本發(fā)明涉及電網(wǎng)安全，具體而言，涉及一種電纜局部放電類型的識(shí)別方法及其裝置、電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保是對(duì)現(xiàn)代電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求。其中，保證電力系統(tǒng)可靠的持續(xù)供電尤為重要，一旦電力系統(tǒng)中發(fā)生大面積的停電事故，經(jīng)濟(jì)發(fā)展乃至社會(huì)公共安全都將受到嚴(yán)重的影響。電力電纜作為一種重要的輸電設(shè)備，被廣泛使用在電網(wǎng)裝配建設(shè)中，由于電力電纜在安裝時(shí)可能存在過度拉伸或者彎曲等方式造成電力電纜的損傷，或者是在運(yùn)輸過程中造成的物理性損傷，例如電力電纜絕緣外皮損傷；亦或是在設(shè)計(jì)和制作工藝過程中會(huì)出現(xiàn)很多問題致使電力電纜絕緣受到或多或少的損壞，這些都會(huì)留下故障隱患。并且電力電纜在長期運(yùn)行期間，由于周圍環(huán)境等相關(guān)因素的影響，會(huì)加速電力電纜絕緣的老化、劣化，導(dǎo)致電纜絕緣缺陷進(jìn)一步惡化。由于上述可能存在的絕緣缺陷的影響，在絕緣材料表面或內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)部分區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度高于平均場(chǎng)強(qiáng)，而部分區(qū)域擊穿強(qiáng)度高于平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)的情況，此時(shí)這些區(qū)域?qū)?huì)最早出現(xiàn)放電，其余區(qū)域仍維持原有絕緣特性，從而產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象。局部放電是造成高壓電氣設(shè)備最終發(fā)生絕緣擊穿的重要原因，也是絕緣劣化的重要表征。

2、相關(guān)技術(shù)中，對(duì)于電力電纜的局部放電信號(hào)的識(shí)別效果并不理想。在實(shí)際檢測(cè)中存在設(shè)備和環(huán)境引起的噪聲干擾，更重要的是對(duì)于局部放電信號(hào)的特征提取和分析不夠準(zhǔn)確，這就導(dǎo)致局部放電的識(shí)別對(duì)實(shí)際工程的指導(dǎo)性大大減弱。局部放電的產(chǎn)生是多因素共同作用的，例如環(huán)境、電壓、形狀、尺寸、絕緣缺陷等，多因素的影響加上不同因素影響程度不同使得局部放電信號(hào)復(fù)雜多變，難以從其本征機(jī)理出發(fā)，識(shí)別放電的類型和特征。目前采用比較多的是統(tǒng)計(jì)分析法和時(shí)頻域分析法，然后兩類方法提取的都是放電的外部顯現(xiàn)特征，如相位、幅值、頻域、時(shí)頻特征。不同類型的放電往往在一些特征上具有相似性，導(dǎo)致采用單一識(shí)別方法難以準(zhǔn)確檢測(cè)放電缺陷類型。

3、針對(duì)上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電纜局部放電類型的識(shí)別方法及其裝置、電子設(shè)備，以至少解決相關(guān)技術(shù)中，采用單一的局放檢測(cè)方法，難以準(zhǔn)確識(shí)別局部放電類型的技術(shù)問題。

