(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111385496.5 (22)申请日 2021.11.22 (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙正 街174号 申请人 中国南方电网有限责任公司超高压 输电公司检修试验中心 (72)发明人 谭亚雄　邓军　谢志成　张明宇　 吴建发　陈伟根　李剑　 (74)专利代理 机构 北京智绘未来专利代理事务 所(普通合伙) 11689 代理人 肖继军　魏辛欣 (51)Int.Cl. G01R 31/327(2006.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/04(2006.01)G06N 3/08(2006.01) G06F 119/04(2020.01) (54)发明名称 一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气 寿命评估系统和方法 (57)摘要 本申请公开了一种基于辐射电磁波的有载 分接开关电气寿命评估系统和方法， 系统包括： 电磁辐射传感器 设于有载分接开 关内部， 用于检 测开关开断时产生的辐射电磁波信号； 所述信号 放大器和信号处理模块， 用于对辐射电磁波信号 进行放大和预处理； 所述示波器模块， 用于得到 预处理后辐射电磁波的时频图像； 所述电气寿命 评估模块， 用于基于辐射电磁波的时频图像， 采 用电气寿命评估模型评估有载分接开关的电气 寿命。 本发 明对初始检测的电磁波信号进行预处 理， 并基于卷积神经网络构建有载分接开关电气 寿命评估模型， 具有自适应性， 可高效、 准确的检 测有载分接开关开断过程中的辐射电磁波型号。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114137403 A 2022.03.04 CN 114137403 A 1.一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统， 其特 征在于： 所述系统包括： 电磁辐射传感器、 信号放大器、 信号处理模块、 示波器模块、 基于电气寿 命评估模型的寿命评估 模块； 所述电磁辐射传感器设于有载分接开关内部， 用于检测开关开断时产生的辐射电磁波 信号； 所述信号 放大器和信号处 理模块， 用于对辐射电磁波信号进行放大和预处 理； 所述示波器模块， 用于将预处 理后的辐射电磁波信号显示 为辐射电磁波的时频图像； 所述电气寿命评估模块， 用于基于辐射电磁波的时频图像， 采用电气寿命评估模型进 行有载分接开关电气寿命评估。 2.根据权利要求1所述的一种基于辐射电磁波的有载分接电气寿命评估系统， 其特征 在于： 所述电磁辐射传感器为特高频传感器， 其频率为0.5 ‑2GHz， 具体安装于有载分接开关 内的真空灭弧室外 。 3.根据权利要求1所述的一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统， 其 特征在于： 所述信号 放大器与电磁辐射传感器连接， 用于辐射电磁波信号的放大； 所述信号处 理模块， 用于对信号 放大器放大的辐射电磁波信号进行去噪。 4.根据权利要求3所述的一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统， 其 特征在于： 所述信号处 理模块采用小 波变换法进行去噪。 5.根据权利要求4所述的一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统， 其 特征在于： 所述信号处 理模块采用小 波变换法进行去噪， 具体为： 将辐射电磁波信号进行小波分解， 选定阈值处理函数对信号进行阈值处理， 去 除噪音 干扰。 6.根据权利要求1所述的一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统， 其 特征在于： 所述电气寿命评估 模型采用卷积神经网络构建， 构建并训练方式为： 通过实验测量， 得到有载分接开关真空灭弧室触头在不同烧蚀状态下的开断电流和辐 射电磁波图像； 将开断电流的数值大小与有载分接开关的电气寿命相对应， 得到不同烧蚀状态下辐射 电磁波图像与相应的电气寿命； 基于卷积神经网络， 采用不同烧蚀状态下辐射电磁波图像与相应的电气寿命预先构建 并训练电气寿命评估 模型。 7.根据权利要求6所述的一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统， 其 特征在于： 所述电气寿命评估 模型包括输入层、 卷积层、 池化层、 全连接层和输出层； 所述输入层输入预处 理后的不同触头烧蚀状态的电磁波图像； 所述卷积层， 用于提取电磁波图像的低级特 征， 每一个卷积核提取一个特 征；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114137403 A 2所述池化层， 用于通过降低特 征面的分辨 率来获得具有空间不变性的特 征； 所述全连接层， 用于整合卷积层与池化层中具有类别区分性的局部信息， 完成特征提 取； 所述输出层， 用于 输出每组辐射电磁波图像特 征的提取 结果。 8.根据权利要求7所述的一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统， 其 特征在于： 所述卷积层中， 具体收集原理表现为： Rj为辐射电磁波图像， l为层数， 为上层输出的结果， 为偏置， 为连接l层第 j个特征图与上层第i个特 征图的卷积核。 9.根据权利要求8所述的一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统， 其 特征在于： 所述池化层中， 通过采样进行 特征提取， 提取公式为： 为采样函数。 10.一种基于权利要求1 ‑9任意一项所述的基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命 评估系统的基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估方法， 其特 征在于： 所述方法包括： 步骤1： 通过实验测量， 得到有载分接开关真空灭弧室触头在不同烧蚀状态下的开断电 流和辐射电磁波图像； 步骤2： 将开断电流的数值大小与有载分接开关的电气寿命相对应， 得到不同烧蚀状态 下辐射电磁波图像与相应的电气寿命； 步骤3： 基于卷积神经网络， 采用不同烧蚀状态下辐射电磁波图像与相应的电气寿命预 先构建并训练电气寿命评估 模型； 步骤4： 电磁辐射传感器实时检测开关开断时产生的辐射电磁波信号； 步骤5： 信号 放大器和信号处 理模块对辐射电磁波信号进行放大和预处 理； 步骤6： 示波器模块将预处 理后的辐射电磁波信号显示 为辐射电磁波的时频图像； 步骤7： 电气寿命评估模块将辐射电磁波的时频图像输入电气寿命评估模型进行触头 烧蚀情况判别， 评估有载分接开关电气寿命。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114137403 A 3