一种基于泄漏电流监测的高压电缆故障诊断方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于泄漏电流监测的高压电缆故障诊断方法及系统,其方法包括采集高压电缆的电流感应信息，确定电路总电流和泄漏电流，并基于预设规则判断系统状态是否为过负荷故障；在不是过负荷故障时判断泄漏电流是否在预设范围内，如果是，则确定系统状态为正常，否则，于多分类支持向量机MSVM对泄漏电流进行数据分类处理，确定系统故障为阻性故障和/或容性故障。先通过电流感应信息确定电路总电流和泄漏电流来确定系统是否过负荷，再基于多分类支持向量机MSVM对泄漏电流进行数据分类处理，得到对应的阻性泄漏电流和容性泄漏电流，从而精确确定系统故障为阻性故障和/或容性故障，实现对故障的精准分类，大大提高了高压电缆故障诊断的准确度。障诊断的准确度。障诊断的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于泄漏电流监测的高压电缆故障诊断方法及系统


[0001]本专利技术涉及高压电缆检测
，尤其涉及一种基于泄漏电流监测的高压电缆故障诊断方法及系统。

技术介绍

[0002]电气设备状态监测和故障诊断尚处于研究开发阶段，有少数应用案例和方案，但都没能有效解决问题。例如，一些基于ZigBee或WIFI的监测系统，这些研究没有考虑作为诊断电气健康的状态的关键电气参数，如泄漏电流。一些带电测试(如局部放电等)标准的缺失导致不同测试设备使用不同技术和诊断标准，其结果难以检验。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于泄漏电流监测的高压电缆故障诊断方法及系统。
[0004]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于泄漏电流监测的高压电缆故障诊断方法,包括如下步骤：
[0005]S1：通过多个传感器采集高压电缆的电流感应信息，根据所述电流感应信息确定电路总电流和泄漏电流，并基于预设规则判断系统状态是否为过负荷故障；
[0006]S2：在系统状态不是过负荷故障时，判断所述泄漏电流是否在预设范围内，如果是，则确定系统状态为正常，否则，进入S3；
[0007]S3：基于多分类支持向量机MSVM对所述泄漏电流进行数据分类处理，并计算阻性泄漏电流和容性泄漏电流，根据所述阻性泄漏电流和容性泄漏电流确定系统故障为阻性故障和/或容性故障。
[0008]本专利技术的有益效果是：本专利技术的基于泄漏电流监测的高压电缆故障诊断方法，先通过电流感应信息确定电路总电流和泄漏电流来确定系统是否过负荷，在此基础上基于多分类支持向量机MSVM对所述泄漏电流进行数据分类处理，得到对应的阻性泄漏电流和容性泄漏电流，结合对应预设范围，从而可以精确确定系统故障为阻性故障和/或容性故障，实现对故障的精准分类，大大提高了高压电缆故障诊断的准确度。
[0009]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：
[0010]进一步：所述S1中，所述根据所述电流感知数据确定电路中总电流和泄漏电流具体包括如下步骤：
[0011]对于N条线路，系统的总功率为：
[0012][0013]其中，P
i
和Q
i
表示第i条线路的有功功率和无功功率；
[0014]则流入负载的总电流I
T
(t)为：
[0015]I
T
(t)＝I
z,r
(t)+jI
X,l,c
(t)
[0016]I
X,l,c
(t)＝I
X,l
(t)
‑
I
X,c
(t)
[0017]其中，I
X,l
(t)和I
X,c
(t)分别表示负载感性和容性电流；I
Z,r
(t)＝I
T
(t)cosθ
I
，表示流入电路的阻性电流，I
X,l,c
(t)＝I
T
(t)sinθ
I
，表示流入电路的感性电流，θ
I
表示正常运行情况下的功角；
[0018]泄漏电流为：
[0019]I
L
(t)＝I
rl
(t)+jI
cl
(t)
[0020]其中，I
rl
(t)＝I
L
(t)cosθ
L
，表示阻性泄漏电流，I
cl
(t)＝I
L
(t)sinθ
L
表示容性泄漏电流；而θ
I
表示容性泄漏电流I
cl
(t)和阻性泄漏电流I
rl
(t)之间的相角。
[0021]上述进一步方案的有益效果是：通过流入电路的感性电流和容性电流可以精确计算出电路中的总电流，进而结合容性泄漏电流I
cl
(t)和阻性泄漏电流I
rl
(t)之间的相角准确的计算出容性泄漏电流I
cl
(t)和阻性泄漏电流I
rl
(t)的值，从而便于基于预设规则判断系统状态是否出现过负荷故障。
[0022]进一步：所述S1中，所述基于预设规则判断系统状态是否出现过负荷故障的具体包括如下步骤：
[0023]S11：如果当前传感器没有检测到感应电流，则系统状态为传感器故障，否则，进入S12；
[0024]S12:判断所述电路中总电流是否在预设范围内，如果是，在确定系统状态为正常，否则，确定系统状态为过负荷。
[0025]上述进一步方案的有益效果是：通过当前传感器没有检测到感应电流可以判断传感器是否出现故障，并且在当前传感器检测到感应电流时判断电流中总电流是否在预设范围内，如果超过预设范围，则可以确定系统状态为过负荷，否则，还需要进一步根据泄漏电流来确定系统是否存在其他故障，形成完备的故障诊断逻辑，准确度高。
