[发明专利]一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统和方法

权利要求书

1.一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统，其特征在于：

所述系统包括：电磁辐射传感器、信号放大器、信号处理模块、示波器模块、基于电气寿命评估模型的寿命评估模块；

所述电磁辐射传感器设于有载分接开关内部，用于检测开关开断时产生的辐射电磁波信号；

所述信号放大器和信号处理模块，用于对辐射电磁波信号进行放大和预处理；其中，信号处理模块采用小波变换法和阈值处理函数进行去噪，阈值处理函数为：

Th_j为第j层小波系数阈值，N_j为第j层小波系数长度，MAD(·)为取中值，d_j，_k第j层上第k个小波系数，q为经验值；

所述示波器模块，用于将预处理后的辐射电磁波信号显示为辐射电磁波的时频图像；

所述寿命评估模块，用于基于辐射电磁波的时频图像，采用电气寿命评估模型进行有载分接开关电气寿命评估；

所述寿命评估模块采用触头烧蚀情况评估开关电气寿命，预先采集触头不同烧蚀状态下的辐射电磁波图像与相应的电气寿命，基于卷积神经网络构建并训练电气寿命评估模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统，其特征在于：

所述电磁辐射传感器为特高频传感器，其频率为0.5-2GHz，具体安装于有载分接开关内的真空灭弧室外。

3.根据权利要求1所述的一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统，其特征在于：

所述信号放大器与电磁辐射传感器连接，用于辐射电磁波信号的放大；

所述信号处理模块，用于对信号放大器放大的辐射电磁波信号进行去噪。

4.根据权利要求3所述的一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统，其特征在于：

所述信号处理模块采用小波变换法进行去噪。

5.根据权利要求4所述的一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统，其特征在于：

所述信号处理模块采用小波变换法进行去噪，具体为：

将辐射电磁波信号进行小波分解，选定阈值处理函数对信号进行阈值处理，去除噪音干扰。

6.根据权利要求1所述的一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统，其特征在于：

所述电气寿命评估模型采用卷积神经网络构建，构建并训练方式为：

通过实验测量，得到有载分接开关真空灭弧室触头在不同烧蚀状态下的开断电流和辐射电磁波图像；

将开断电流的数值大小与有载分接开关的电气寿命相对应，得到不同烧蚀状态下辐射电磁波图像与相应的电气寿命；

基于卷积神经网络，采用不同烧蚀状态下辐射电磁波图像与相应的电气寿命预先构建并训练电气寿命评估模型。

7.根据权利要求6所述的一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统，其特征在于：

所述电气寿命评估模型包括输入层、卷积层、池化层、全连接层和输出层；

所述输入层输入预处理后的不同触头烧蚀状态的电磁波图像；

所述卷积层，用于提取电磁波图像的低级特征，每一个卷积核提取一个特征；

所述池化层，用于通过降低特征面的分辨率来获得具有空间不变性的特征；

所述全连接层，用于整合卷积层与池化层中具有类别区分性的局部信息，完成特征提取；

所述输出层，用于输出每组辐射电磁波图像特征的提取结果。

8.根据权利要求7所述的一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统，其特征在于：

所述卷积层中，具体收集原理表现为：

R_j为辐射电磁波图像，l为层数，为上层输出的结果，为偏置，为连接l层第j个特征图与上层第i个特征图的卷积核。