[发明专利]基于稀疏分解的矿用XLPE电缆绝缘电树枝生长阶段识别方法

权利要求书

1.一种基于稀疏分解的矿用XLPE电缆绝缘电树枝生长阶段识别方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

(1)建立矿用XLPE电缆绝缘中电树枝生长阶段过完备原子字典；

(1.1)制作矿用XLPE电缆绝缘电树枝训练样本，对其进行工频电压下电树枝培养实验，获得其电树枝生长长度和生长速度；根据电树枝生长长度和生长速，划分电树枝生长阶段；

(1.2)根据电树枝四个生长阶段的谱图，得出特征向量F_i^j，将训练样本的特征向量F_i^j组成电树枝生长阶段过完备原子字典D；

(2)识别矿用XLPE电缆绝缘中电树枝生长阶段；

(2.1)对矿用XLPE电缆绝缘待测样本进行工频电压下电树枝培养实验，得到待测样本特征向量F_i^j；

(2.2)待测样本特征向量进行稀疏分解；

(2.3)识别出待测样本的电树枝生长阶段为根据稀疏分解的结果判断电树枝生长阶段；

其中，为放电相位与放电次数n分布谱图；为放电相位与最大放电量q_max分布谱图；为放电相位与平均放电量q_avg分布谱图。

2.根据权利要求1所述的基于稀疏分解的矿用XLPE电缆绝缘电树枝生长阶段识别方法，其特征在于，所述步骤(1)中根据电树枝生长长度和生长速度，划分电树枝生长阶段为阶段I起树阶段、阶段II 缓慢生长阶段、阶段III快速生长阶段和阶段IV持续生长阶段；

所述阶段I起树阶段，电树枝呈浅色枝状，生长速度较快；阶段II缓慢生长阶段，电树枝的生长速度降低，其形状逐渐向松枝状过渡，且伴随着电树枝颜色的加深；阶段III快速生长阶段，从针尖重新引发或从树枝顶端长出新的电树枝，快速生长至地电极；阶段IV持续生长阶段，在树枝到达地电极后，绝缘并未击穿，而是从针尖或松枝状树枝尖端长出更多电树枝。

3.根据权利要求1所述的基于稀疏分解的矿用XLPE电缆绝缘电树枝生长阶段识别方法，其特征在于，所述步骤(1)中的特征向量组包括：正半周偏斜度S_k⁺、负半周偏斜度S_k^-、正半周陡峭度K_u⁺、负半周陡峭度K_u^-、1-范数||S||₁、2-范数||S||₂和∞-范数||S||_∞组成的特征向量F_i^j。

4.根据权利要求1所述的基于稀疏分解的矿用XLPE电缆绝缘电树枝生长阶段识别方法，其特征在于，所述步骤(2.2)待测样本特征向量进行稀疏分解的具体步骤是：首先计算残差信号rⁿ；然后取残差信号rⁿ与D中各原子的内积绝对值，内积绝对值最大的原子作为最匹配原子，并记录最匹配原子位置i_n，令A中第i_n行元素为其余元素保持不变，得到分解系数Aⁿ+1；其次，令n＝n+1更新残差信号rⁿ，判断rⁿ是否满足残差阈值条件，若满足残差阈值条件，则d_i为最佳匹配原子；若不满足判断条件，则返回计算残差信号rⁿ与D中各原子的内积绝对值。

5.根据权利要求4所述的基于稀疏分解的矿用XLPE电缆绝缘电树枝生长阶段识别方法，其特征在于，所述步骤(2.3)由最佳匹配原子d_i，若i∈[1,10]，则判断为起树阶段；若i∈[11,20]，则判断为缓慢生长阶段；若i∈[21,30]，则判断为快速生长阶段，若i∈[31,40]，则判断为持续生长阶段。