輸電線路絕緣子泄漏電流去噪和特征提取的研究

孟憲琍

（國網嘉興供電公司，314000）

輸電線路絕緣子泄漏電流去噪和特征提取的研究

孟憲琍

（國網嘉興供電公司，314000）

在本文就輸電線路絕緣子泄漏電流去噪和特征提取的研究中，筆者對以往通過泄漏電流在線監(jiān)測輸電線路絕緣子狀態(tài)方法存在的不足進行了彌補，并提出了一種更為完善的識別泄漏電流分類的模式，希望能夠以此推動我國電力事業(yè)的相關發(fā)展。

輸電線路；絕緣子；泄漏電流；去噪

0 前言

在我國經濟與社會快速發(fā)展的今天，我國電力事業(yè)也在近些年取得了較為長足的進步，而這種進步也使得我國的電力系統(tǒng)對輸電線路可靠性的要求不斷提高。在我國當下電力系統(tǒng)的架空輸電線路中，其本身使用的大量絕緣子很容易引發(fā)系統(tǒng)故障甚至惡性事故的發(fā)生，而為了避免這類事故出現(xiàn)，我們就必須通過有效的途徑對輸電線路絕緣子的工作狀態(tài)進行了解，本文所進行的輸電線路絕緣子泄漏電流去噪和特征提取研究，正是為了實現(xiàn)這一目的而展開的。

1 采用小波變換實現(xiàn)絕緣子泄漏電流的去噪

所謂小波變換，指的是采用小波函數(shù)系逼近信號，從而實現(xiàn)信號的局部分析和多頻帶分析。由于小波變化本身具備著線性特性，而有用信號和噪聲經過小波變換后，就會在各個小波系數(shù)上體現(xiàn)出不同的分布特征，結合這種不同的分布特征，我們就可以應用小波變化實現(xiàn)絕緣子泄漏電流的去噪。在具體應用小波變換進行的絕緣子泄漏電流去噪工作中，含噪信號預處理、小波分解、對小波系數(shù)去噪、重構去噪信號是這一去噪工作的基本流程。在筆者的調查中發(fā)現(xiàn)，采用小波變換實現(xiàn)電流去噪在我國當下很多領域都有著廣泛應用，由此我們也能夠看出這一方式具備的較強的實用性，而小波變換本身具備的低熵性、多分辨率特性、去相關性，是小波變換能夠較好實現(xiàn)電流去噪的原因所在。

在具體應用小波變換進行的絕緣子泄漏電流去噪中，存在著模極大值去噪法、屏蔽去噪法、小波閾值去噪法、平移不變量法等四種具體的去噪方法，這四種方法各具備不同的優(yōu)缺點，這里筆者推薦應用小波閾值去噪法，這種方法具備著去噪效果好、計算簡單、有效保留特征尖峰點等優(yōu)點，該方法主要通過在各小波系數(shù)上尋找合適的閾值 ，通過該閾值對小波系數(shù)進行量化（截斷），從而實現(xiàn)絕緣子泄漏電流的去噪。

2 基于熵的絕緣子泄漏電流特征提取

在我國當下存在著多種輸電線路絕緣子泄漏電流特征提取方法，但絕大多數(shù)方法存在著或多或少的缺陷，這就使得我國學者一直沒有停下這一領域的研究。本文提出的基于熵的絕緣子泄漏電流特征提取方法，是通過更多特征量實現(xiàn)絕緣子泄漏電流特征提取的方法形式。所謂熵指的是一個表達系統(tǒng)混亂程度的量，這一概念最早提出于物理學領域，熵的值與系統(tǒng)混亂程度成正比。而在應用熵進行絕緣子泄漏電流特征的提取中，這一提取的出現(xiàn)主要是由于不同階段的泄漏電流采樣值在不同范圍內的分布點數(shù)不同。而通過上文中提到的小波變換實現(xiàn)絕緣子泄漏電流去噪后，我們能夠發(fā)現(xiàn)隨著泄漏電流幅值的增大，其點數(shù)分布越來越分散，由此我們就能夠發(fā)現(xiàn)絕緣子泄漏電流分布密度的取值能夠反映泄漏電流所處的階段以及波形的起伏狀態(tài)。此外通過這一研究，筆者還能夠斷定泄漏電流中頻率成分分布越均勻，熵值越大，這樣我們就能夠將熵值作為輸電線路絕緣子泄漏電流的特征。而為了驗證這一輸電線路絕緣子泄漏電流新特征所具備的特性，筆者先后通過泄漏電流的波形、熵的驗證進行了這一新輸電線路絕緣子泄漏電流特征的研究，而結合這一研究筆者發(fā)現(xiàn)這一輸電線路絕緣子泄漏電流新特征具備著信息更豐富、適應性更強的優(yōu)勢，這就說明了其本身能夠較好的應用于絕緣子泄漏電流特征提取工作中，介于篇幅原因，關于熵驗證的具體內容本文不予詳述。

