基于半导体气体传感阵列的电缆过热故障诊断方法

作者:雷芳菲; 褚继峰; 刘洋; 杨爱军*; 袁欢; 王小华; 荣命哲
来源:电工技术学报, 2023, 38(13): 3651-3664.
DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.220585

摘要

中低压电缆过载运行严重、工作环境恶劣、过热故障频发,往往是电气火灾的高发源头所在,但目前仍缺乏经济可靠的过热故障诊断方法。火灾早期阶段气体挥发物一般先于烟雾颗粒出现,因此该文开展基于气体传感阵列的电缆过热故障诊断研究。首先,以中低压电缆常用的绝缘材料聚氯乙烯(PVC)为研究对象,探索电缆绝缘材料过热生成气体组分,指导用于检测电缆过热分解气体的半导体气体传感器选型;然后,基于分解气体类型,构建气体传感器阵列,采用真实电缆模拟过热故障,测试气体传感器阵列对电缆过热分解气体的响应;最后,对传感器阵列的响应信号提取4维时域特征、6维频域特征和10维曲线拟合特征,根据卡方检验选择前10个最高分数的特征组成特征矩阵,采用支持向量机进行分类,可以将过热程度分为正常、预警、报警三类温度区间,模型的准确率可达95%。整个实验过程中,烟雾报警器都没有发出报警蜂鸣。