缆将发生不可逆的绝缘损失故障。因此，在放电故障发生的早期就对故障点位置进行确认，对于提高地下供电网络的整体安全性和使用寿命都具有重大意义。
[0003]地下电力电缆的故障检测根据获取信息的途径不同，可分为电力信息式和外置传感器式。电力信息式是根据电网内的供配电数据信息，对相关电信号进行分析，从而检测出故障发生的方式。这种方式一般无法实现精准地定位故障发生位置，还需要人员使用仪器进一步确认。外置传感器地方式虽然增加了电缆铺设的硬件成本，但是能根据外置传感器的实时数据反馈，第一时间检测出故障的发生位置。而基于声音传感器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于GRU音频数据处理的地下电缆接口断裂故障检测方法，其特征在于，所述的故障检测方法包括以下步骤：通过声音收集装置，获取地下电力电缆的音频数据；将获取的音频数据进行格式转换及数据预处理；将处理过的音频数据输入到分类模型中，得到故障检测结果。2.根据权利要求1所述的基于GRU音频数据处理的地下电缆接口断裂故障检测方法，其特征在于，所述将处理过的音频数据输入到分类模型中，得到故障检测结果的步骤包括：将输入端的音频数据转化为二维梅尔频率倒谱系数图；采用GRU网络对系数图进行计算，输出到GRU网络的输出层；将GRU网络的输出层输出内容与二维梅尔频率倒谱系数图进行拼接，输入至CNN网络的输入层，CNN网络的输出即为故障检测的判定结果；储存音频数据相关信息及故障判定判定结果。3.根据权利要求2所述的基于GRU音频数据处理的地下电缆接口断裂故障检测方法，其特征在于，所述将输入端的音频数据转化为二维梅尔频率倒谱系数图的步骤包括：为每一帧提取一组12个MFCC系数；对每一个短时分析帧，通过FFT得到对应的频谱；对帧进行离散傅立叶变换：其中：h(n)是N样本长分析窗口，K是DFT的长度；语音帧的基于周期图的功率谱估计s
i
(n)由下式给出：取复傅立叶变换的绝对值，并对结果求平方；我们通常会执行512点FFT并仅保留前257个系数；将所述频谱通过Mel滤波器组得到Mel频谱，计算梅尔间隔滤波器组：所述滤波器组采用数量为为26个的三角滤波器；并通过周期图功率谱估计计算功率谱；将每个滤波器组与功率谱相乘，然后将系数相加，计算出滤波器组能量；对26个能量中的每一个分别进行对数计算，留下26个对数滤波器组能量；所述对数计算公式：log X[k]＝log H[k]+log E[k]对26个对数滤波器组能量进行离散余弦变换(DCT)，得到26个倒谱系数。4.根据权利要求3所述的基于GRU音频数据处理的地下电缆接口断裂故障检测方法，其特征在于，所述采用GRU网络对系数图进行计算，输出到GRU网络的输出层的步骤中，GRU网络的前向传播公式为：r
t
＝σ(W
r
·
[h
t
‑1,x
t
])z
t
＝σ(W
...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪晓璐，周铭权，陈荣鑫，孟庆铭，郭能俊，唐雷鸣，陶倩敏，张文杰，周杰，
申请(专利权)人：杭州巨骐信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：