2、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種電纜局部放電類型的識(shí)別方法，包括：采集電力電纜局部放電信號(hào)對(duì)應(yīng)的局部放電數(shù)據(jù)集合，其中，所述局部放電數(shù)據(jù)集合中至少包括：放電電壓、放電量和放電相位和放電次數(shù)；對(duì)所述局部放電數(shù)據(jù)集合中的局部放電數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的局部放電數(shù)據(jù)；基于預(yù)處理后的所述局部放電數(shù)據(jù)繪制prpd圖譜、放電脈沖序列圖譜和放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜，其中，所述prpd圖譜為所述局部放電信號(hào)的放電次數(shù)隨放電量與放電相位的分布，所述放電脈沖序列圖譜表示相鄰時(shí)間點(diǎn)的放電電壓之間的關(guān)系分布，所述放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜表示放電次數(shù)隨放電電壓的電壓差的分布，所述電壓差為相鄰兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的放電電壓之間的差值；從所述prpd圖譜、所述放電脈沖序列圖譜和所述放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜中提取出局部放電特征，并基于所述局部放電特征構(gòu)建局部放電特征向量；計(jì)算所述局部放電特征向量與缺陷指紋庫中的缺陷特征向量之間的相似度值，基于所述相似度值識(shí)別所述電力電纜的局部放電類型，其中，所述缺陷指紋庫中存儲(chǔ)有n種類型的局部放電缺陷對(duì)應(yīng)的缺陷特征向量，n為正整數(shù)，所述缺陷指紋庫中的缺陷特征向量至少包括：基于針板電極模擬尖刺放電得到的缺陷特征向量。

3、可選地，基于針板電極模擬尖刺放電得到的缺陷特征向量的步驟包括：構(gòu)造所述針板電極，并采用所述針板電極模擬不同電壓下的局部放電缺陷；獲取不同電壓下針板電極的局部放電信號(hào)的模擬局部放電數(shù)據(jù)；基于所述模擬局部放電數(shù)據(jù)繪制所述prpd圖譜、所述放電脈沖序列圖譜和所述放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜；對(duì)所述prpd圖譜、所述放電脈沖序列圖譜和所述放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜進(jìn)行特征提取，得到所述針板電極在不同電壓下的模擬局部放電缺陷對(duì)應(yīng)的缺陷特征；基于所述缺陷特征構(gòu)建所述缺陷特征向量，得到不同電壓下的模擬局部放電缺陷對(duì)應(yīng)的所述缺陷特征向量，并將不同電壓下的模擬局部放電缺陷對(duì)應(yīng)的所述缺陷特征向量存儲(chǔ)至所述缺陷指紋庫。

4、可選地，基于所述模擬局部放電數(shù)據(jù)繪制所述prpd圖譜、所述放電脈沖序列圖譜和所述放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜的步驟包括：從所述模擬局部放電數(shù)據(jù)中提取先導(dǎo)放電數(shù)據(jù)，其中，所述先導(dǎo)放電數(shù)據(jù)是局部放電過程中的先導(dǎo)放電部分對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，所述先導(dǎo)放電部分表示所述局部放電過程中放電穩(wěn)定程度低于穩(wěn)定程度閾值的部分；基于所述先導(dǎo)放電數(shù)據(jù)繪制所述先導(dǎo)放電部分的先導(dǎo)prpd圖譜、先導(dǎo)放電脈沖序列圖譜和先導(dǎo)放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜；基于所述模擬局部放電數(shù)據(jù)繪制完整放電部分的完整prpd圖譜、完整放電脈沖序列圖譜和完整放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜。

5、可選地，對(duì)所述prpd圖譜、所述放電脈沖序列圖譜和所述放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜進(jìn)行特征提取，得到所述針板電極在不同電壓下的模擬局部放電缺陷對(duì)應(yīng)的缺陷特征的步驟包括：對(duì)先導(dǎo)prpd圖譜進(jìn)行特征提取，獲取先導(dǎo)放電部分的放電關(guān)系特征，其中，所述放電關(guān)系特征至少包括：所述先導(dǎo)放電部分的放電量和放電相位之間的關(guān)系、所述先導(dǎo)放電部分的放電量和放電次數(shù)之間的關(guān)系、所述先導(dǎo)放電部分的放電相位和放電次數(shù)之間的關(guān)系；對(duì)先導(dǎo)放電脈沖序列圖譜進(jìn)行特征提取，獲取所述先導(dǎo)放電部分的局部放電事件分布特征；對(duì)先導(dǎo)放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜進(jìn)行特征提取，獲取所述先導(dǎo)放電部分的電壓差特征峰的數(shù)量、峰值和寬度，得到所述先導(dǎo)放電部分的電壓差特征；基于所述放電關(guān)系特征、所述局部放電事件分布特征和所述電壓差特征得到所述針板電極在不同電壓下的模擬局部放電缺陷對(duì)應(yīng)的缺陷特征。

