一种基于连续半波信号的电弧检测方法、装置及介质与流程

本申请涉及故障电弧检测领域，特别是涉及一种基于连续半波信号的电弧检测方法、装置及介质。

背景技术：

1、故障电弧是线路电流击穿绝缘介质所产生的瞬间火花现象。电弧的产生会影响电力系统运行的可靠性和安全性，甚至会引发电气火灾、造成不可预期的危害。因此对故障电弧准确、及时的检测是电力系统运行过程中至关重要的一环。

2、目前常见且投入使用的电弧检测方法主要是通过电弧检测设备或传感器实现对故障电弧的检测。

3、其中，通过传感器实现故障电弧检测的方案存在故障电弧产生位置随机、传感器的安装位置难以确定，实际应用中传感器很难覆盖所有可能出现故障电弧的线路，且部署成本高昂、不易实施等问题。

4、而电弧检测设备则受限于电子技术水平，多是通过低频电流阈值来判别电弧。但由于实际电气线路复杂，多负载、多线路，电弧电流难以统一计算，存在故障电弧的漏判或误判问题。

5、所以，现在本领域的技术人员亟需要一种基于连续半波信号的电弧检测方法，解决目前在电力系统运行过程中，线路出现故障电弧很难做到准确检测的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种基于连续半波信号的电弧检测方法、装置及介质，以解决目前在电力系统运行过程中，线路出现故障电弧很难做到准确检测的问题。

2、为解决上述技术问题，本申请提供一种基于连续半波信号的电弧检测方法，包括：

3、对待测线路连续的半波电流信号进行高频采样和fft变换，得到对应于不同半波的多组电弧特征信息，各组电弧特征信息包括对应于不同频段的子特征信息；

4、将各组电弧特征信息输入至预先建立的预测模型中，以确定各连续半波的电弧判别结果；其中，预测模型为预先根据电弧特征信息的历史数据训练得到的神经网络模型；

5、根据各连续半波的电弧判别结果，确定待测线路的电弧检测结果。

6、另一方面，根据各连续半波的电弧判别结果，确定待测线路的电弧检测结果包括：

7、以第一预设数量个半波作为滑窗大小、以第二预设数量个半波作为移动步长，对各连续半波的电弧判别结果进行滑窗统计，若当前滑窗内所有电弧判别结果均为电弧，则统计值加一；

8、判断统计值与滑窗总数之比大于或等于预设的判别比例时，则确定电弧检测结果为电弧，否则确定为非电弧。

9、另一方面，将各组电弧特征信息输入至预先建立的预测模型中，以确定各连续半波的电弧判别结果包括：

10、将各频段的子特征信息分别输入至预测模型中，得到对应于各子特征信息的电弧判别结果；

11、根据各子特征信息的电弧判别结果，确定当前电弧特征信息的电弧判别结果。

12、另一方面，根据各子特征信息的电弧判别结果，确定当前电弧特征信息的电弧判别结果包括：

13、计电弧判别结果的值为0时表示为非电弧、为1时表示为电弧，对各子特征信息的电弧判别结果的值进行累加；

14、若累加值大于或等于预设的判别阈值时，确定当前电弧特征信息的电弧判别结果为电弧，否则确定为非电弧；其中，判别阈值小于或等于电弧特征信息包括不同频段子特征信息的数量。

15、另一方面，根据各子特征信息的电弧判别结果，确定当前电弧特征信息的电弧判别结果包括：

16、计电弧判别结果的值为0时表示为非电弧、为1时表示为电弧，对1和各子特征信息的电弧判别结果的值之间进行异或计算；

17、若异或结果值为1，则确定当前电弧特征信息的电弧判别结果为电弧；

18、若异或结果值为0，则确定当前电弧特征信息的电弧判别结果为非电弧。

19、另一方面，建立预测模型包括：

20、将各半波电弧特征信息的所有子特征信息进行拼接，得到训练集数据；

21、将训练集数据输入至神经网络中，以得到预测模型。

22、另一方面，神经网络为全连接网络，且全连接网络共四层，每层神经元数分别为n、x、y、1；

23、其中，n为电弧特征信息中包括不同频段子电弧特征信息的数量；x和y分别为一个小于n、大于1的值。

24、为解决上述技术问题，本申请还提供一种基于连续半波信号的电弧检测装置，包括：

25、采样模块，用于对待测线路连续的半波电流信号进行高频采样和fft变换，得到对应于不同半波的多组电弧特征信息，各组电弧特征信息包括对应于不同频段的子特征信息；

26、预测模块，用于将各组电弧特征信息输入至预先建立的预测模型中，以确定各连续半波的电弧判别结果；其中，预测模型为预先根据电弧特征信息的历史数据训练得到的神经网络模型；

