依据声信号的电容器局部放电模式识别
虞苍璧 高胜友 王 猛 李福棋
摘 要:在局部放电试验中，采用局部放电声发射法数字化检侧装里检浏和获得放电声信号。气隙放电声信号的持续时间为微秒级，而其它4种模式信号的持续时间为毫秒级，因此气隙放电比较容易与其它模式区分开。时气陈电以外的放电模式，采用8种特征提取方法，提取局部放电声信号波形特征童，输入BP人工神经网络进行训练和识别。根据识别结果，分析对比了各种方法的识别效果以及一些影响因素。
关键词:电力电容器 局部放电 声发射 模式识别 特征提取
为了探讨影响电力电容器局部放电现象的因素，有必要研究电容器局部放电的模式识别。本文根据电力电容器中可能出现的放电形式，设计了5种放电模型;应用研制的局部放电声信号数字化检测装置，采集了模型放电的声信号;使用8种特征提取方法，提取声信号波形特征量;用人工神经网络为工具，对放电模式进行识别，并对识别结果作了对比分析。
1 局部放电声发射信号
1.1 模型及实验装置
根据对电力电容器中可能产生局部放电的原因，设计了5种放电实验模型:①气隙模型;②油间隙模型;③柱板模型;④悬浮电位模型;⑤套管模型。模型结构如图1所示。实验模型全部浸在纯净变压器油中，超声探头吸附于油容器的钢板外壳。探头将放电的声发射信号转化为微弱的电信号，经前置放大器放大，再经预处理后，通过同轴电缆传送至工控机的采样电路。数据采集的转换位数为12位，一般情况下，采样率为10MHz,采集长度512k个点。整个过程由工控机软件控制，最后将采集到的声信号数据保存在工控机中。实验过程中，在采集局部放电声信号的同时观察局部放电的电信号，以作参考。
1.2 局部放电声信号波形
通过局部放电实验采集到的5种模型的局部放电声信号的典型波形如图2所示。从图中可以看到，气隙模型局部放电的声信号持续时间大约为1us，而其他4种模型放电声信号持续时间的数量级都为ms，所以根据放电声信号的持续时间，就可以很容易地将气隙放电和其他4种放电声信号分开。
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