3 基于m-RVM的泄漏電流分類

所謂基于基于m-RVM的泄漏電流分類，指的是多分類相關向量機基于貝葉斯統(tǒng)計學習的泄漏電流分類方法，這一分類具備著計算復雜度低、便于分析不確定性問題兩方面的優(yōu)勢。

在具體應用于m-RVM的泄漏電流分類中，我們需要結合上文論述首先對輸電線路絕緣子泄漏電流進行降噪，并通過計算將時域熵和頻域熵作為m-RVM的輸入特征。在確定這一模型的輸入向量后，我們還需要確定模型的輸出量，這里筆者將實驗階段采集到的不同階段的典型泄漏電流波形分為沒有明顯的放電現(xiàn)象、粉紅色的局部電弧放電、更加明顯的粉紅色局部電弧放電、更加激烈的明亮放電、絕緣子的明亮放電區(qū)域迅速擴大等五個泄漏電流階段，結合這一泄漏電流階段劃分，我們在應用m-RVM識別泄漏電流波形時，就可以采用直接輸出各階段概率觀測值的方法。在完成這一步驟的工作后，我們還需要將低維空間的線性不可分的模式采用核函數(shù)映射到髙維空間線性可分的模式，這樣就能夠完成對輸電線路絕緣子泄漏電流樣本的分類。

4 結論

在本文就輸電線路絕緣子泄漏電流去噪和特征提取展開的研究中，筆者詳細論述了采用小波變換實現(xiàn)的絕緣子泄漏電流去噪、基于熵的絕緣子泄漏電流特征提取、基于m-RVM的泄漏電流分類，而為了驗證這些內容具備的可行性，筆者分別對上述三者進行了驗證，雖然介于篇幅原因這一驗證無法在本文中詳述，但取得的驗證結果卻無疑證實了這幾種方法在輸電線路絕緣子泄漏電流去噪和特征提取中具備的較強有效性，希望能夠以此為我國電力事業(yè)的進一步發(fā)展帶來一定幫助。

[1]苗鵬超,徐志鈕.輸電線路絕緣子泄漏電流特征量提取綜述[J].高壓電器,2014,08:127-138.

[2]蔣興良,趙世華,張志勁,胡建林,舒立春.覆冰絕緣子串泄漏電流與覆冰量及覆冰水電導率的關系[J].電工技術學報,2014,10:296-303+311.

[3]黃建才,朱永利.采用小波變換的絕緣子泄漏電流去噪[J].高電壓技術,2012,08:1981-1987.

[4]黃建才,朱永利,李麗芬,胡晟.絕緣子泄漏電流去噪研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制,2012,20:44-51.

Research on noise reduction and feature extraction of leakage current of insulator in transmission line

Meng Xianli
（State Grid Jiaxing power supply company 314000）

In this paper we study the insulator leakage current, denoising and feature extraction of the transmission line,the author of the past through the shortcomings of leakage current on-line monitoring of transmission line insulator state method to make up, and put forward a more complete identification of leakage current classification model,in order to promote the development of China's the electric power industry.

transmission line;insulator;leakage current;denoising