[发明专利]一种±1100kV复合绝缘子缺陷诊断方法

权利要求书

1.一种±1100kV复合绝缘子缺陷诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：分别采用包括红外热像法、紫外成像法、电场电位分布法、超声波法和电磁波谱法的多种检测方法对正常状态和不同类型缺陷的±1100kV复合绝缘子进行带电检测，获得原始数据，建立样本库；

步骤2：通过计算提取这些原始数据的统计学特征，并利用Fisher准则对不同检测方法提取的特征进行筛选，选出最能区分绝缘子状态的特征；

步骤3：采用核主元分析KPCA进行特征融合降维，将降维后的特征量作为输入，将复合绝缘子缺陷类别作为输出，利用支持向量机SVM建立±1100kV复合绝缘子缺陷诊断模型；

步骤4：利用缺陷诊断模型对运行中的±1100kV复合绝缘子缺陷进行检测和诊断，并进行诊断准确率分析，以指导±1100kV复合绝缘子的状态检修和运维。

2.根据权利要求1所述的一种±1100kV复合绝缘子缺陷诊断方法，其特征在于，所述步骤1中，缺陷类型包括：内部悬浮缺陷、内部导通缺陷、内部悬浮半导电性缺陷、内部导通半导电性缺陷、水汽进入和伞裙表面漏电起痕。

3.根据权利要求1所述的一种±1100kV复合绝缘子缺陷诊断方法，其特征在于，所述步骤2中，原始数据的统计学特征包括：平均值、几何平均值、中位数、1/4分位数、3/4分位数、调和平均数、极差、方差、总体标准差、样本标准差、偏斜度、峰度、变异系数、能量和熵。

4.根据权利要求1所述的一种±1100kV复合绝缘子缺陷诊断方法，其特征在于，所述步骤2中，利用Fisher准则对不同检测方法提取的特征进行筛选的具体方法为：

设一共存在n个样本分别属于C个类：ω₁、ω₂、ω₃……ω_C，每个类别i分别有n_i个样本，所述类别包括±1100kV复合绝缘子的正常状态和不同缺陷类型；定义S_ω^(k)和S_B^(k)分别表示第k维特征的类内方差和类间方差：

其中，x^(k)、m_i^(k)、m^(k)分别表示样本x、第i类样本的均值、所有样本的均值在第k维上的取值，n表示所有样本的总数；计算出每一维特征对应的类间方差和类内方差的比值J_F^(k)：

筛选出J_F^(k)值大于设定值的特征量，即得到筛选结果。

5.根据权利要求1所述的一种±1100kV复合绝缘子缺陷诊断方法，其特征在于，所述步骤3中，采用核主元分析KPCA进行特征融合降维，包括以下步骤：

1)导入数据，并对数据进行标准化处理；

2)计算核矩阵K，设定函数为高斯径向基核函数，公式为：

式中，参数σ为高斯核函数的核宽度；

3)中心化核矩阵K，用于修改核矩阵：

K_C＝K-I_NK-KI_N+I_NKI_N (5)

其中，I_N为N×N单元矩阵，I_N＝(1/N)_N×N；

4)计算矩阵K_C的特征值及对应的特征向量，将特征值进行降序排列，对应的特征向量也进行相应的重新排序；

5)采用施密特正交法将特征向量进行正交化和单位化，得到n个特征向量a₁，a₂，…，a_n；

6)计算特征值的累计贡献率，然后设定一个贡献率最低值，当累加计算到第i个特征值时，贡献率满足要求，则得到主元个数为i；

7)取前i个特征向量a₁，a₂，…，a_i为非线性主元特征向量，并作为后续分类器的输入数据维度。