6、可選地，對(duì)所述prpd圖譜、所述放電脈沖序列圖譜和所述放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜進(jìn)行特征提取，得到所述針板電極在不同電壓下的模擬局部放電缺陷對(duì)應(yīng)的缺陷特征的步驟包括：基于完整放電部分的完整prpd圖譜獲取所述完整放電部分在一個(gè)放電周期內(nèi)的局部放電分布數(shù)據(jù)；基于所述局部放電分布數(shù)據(jù)、完整放電脈沖序列圖譜和完整放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜計(jì)算所述完整放電部分的第一電壓差絕對(duì)值和第二電壓差絕對(duì)值的均值數(shù)據(jù)，其中，所述第一電壓差絕對(duì)值表示所述完整放電部分在一個(gè)放電周期內(nèi)負(fù)半周期第一次局部放電和正半周期局部放電的電壓差的絕對(duì)值，所述第二電壓差絕對(duì)值表示所述完整放電部分在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)負(fù)半周期下降部分連續(xù)兩次局部放電的電壓差的絕對(duì)值；基于所述完整放電部分的均值數(shù)據(jù)和目標(biāo)放電周期內(nèi)正半周期的起始電壓值計(jì)算所述目標(biāo)放電周期內(nèi)負(fù)半周期的起始電壓值和終止電壓值；基于所述完整放電部分在所述目標(biāo)放電周期內(nèi)負(fù)半周期的起始電壓值和終止電壓值得到所述針板電極在不同電壓下的模擬局部放電缺陷對(duì)應(yīng)的缺陷特征。

7、可選地，基于所述相似度值識(shí)別所述電力電纜的局部放電類型的步驟包括：選取與所述局部放電特征向量相似度值最大的缺陷特征向量作為目標(biāo)缺陷特征向量；確定所述目標(biāo)缺陷特征向量對(duì)應(yīng)的局部放電類型，從而得到所述電力電纜的局部放電類型。

8、可選地，n種類型的所述局部放電缺陷是由所述電力電纜的絕緣缺陷引起的，所述絕緣缺陷包括下述至少之一：絕緣存在金屬顆粒、半導(dǎo)體存在氣息、絕緣存在劃痕、電纜偏心率不合格、半導(dǎo)體存在尖端。

9、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種電纜局部放電類型的識(shí)別裝置，包括：采集單元，用于采集電力電纜局部放電信號(hào)對(duì)應(yīng)的局部放電數(shù)據(jù)集合，其中，所述局部放電數(shù)據(jù)集合中至少包括：放電電壓、放電量和放電相位和放電次數(shù)；處理單元，用于對(duì)所述局部放電數(shù)據(jù)集合中的局部放電數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的局部放電數(shù)據(jù)；繪制單元，用于基于預(yù)處理后的所述局部放電數(shù)據(jù)繪制prpd圖譜、放電脈沖序列圖譜和放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜，其中，所述prpd圖譜為所述局部放電信號(hào)的放電次數(shù)隨放電量與放電相位的分布，所述放電脈沖序列圖譜表示相鄰時(shí)間點(diǎn)的放電電壓之間的關(guān)系分布，所述放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜表示放電次數(shù)隨放電電壓的電壓差的分布，所述電壓差為相鄰兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的放電電壓之間的差值；提取單元，用于從所述prpd圖譜、所述放電脈沖序列圖譜和所述放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜中提取出局部放電特征，并基于所述局部放電特征構(gòu)建局部放電特征向量；識(shí)別單元，用于計(jì)算所述局部放電特征向量與缺陷指紋庫中的缺陷特征向量之間的相似度值，基于所述相似度值識(shí)別所述電力電纜的局部放電類型，其中，所述缺陷指紋庫中存儲(chǔ)有n種類型的局部放電缺陷對(duì)應(yīng)的缺陷特征向量，n為正整數(shù)，所述缺陷指紋庫中的缺陷特征向量至少包括：基于針板電極模擬尖刺放電得到的缺陷特征向量。