27、判别模块，用于根据各连续半波的电弧判别结果，确定待测线路的电弧检测结果。

28、为解决上述技术问题，本申请还提供一种基于连续半波信号的电弧检测装置，包括：

29、存储器，用于存储计算机程序；

30、处理器，用于执行计算机程序时实现如上述的基于连续半波信号的电弧检测方法的步骤。

31、为解决上述技术问题，本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述的基于连续半波信号的电弧检测方法的步骤。

32、本申请提供的一种基于连续半波信号的电弧检测方法，首先通过对待测线路的电流信号进行高频采样和fft变换，以将电流信号从时域的单一信号，转换为频域下对应于不同频段的多通道高频信号，一方面基于时域向频域的转换有助于实现减少外界干扰的效果；另一方面也由于外界干扰很难同时对多通道不同频段的信号进行干扰，多通道的电流信号相比于单一通道而言可以反映电流信号的更多特征，故通过多频段信号实现的综合电弧识别，可以进一步地提高电流信号的抗干扰性和准确性。并且，由于在实际复杂的用电环境中，电流信号可能因为受到强干扰导致正常的平稳波形发生类似电弧的突变，此时极易导致误判。所以本方案特别通过对连续的半波电流信号进行检测以判别待测线路是否发生电弧，可以识别出发生在某个或某几个半波电流信号中的干扰，从而实现更为准确的电弧检测。

33、上述均是本方案从电流信号方面做出改进以提高对电弧识别的准确性。此外，本方案还基于预先通过神经网络训练得到的预测模型实现对待测电路是否出现电弧的检测，也即从对电弧判别方面提高对待测线路是否发生电弧的检测准确性。综合两方面对传统电弧判别方案的改进，本方案可以更好地满足实际生产生活中，对检测电气线路电弧准确性的需要。

34、本申请提供的基于连续半波信号的电弧检测装置、及计算机可读存储介质，与上述方法对应，效果同上。

技术特征：

1.一种基于连续半波信号的电弧检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于连续半波信号的电弧检测方法，其特征在于，所述根据各连续半波的电弧判别结果，确定所述待测线路的电弧检测结果包括：

3.根据权利要求1或2所述的基于连续半波信号的电弧检测方法，其特征在于，所述将各组所述电弧特征信息输入至预先建立的预测模型中，以确定各连续半波的电弧判别结果包括：

4.根据权利要求3所述的基于连续半波信号的电弧检测方法，其特征在于，根据各所述子特征信息的所述电弧判别结果，确定当前所述电弧特征信息的所述电弧判别结果包括：

5.根据权利要求3所述的基于连续半波信号的电弧检测方法，其特征在于，根据各所述子特征信息的所述电弧判别结果，确定当前所述电弧特征信息的所述电弧判别结果包括：

6.根据权利要求3所述的基于连续半波信号的电弧检测方法，其特征在于，建立所述预测模型包括：

7.根据权利要求4所述的基于连续半波信号的电弧检测方法，其特征在于，所述神经网络为全连接网络，且所述全连接网络共四层，每层神经元数分别为n、x、y、1；

8.一种基于连续半波信号的电弧检测装置，其特征在于，包括：

9.一种基于连续半波信号的电弧检测装置，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任意一项所述的基于连续半波信号的电弧检测方法的步骤。

技术总结
本申请公开一种基于连续半波信号的电弧检测方法、装置及介质，涉及故障电弧检测领域，用于检测线路中的电弧，针对传统方案检测准确性差的问题，提供一种方法，首先通过对电流信号进行高频采样和FFT变换，将信号从时域单一信号转换为频域多通道信号，通过多通道的信号检测，提高电流信号的抗干扰性。进一步的，本方案是通过对连续的半波电流信号进行检测，可以识别并排除发生在部分半波电流信号中的干扰，从而实现更为准确地电弧检测。此外，本申请还对电弧判别方面做出改进，通过神经网络训练得到的预测模型，综合提高整体电弧检测的准确性。

技术研发人员：吉森荣,王建华,赵利波,贾明光,马越,王华荣
受保护的技术使用者：青岛鼎信通讯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21