[发明专利]一种基于向量机的开关柜过热故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于向量机的开关柜过热故障诊断方法，明涉及开关柜过热故障监测领域，在开关柜的内部及柜体表面布置温度传感器获取温度数据；建立开关柜电‑磁‑流体耦合仿真模型，根据采集的温度数据修正该仿真模型；通过修正后的开关柜电‑磁‑流体耦合仿真模型分别对多种开关柜过热故障类型进行模拟得到训练样本；根据已有的故障类型数据库或模拟得到的大量样本对粒子群算法优化多分类支持向量机识别算法进行训练、测试和验证得到支持向量机分类器；采用支持向量机分类器对开关柜过热故障识别，将识别的结果进行汇总对比。从而通过柜体温度间接准确诊断开关柜内部温度及可能存在的故障类型，为开关柜内部绝缘状态的诊断奠定了理论基础。

技术领域

本发明涉及开关柜过热故障监测领域，尤其涉及一种基于向量机的开关柜过热故障诊断方法。

背景技术

在电力安全生产中，开关柜发热问题一直是研究者关注的热点问题之一。当开关柜处于运行状态时，内部导电回路中长时间通过大电流，导体发热会使得柜内温度上升。正常工作情况下，电流产生的热量会使得内部部件及元器件温度升高，但不会使得其温度超过最高允许工作温度。但是，如果开关柜内部出现故障，则柜内温度过高会导致极大安全隐患。因此，如何准确监测开关柜的温度也是研究者关注的重点。

目前，准确监测开关柜内部温度主要通过在内部安装温度传感器来实现，具体可分为非直接接触式和直接接触式两种。非直接接触式是通过光纤传感器进行测温，并利用光纤将信号传入后台，但是由于光纤极易折断，且成本极高，尚处于实验研究阶段。直接接触式是通过热电阻等热敏元件产生信号，通过导线传输或者无线传输的方式将信号传入后台，但是供电局发现该方法容易导致悬浮电极放电问题，会危害电网安全。

因此，直接在开关柜内部安装传感器对其温度进行监测较为准确，但是该方法对开关柜安全稳定运行存在潜在威胁。因此，在不影响开关柜稳定运行的前提下，如何通过检测柜体温度来定量准确诊断内部是否过热，是未来需要解决的重要问题。

基于此，本发明拟通过温度场数值模拟及实验测量，系统研究柜内温度与柜体温度之间的物理规律。在此基础上，通过人工智能算法对该规律进行深度学习，最终实现通过柜体温度间接准确诊断开关柜内部温度及可能存在的故障类型。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于向量机的开关柜过热故障诊断方法，从而解决了现有开关柜内部过热故障诊断及在线监测通过直接在开关柜内部安装传感器对其温度进行监测较为准确，但是该方法对开关柜安全稳定运行存在潜在威胁的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于向量机的开关柜过热故障诊断方法，包括以下步骤：

S1、在开关柜的内部及柜体表面布置温度传感器，通过所述温度传感器获取所述开关柜在故障及正常运行时内部及柜体表面的温度数据；

S2、根据所述开关柜的具体参数及运行的物理过程，通过计算流体力学软件建立开关柜电-磁-流体耦合仿真模型，并将S1采集到的温度数据带入所述开关柜电-磁-流体耦合仿真模型进行仿真，并将仿真结果与S1采集到的温度数据进行对比，进一步修正开关柜电-磁-流体耦合仿真模型；

S3、通过修正后的开关柜电-磁-流体耦合仿真模型分别对多种开关柜过热故障类型进行模拟得到训练样本；

S4、根据已有的故障类型数据库或S3模拟得到的大量样本对粒子群算法优化多分类支持向量机识别算法进行训练、测试和验证得到支持向量机分类器；

S5、采用所述支持向量机分类器对开关柜过热故障识别，将识别的结果进行汇总对比，进而确定故障的类型并进行存储。

进一步的，所述开关柜过热故障类型包括：负荷过大、接触不良及故障电弧。

进一步的，所述训练样本包括：开关柜柜体内部温度、开关柜所处的环境温湿度、开关柜的运行模式、开关柜负荷、日照时间及风速。