10、可選地，電纜局部放電類型的識(shí)別裝置還包括：第一構(gòu)造模塊，用于構(gòu)造所述針板電極，并采用所述針板電極模擬不同電壓下的局部放電缺陷；第一獲取模塊，用于獲取不同電壓下針板電極的局部放電信號(hào)的模擬局部放電數(shù)據(jù)；第一繪制模塊，用于基于所述模擬局部放電數(shù)據(jù)繪制所述prpd圖譜、所述放電脈沖序列圖譜和所述放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜；第一提取模塊，用于對(duì)所述prpd圖譜、所述放電脈沖序列圖譜和所述放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜進(jìn)行特征提取，得到所述針板電極在不同電壓下的模擬局部放電缺陷對(duì)應(yīng)的缺陷特征；第一構(gòu)建模塊，用于基于所述缺陷特征構(gòu)建所述缺陷特征向量，得到不同電壓下的模擬局部放電缺陷對(duì)應(yīng)的所述缺陷特征向量，并將不同電壓下的模擬局部放電缺陷對(duì)應(yīng)的所述缺陷特征向量存儲(chǔ)至所述缺陷指紋庫。

11、可選地，所述第一繪制模塊包括：第一提取子模塊，用于從所述模擬局部放電數(shù)據(jù)中提取先導(dǎo)放電數(shù)據(jù)，其中，所述先導(dǎo)放電數(shù)據(jù)是局部放電過程中的先導(dǎo)放電部分對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，所述先導(dǎo)放電部分表示所述局部放電過程中放電穩(wěn)定程度低于穩(wěn)定程度閾值的部分；第一繪制子模塊，用于基于所述先導(dǎo)放電數(shù)據(jù)繪制所述先導(dǎo)放電部分的先導(dǎo)prpd圖譜、先導(dǎo)放電脈沖序列圖譜和先導(dǎo)放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜；第二繪制子模塊，用于基于所述模擬局部放電數(shù)據(jù)繪制完整放電部分的完整prpd圖譜、完整放電脈沖序列圖譜和完整放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜。

12、可選地，所述第一提取模塊包括：第一提取子模塊，用于對(duì)先導(dǎo)prpd圖譜進(jìn)行特征提取，獲取先導(dǎo)放電部分的放電關(guān)系特征，其中，所述放電關(guān)系特征至少包括：所述先導(dǎo)放電部分的放電量和放電相位之間的關(guān)系、所述先導(dǎo)放電部分的放電量和放電次數(shù)之間的關(guān)系、所述先導(dǎo)放電部分的放電相位和放電次數(shù)之間的關(guān)系；第二提取子模塊，用于對(duì)先導(dǎo)放電脈沖序列圖譜進(jìn)行特征提取，獲取所述先導(dǎo)放電部分的局部放電事件分布特征；第三提取子模塊，用于對(duì)先導(dǎo)放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜進(jìn)行特征提取，獲取所述先導(dǎo)放電部分的電壓差特征峰的數(shù)量、峰值和寬度，得到所述先導(dǎo)放電部分的電壓差特征；第一獲取子模塊，用于基于所述放電關(guān)系特征、所述局部放電事件分布特征和所述電壓差特征得到所述針板電極在不同電壓下的模擬局部放電缺陷對(duì)應(yīng)的缺陷特征。

