直流故障電弧的特征提取與識(shí)別.pdf

1、直流電弧因?yàn)闆]有周期性和過零點(diǎn)等特性，致使直流故障電弧的檢測(cè)要比交流故障電弧困難。國內(nèi)外對(duì)直流故障電弧的特征提取缺乏多樣化，因此本文旨在豐富直流故障電弧的特征種類，從特征提取和識(shí)別兩個(gè)方面給出特征的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
　　本文所研究的電弧屬于熱陰極、氣體中、串聯(lián)、直流、故障電弧，并通過實(shí)驗(yàn)的方法采集正常工作和發(fā)生故障電弧時(shí)的電流數(shù)據(jù)，選取電弧剛發(fā)生時(shí)的不穩(wěn)定階段作為特征提取的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。對(duì)采集的數(shù)據(jù)從時(shí)域、頻域、小波、譜分析和混沌分析這幾個(gè)

2、角度共提取了17個(gè)特征。在時(shí)頻分析中，從電流變化的角度提取了時(shí)域特征4個(gè)，從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度提取了頻域特征3個(gè)，利用小波變換提取了小波特征3個(gè)。在譜分析中，從幅值角度提取功率譜特征3個(gè)，從幅值和相位的角度提取高階譜特征3個(gè)。在混沌分析中，基于自相關(guān)法計(jì)算時(shí)間延遲、基于虛假最近鄰法計(jì)算嵌入維數(shù)，利用這兩個(gè)參數(shù)重構(gòu)電弧電流的相空間，并利用小數(shù)據(jù)量法提取最大Lyapunov指數(shù)特征1個(gè)。給出特征提取層面的特征評(píng)價(jià)指標(biāo)，即價(jià)值量百分比，并計(jì)算各特征

3、的指標(biāo)值大小，其中混沌特征的指標(biāo)值最大。利用支持向量機(jī)(Support Vector Machines，SVM)對(duì)故障電弧特征進(jìn)行識(shí)別。選擇基于高斯核函數(shù)的非線性支持向量機(jī)作為最終分類器。利用網(wǎng)格搜索法和3-折交叉驗(yàn)證法對(duì)SVM的參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)，得到的懲罰參數(shù)是0.054409，核參數(shù)是1。訓(xùn)練出1個(gè)總分類器，準(zhǔn)確率為99.999％，17個(gè)比較分類器，各自準(zhǔn)確率都有下降，但整體保持在99.9％以上。給出識(shí)別層面的特征評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，即對(duì)準(zhǔn)確率的