[0026]进一步：所述S3中，所述基于多分类支持向量机MSVM对所述泄漏电流进行数据分类处理，并计算阻性泄漏电流和容性泄漏电流具体包括如下步骤：
[0027]S31：将所述泄漏电流转化为散点图，并基于所述散点图和预设的训练样本创建超平面；
[0028]S32：基于多分类支持向量机MSVM提取所述泄漏电流的对应的点数据特征,并基于给定的训练样本对所述超平面进行优化,得到最优超平面；其中,所述最佳超平面作为决策边界将所述泄漏电流对应的点分为阻性数据和容性数据；
[0029]S33:根据所述阻性数据和容性数据分别进行求和计算,得到阻性泄漏电流和容性泄漏电流。
[0030]上述进一步方案的有益效果是：通过将所述泄漏电流转化为散点图，并构建超平面，并对泄漏电流对应的点数据特征特区，进而对所述超平面进行优化，这样可以将所述泄漏电流对应的点分为阻性数据和容性数据，从而可以精确计算出阻性泄漏电流和容性泄漏电流，方便后续确定是否发生阻性故障和容性故障。
[0031]进一步：所述S31中，所述将所述泄漏电流转化为散点图，并基于所述散点图和预设的训练样本创建超平面具体包括如下步骤：
[0032]对于给定的训练样本{(x
i
,y
i
)}，其中y
i
∈{1,
‑
1}表示类别标签，创建超平面，表达式为：
[0033]θ
T
x
i
+b＝0
[0034]其中，θ＝[θ1,
…
,θ
n
]表示n维权重向量，x
i
＝[x1,
…
,x
n
]表示n维输入向量，b表示偏置单元，n表示特征的数量。
[0035]上述进一步方案的有益效果是：通过给定的训练样本，创建超平面，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于泄漏电流监测的高压电缆故障诊断方法,其特征在于：包括如下步骤：S1：通过多个传感器采集高压电缆的电流感应信息，根据所述电流感应信息确定电路总电流和泄漏电流，并基于预设规则判断系统状态是否为过负荷故障；S2：在系统状态不是过负荷故障时，判断所述泄漏电流是否在预设范围内，如果是，则确定系统状态为正常，否则，进入S3；S3：基于多分类支持向量机MSVM对所述泄漏电流进行数据分类处理，并计算阻性泄漏电流和容性泄漏电流，根据所述阻性泄漏电流和容性泄漏电流确定系统故障为阻性故障和/或容性故障。2.根据权利要求1所述的基于泄漏电流监测的高压电缆故障诊断方法,其特征在于：所述S1中，所述根据所述电流感知数据确定电路中总电流和泄漏电流具体包括如下步骤：对于N条线路，系统的总功率为：其中，P
i
和Q
i
表示第i条线路的有功功率和无功功率；则流入负载的总电流I
T
(t)为：I
T
(t)＝I
z,r
(t)+jI
X,l,c
(t)I
X,l,c
(t)＝I
X,l
(t)
‑
I
X,c
(t)其中，I
X,l
(t)和I
X,c
(t)分别表示负载感性和容性电流；I
Z,r
(t)＝I
T
(t)cosθ
I
，表示流入电路的阻性电流，I
X,l,c
(t)＝I
T
(t)sinθ
I
，表示流入电路的感性电流，θ
I
表示正常运行情况下的功角；泄漏电流为：I
L
(t)＝I
rl
(t)+jI
cl
(t)其中，I
rl
(t)＝I
L
(t)cosθ
L
，表示阻性泄漏电流，I
cl
(t)＝I
L
(t)sinθ
L
表示容性泄漏电流；而θ
I
表示容性泄漏电流I
cl
(t)和阻性泄漏电流I
rl
(t)之间的相角。3.根据权利要求1所述的基于泄漏电流监测的高压电缆故障诊断方法,其特征在于：所述S1中，所述基于预设规则判断系统状态是否出现过负荷故障的具体包括如下步骤：S11：如果当前传感器没有检测到感应电流，则系统状态为传感器故障，否则，进入S12；S12:判断所述电路中总电流是否在预设范围内，如果是，在确定系统状态为正常，否则，确定系统状态为过负荷。4.根据权利要求1所述的基于泄漏电流监测的高压电缆故障诊断方法,其特征在于：所述S3中，所述基于多分类支持向量机MSVM对所述泄漏电流进行数据分类处理，并计算阻性泄漏电流和容性泄漏电流具体包括如下步骤：S31：将所述泄漏电流转化为散点图，并基于所述散点图和预设的训练样本创建超平面；S32：基于多分类支持向量机MSVM提取所述泄漏电流的对应的点数据特征,并基于给定的训练样本对所述超平面进行优化,得到最优超平面；其中,所述最佳超平面作为决策边界将所述泄漏电流对应的点分为阻性数据和容性数据；S33:根据所述阻性数据和容性数据分别进行求和计算,得到阻性泄漏电流和容性泄漏电流。
5.根据权利要求4所述的基于泄漏电流监测的高压电缆故障诊断方法,其特征在于：所述S31中，所述将所述泄漏电流转化为散点图，并基于所述散点图和预设的训练样本创建超平面具体包括如下步骤：对于给定的训练样本{(x
i
,y
i
)}，其中y
i
∈{1,
‑
1}表示类别标签，创建超平面，表达式为：θ
T
x
i
+b＝0其中，θ...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌，邓明，毛永彬，何志军，严一涛，谢诚，刘昊旸，李汉东，陈龙飞，杨洲，陈曦，高鸣，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司武汉供电公司，
类型：发明
国别省市：