13、可選地，所述第一提取模塊還包括：第二獲取子模塊，用于基于完整放電部分的完整prpd圖譜獲取所述完整放電部分在一個(gè)放電周期內(nèi)的局部放電分布數(shù)據(jù)；第一計(jì)算子模塊，用于基于所述局部放電分布數(shù)據(jù)、完整放電脈沖序列圖譜和完整放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜計(jì)算所述完整放電部分的第一電壓差絕對(duì)值和第二電壓差絕對(duì)值的均值數(shù)據(jù)，其中，所述第一電壓差絕對(duì)值表示所述完整放電部分在一個(gè)放電周期內(nèi)負(fù)半周期第一次局部放電和正半周期局部放電的電壓差的絕對(duì)值，所述第二電壓差絕對(duì)值表示所述完整放電部分在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)負(fù)半周期下降部分連續(xù)兩次局部放電的電壓差的絕對(duì)值；第二計(jì)算子模塊，用于基于所述完整放電部分的均值數(shù)據(jù)和目標(biāo)放電周期內(nèi)正半周期的起始電壓值計(jì)算所述目標(biāo)放電周期內(nèi)負(fù)半周期的起始電壓值和終止電壓值；第三獲取子模塊，用于基于所述完整放電部分在所述目標(biāo)放電周期內(nèi)負(fù)半周期的起始電壓值和終止電壓值得到所述針板電極在不同電壓下的模擬局部放電缺陷對(duì)應(yīng)的缺陷特征。

14、可選地，所述識(shí)別單元包括：第一選取模塊，用于選取與所述局部放電特征向量相似度值最大的缺陷特征向量作為目標(biāo)缺陷特征向量；第一確定模塊，用于確定所述目標(biāo)缺陷特征向量對(duì)應(yīng)的局部放電類型，從而得到所述電力電纜的局部放電類型。

15、可選地，n種類型的所述局部放電缺陷是由所述電力電纜的絕緣缺陷引起的，所述絕緣缺陷包括下述至少之一：絕緣存在金屬顆粒、半導(dǎo)體存在氣息、絕緣存在劃痕、電纜偏心率不合格、半導(dǎo)體存在尖端。

16、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，其中，在所述計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行時(shí)控制所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行上述任意一項(xiàng)電纜局部放電類型的識(shí)別方法。

17、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種電子設(shè)備，包括一個(gè)或多個(gè)處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序，其中，當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)上述任意一項(xiàng)電纜局部放電類型的識(shí)別方法。

18、在本技術(shù)中，通過以下步驟：首先采集電力電纜局部放電信號(hào)對(duì)應(yīng)的局部放電數(shù)據(jù)集合，其中，局部放電數(shù)據(jù)集合中至少包括：放電電壓、放電量和放電相位和放電次數(shù)，并對(duì)局部放電數(shù)據(jù)集合中的局部放電數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的局部放電數(shù)據(jù)，然后基于預(yù)處理后的局部放電數(shù)據(jù)繪制prpd圖譜、放電脈沖序列圖譜和放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜，其中，prpd圖譜為局部放電信號(hào)的放電次數(shù)隨放電量與放電相位的分布，放電脈沖序列圖譜表示相鄰時(shí)間點(diǎn)的放電電壓之間的關(guān)系分布，放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜表示放電次數(shù)隨放電電壓的電壓差的分布，電壓差為相鄰兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的放電電壓之間的差值，并從prpd圖譜、放電脈沖序列圖譜和放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜中提取出局部放電特征，并基于局部放電特征構(gòu)建局部放電特征向量，最后計(jì)算局部放電特征向量與缺陷指紋庫中的缺陷特征向量之間的相似度值，基于相似度值識(shí)別電力電纜的局部放電類型，其中，缺陷指紋庫中存儲(chǔ)有n種類型的局部放電缺陷對(duì)應(yīng)的缺陷特征向量，n為正整數(shù)，缺陷指紋庫中的缺陷特征向量至少包括：基于針板電極模擬尖刺放電得到的缺陷特征向量。

19、在本技術(shù)中，通過prpd圖譜以及放電脈沖序列圖譜和放電特征統(tǒng)計(jì)圖譜等多維度對(duì)電力電纜的局部放電信號(hào)進(jìn)行分析，深度挖掘局部放電信號(hào)的外部顯現(xiàn)特征和內(nèi)部本征特征，從而可以基于多維度的局部放電特征準(zhǔn)確識(shí)別電力電纜的局部放電類型，提升識(shí)別準(zhǔn)確性，從而保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而解決了相關(guān)技術(shù)中，采用單一的局放檢測(cè)方法，難以準(zhǔn)確識(shí)別局部放電類型的技術(shù)問題。