Page 111 - 无损检测2021年第三期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202103015

基于 LMD-PCA 和样本熵的瓷支柱绝缘子

故障诊断

邵鑫明 1 , 2 , 万书亭 , 刘荣海 , 郑 欣 3
3
1

( 1. 华北电力大学 机械工程系, 保定 071003 ; 2. 华北电力大学 云南电网公司研究生工作站,昆明 650217 ;

3. 云南电网有限责任公司 电力科学研究院,昆明 650217 )

摘 要:为了对变电站瓷支柱绝缘子状态进行有效评估, 提出了一种将局域均值分解方法
( LocalMeanDecom p osition , LMD )、 主成分分析方法( Princi p alCom p onentsAnal y sis , PCA ) 和样

本熵相结合的瓷支柱绝缘子振动信号故障诊断方法。首先, 将瓷支柱绝缘子振动信号进行局域均
值分解, 得到 PF ( 乘积函数) 分量, 利用主成分分析方法, 提取主 PF 分量; 其次, 计算其样本熵作为
表征瓷支柱绝缘子状态的特征向量, 利用支持向量机( SVM ) 对输入的向量进行分类训练; 最后, 将
测试样本特征向量输入训练好的 SVM 中进行分类识别。结果表明, 该方法能有效提取瓷支柱绝

缘子的故障特征并实现准确的故障分类。

关键词:瓷支柱绝缘子; 局域均值分解; 样本熵; 支持向量机

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2021 ) 03-0069-05

Faultdia g nosisof p orcelainp ostinsulatorbasedonLMD-PCAandsam p leentro py

1
3
SHAOXinmin g 1 , 2 , WANShutin g LIURon g hai , ZHENGXin 3
,

( 1.De p artmentofMechanicalEn g ineerin g , NorthChinaElectricPowerUniversit y , Baodin g071003 , China ;

2.GraduateWorkstationofYunnanPowerGridCom p an y , NorthChinaElectricPowerUniversit y , Kunmin g650217 , China ;

3.PowerScienceResearchInstitute , YunnanPowerGridCo. , Ltd. , Kunmin g650217 , China )

Abstract : Inordertoevaluatethep orcelainp ostinsulatorofsubstationeffectivel y .Ananal y sis methodof

vibrationsi g nalcharacteristicsandfaultdia g nosisof p orcelainp ostinsulatorbasedonthecombinationoflocalmean

decom p osition ( LMD ), p rinci p alcom p onentanal y sis ( PCA ) andsam p leentro py is p ro p osed.Firstl y , thedia g nosis

si g nalof p orcelainp ostinsulatorisdecom p osedintolocalmeanvalue , andthenthePFcom p onent ( thecom p onent

withp h y sicalsi g nificanceofinstantaneousfre q uenc yafterLMDdecom p osition ) isobtained , Secondl y , thesam p le

entro py iscalculatedastheei g envectortore p resentthestateof p orcelainp ostinsulator , andSVMisusedtotrain

thein p utvector , Finall y , thefeaturevectorofthetestsam p leisin p utintothetrainedSVMforclassificationand

reco g nition.Theresultsshowthatthemethodcaneffectivel yextractthefaultfeaturesofp orcelainp ostinsulator

andaccuratel yandq uickl y realizethefaultclassification.

Ke ywords : p orcelainp ostinsulator ; localmeandecom p osition ; sam p leentro py ; su pp ortvectormachine
瓷支柱绝缘子主要用于变电站隔离开关和母线 裂, 95% 的断裂位置在瓷柱与铸铁法兰连接处, 绝缘
的固定与绝缘。瓷支柱绝缘子的主要失效形式为断 子一旦发生断裂, 会造成变电站、 供电线路部分停电
或全部停电, 导致设备损害以及电量损失, 严重影响
社会的稳定和国民经济建设 [ 1-3 ] 。造成瓷支柱绝缘
收稿日期: 2020-05-11
子失效的原因有很多, 主要分为制造缺陷, 设计缺
作者简介: 邵鑫明( 1996- ), 男, 硕士研究生, 主要从事设备状态
检测与故障诊断研究工作 陷, 安装缺陷, 调试缺陷以及运行环境等 [ 4-5 ] 。
现有的振动声学瓷支柱绝缘子检测法是通过绝
通信作者: 邵鑫明, 1327463334@ qq .com
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2021 年 第 43 卷 第 3 期

无损检测