[发明专利]基于模糊矩阵的交流无间隙金属氧化物避雷器状态判定方法

摘要

本发明公开了一种基于模糊矩阵的交流无间隙金属氧化物避雷器状态判定方法，包括：确定故障诊断层次结构，构建故障状态集B，构建特征参量集C，提取待检测交流无间隙金属氧化物避雷器的特征参量，获得特征参量的灵敏系数；构建特征参量隶属度矩阵R；确定对所有状态各参量所占的权重，构建权重矩阵W；占比wi计算，判断矩阵Bij能够定量描述各故障状态的严重程度，然后选取矩阵每一行的最大值Bimax，即为每一种故障状态的最大可能性，其中故障状态评价程度最严重的即为交流无间隙金属氧化物避雷器的故障状态评价结果。该方法解决常规方法无法有效甄别出故障类型，容易产生误判的问题，更加直观的反应特征参量与典型状态的变化规律。

主权项

1.基于模糊矩阵的交流无间隙金属氧化物避雷器状态判定方法，其特征在于，按如下步骤进行：

步骤1、确定故障诊断层次结构，构建故障状态集B，包括温度、表面状态、内部受潮状态及劣化状态四种状态的相关描述；

构建特征参量集C，包括直流1mA参考电压U_DC、直流泄漏电流I_0.75、持续运行电压下的阻性基波电流I_R1以及阻性三次谐波电流I_R3四种参数的相关描述；

步骤2、提取待检测交流无间隙金属氧化物避雷器的特征参量，获得特征参量的灵敏系数

步骤2.1提取主要特征参量为步骤1中特征参量集C包括的直流1mA参考电压U_DC、直流泄漏电流I_0.75、持续运行电压下的阻性基波电流I_R1以及阻性三次谐波电流I_R3四种特征参量；

步骤2.2通过公式计算各特征参量的灵敏系数；

步骤2.3将每一种状态下的特征参量变化率进行归一化处理，即将变化最明显的主要表征参量灵敏度定为1.00，其余参量根据此系数比例进行归一化；

步骤3、构建特征参量隶属度矩阵R

步骤3.1确定三种模糊隶属函数的函数形式，得到隶属度矩阵R

步骤3.2将步骤2中归一化的特征参量的灵敏系数分别作为x₁、x₂、x₃、x₄带入步骤3.1中的隶属函数，得到检测交流无间隙金属氧化物避雷器的隶属度矩阵R；

步骤4、确定对所有状态各参量所占的权重，构建权重矩阵W；将每个特征参量在每一故障状态下的占比w_i进行计算，并使得

步骤5、通过故障状态的判断矩阵B＝WR，得到故障状态评价

在得到参量隶属度矩阵R和权重矩阵W后，可得到故障判断矩阵B＝WR；判断矩阵B_ij＝{b_i1,b_i2,b_i3,b_i4,b_i5}能够定量描述各故障状态的严重程度，然后选取矩阵每一行的最大值B_imax＝max{b_i1,b_i2,b_i3,b_i4,b_i5}，即为每一种故障状态的最大可能性，其中故障状态评价程度最严重的即为交流无间隙金属氧化物避雷器的故障状态评价结果。

2.根据权利要求1所述的基于模糊矩阵的交流无间隙金属氧化物避雷器状态判定方法，其特征在于，所述步骤1按如下过程进行：

步骤1.1定义故障状态的评价

构建故障状态集B＝{b_i1,b_i2,b_i3,b_i4,b_i5}

其中，温度状态的评价定义为{b₁₁,b₁₂,b₁₃,b₁₄,b₁₅}，b₁₁表示常温，b₁₂表示为轻度高温，b₁₃表示中度高温，b₁₄表示严重高温，b₁₅表示温度极高；

表面状态的评价定义为{b₂₁,b₂₂,b₂₃,b₂₄,b₂₅}，b₂₁为表面洁净，b₂₂为轻度污秽，b₂₃为中度污秽，b₂₄为严重污秽，b₂₅为污秽极其严重；

内部受潮状态的评价定义为{b₃₁,b₃₂,b₃₃,b₃₄,b₃₅}，b₃₁为未受潮，b₃₂为轻度受潮，b₃₃为中度受潮，b₃₄为严重受潮，b₃₅为受潮极其严重；

劣化状态的评价定义为{b₄₁,b₄₂,b₄₃,b₄₄,b₄₅}，b₄₁为未劣化，b₄₂为轻度劣化，b₄₃为中度劣化，b₄₄为严重劣化，b₄₅为劣化极其严重；

步骤1.2定义状态参量的特征参量集：

构建状态参量的特征参量集C＝{c₁,c₂,c₃,c₄},

其中c₁表示直流1mA参考电压U_DC，c₂表示直流泄漏电流I_0.75，c₃表示阻性基波电流I_R1，c₄表示三次谐波电流I_R3。

3.根据权利要求1所述的基于模糊矩阵的交流无间隙金属氧化物避雷器状态判定方法，其特征在于，所述步骤2中，计算各特征参量的灵敏系数如下：

式中：A为状态特征参量的变化率或幅值，S为DL/T 596中规定的相应参数的判据阈值，即变化率或幅值。

4.根据权利要求1所述的基于模糊矩阵的交流无间隙金属氧化物避雷器状态判定方法，其特征在于，所述步骤3中，确定三种形式模糊隶属函数，分别为偏小型、中间型及偏大型；

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