局部放电UHF脉冲的时频特征提取与聚类分析

作     者：汪可 廖瑞金 王季宇 杨丽君 李剑 Wang Ke;Liao Ruijin;Wang Jiyu;Yang Lijun;Li Jian

作者机构：中国电力科学研究院北京100192 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2015年第30卷第2期

页      面：211-219页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 080803[工学-高电压与绝缘技术] 08[工学] 

基　　金：国家创新研究群体基金(51021005) 国家自然科学基金(51277187)资助项目 

主　　题：局部放电 脉冲聚类 S变换 非负矩阵分解 模糊C均值 

摘      要：制作了4种人工缺陷模型模拟典型的局部放电源,并进行局部放电试验采集UHF脉冲信号。引入S变换(ST)对局部放电的UHF脉冲进行时频分析,探索不同放电源脉冲的聚类分离。算法首先对UHF脉冲进行S变换,并采用非负矩阵分解(NMF)对S变换幅值矩阵进行分解得到频域基向量和时域位置向量,从中提取尖锐度、导数平方和、信息熵以及稀疏度等特征参量,构造出能充分反映局部放电时频信息的特征空间,最后利用模糊C均值算法对提取的特征向量进行聚类得到放电源脉冲的聚类结果。对试验数据的分析结果表明,提取的ST时频特征能够有效实现不同局部放电源脉冲的聚类,当NMF参数r=2时,10维时频特征能够取得最高为90.33%的聚类正确率;与常用的Wigner-Ville分布(WVD)相比,ST具有更好的聚类效果;当存在复杂的多重信号折反射时,本文提出的时频特征聚类结果较差,需要进行进一步的研究。