一种配电箱内部局部放电音频识别方法、系统及介质与流程

本发明涉及放电识别，尤其涉及一种配电箱内部局部放电音频识别方法、系统及介质。

背景技术：

1、配电箱作为电力分配系统的末端核心设备，其内部绝缘状态直接关系到供电可靠性。局部放电是绝缘劣化的早期征兆，通过对放电产生的声波信号进行检测与识别，可在故障形成前实现预警干预，具有重要的运维价值。

2、然而，针对配电箱这类密闭金属腔体的局部放电音频识别，现有技术面临多重困境。首先，配电箱腔体结构导致严重的声信号失真。声波在金属内壁、隔板之间发生多次反射与干涉，不同频率成分的衰减程度差异显著——高频因波长短、反射损失大而快速衰减，低频则因腔体共振效应可能被异常增强。传感器最终接收的信号是经腔体调制后的混叠信号，与放电源原始声波存在本质偏离。传统方法忽略腔体物理结构的传播特性，将采集信号直接用于特征提取，识别精度受到严重干扰。其次，局部放电与交流电压相位存在固有耦合关系。在电压峰值区域，电场强度最高，绝缘薄弱点易发生击穿型放电，声波能量集中于高频段；而在电压过零区域，放电活动趋弱，声学特征以低频残响为主。现有技术通常将不同相位下的声学信号混同处理，将不同的放电模式强行归并，造成特征空间混乱，识别性能退化。再者，配电箱现场伴随机械振动、开关操作等瞬时干扰，其短时能量突变特征与局部放电高度相似。单纯依赖单帧数据的分类判别，难以区分真实放电与偶发噪声，误报率居高不下。

3、综上，如何在密闭腔体复杂声场下校正信号失真、建立声学传播与电气拓扑的关联模型、依据相位演变规律动态调整识别策略、并通过多周期物理一致性验证滤除干扰，是本领域亟待解决的关键问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种配电箱内部局部放电音频识别方法、系统及介质，用于在配电箱密闭腔体环境下，实现对内部局部放电的准确检测、类型判别与节点定位，为配电设备状态检修和故障预警提供可靠依据。

2、第一方面，本发明提供了一种配电箱内部局部放电音频识别方法，所述方法包括：

3、s1、获取配电箱的物理结构参数与内部电气连接关系，确定内部电气节点的空间位置，计算节点间的声学衰减系数、电气耦合权重与节点距离，生成声电拓扑矩阵；

4、s2、获取交流周期同步信号，提取其零交越点作为起始基准，将采集的内部声学信号划分为半周期长度的声学数据段，为各声学数据段附加相位角标签，形成周期相位窗口序列；

5、s3、对所述周期相位窗口序列计算短时能量包络并定位能量突变点，提取梅尔滤波器组频带特征，利用所述声电拓扑矩阵的声反射边权对各频带特征进行反射增益校正，结合能量突变点与相位角标签生成腔体校正声学特征张量；

6、s4、将所述腔体校正声学特征张量输入相位门控卷积单元，通过相位角标签与所述声电拓扑矩阵中的节点距离、电气邻接边权调制卷积核权重，输出异常放电候选概率与疑似放电节点分布；

7、s5、根据所述疑似放电节点分布，结合所述声电拓扑矩阵中的节点距离与声反射边权，对相邻周期相位窗口进行声学传播一致性校验，筛选符合腔体声传播物理规律的放电事件，确定异常放电事件链。

8、第二方面，本发明提供一种配电箱内部局部放电音频识别系统，用于上述的方法，所述系统包括：

9、声电拓扑构建单元，用于获取配电箱的物理结构参数与内部电气连接关系，确定内部电气节点的空间位置，计算节点间的声学衰减系数、电气耦合权重与节点距离，生成声电拓扑矩阵；

10、相位窗口划分单元，用于获取交流周期同步信号，提取其零交越点作为起始基准，将采集的内部声学信号划分为半周期长度的声学数据段，为各声学数据段附加相位角标签，形成周期相位窗口序列；

11、腔体特征校正单元，用于对所述周期相位窗口序列计算短时能量包络并定位能量突变点，提取梅尔滤波器组频带特征，利用所述声电拓扑矩阵的声反射边权对各频带特征进行反射增益校正，结合能量突变点与相位角标签生成腔体校正声学特征张量；

12、相位门控卷积单元，用于将所述腔体校正声学特征张量输入相位门控卷积单元，通过相位角标签与所述声电拓扑矩阵中的节点距离、电气邻接边权调制卷积核权重，输出异常放电候选概率与疑似放电节点分布；

13、传播一致性校验单元，用于根据所述疑似放电节点分布，结合所述声电拓扑矩阵中的节点距离与声反射边权，对相邻周期相位窗口进行声学传播一致性校验，筛选符合腔体声传播物理规律的放电事件，确定异常放电事件链。

14、第三方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，所述指令被处理器执行时实现上述的方法。

15、本发明的有益效果如下：

16、本发明通过构建声电拓扑矩阵，将配电箱内部电气节点空间位置、声传播路径衰减特性与电气连接耦合关系统一建模，使后续声学特征提取具备明确的物理约束基础，为放电源定位提供结构先验；基于交流电零交越点对声学信号进行半周期相位划分，并引入负载电流与开关状态信息形成周期相位窗口序列，使放电信号在时间维度上实现相位对齐与工况解耦，从源头减少不同运行状态导致的特征混叠。进一步对各相位窗口内信号进行短时能量分析与频域梅尔特征提取，并结合声电拓扑矩阵中的声反射边权对频带能量进行腔体传播校正，同时引入负载电流自适应噪声补偿机制，从而有效消除密闭腔体多反射效应及低频机械噪声对特征的干扰，得到具有物理一致性的腔体校正声学特征张量。在识别阶段，通过相位门控机制将交流相位信息嵌入卷积核生成过程，并融合节点距离与电气邻接关系实现动态卷积权重调制，使模型能够针对不同电气节点及相位状态自适应提取放电特征，实现由“信号分类”向“节点级定位”的转化。最后，引入跨周期声达时间一致性与频带衰减一致性双重物理约束，对识别结果进行多周期验证与筛选，仅保留符合声学传播规律的稳定放电事件，从而构建连续可靠的异常放电事件链。通过上述技术方案的相互配合，实现了在复杂腔体、多噪声与多源干扰条件下，对配电箱内部局部放电信号的高精度识别、可靠定位与持续性演化分析。

1.一种配电箱内部局部放电音频识别方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生成声电拓扑矩阵，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成周期相位窗口序列，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生成腔体校正声学特征张量，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，异常放电候选概率与疑似放电节点分布，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生成异常放电事件链，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，s5还包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异常放电事件链为时间序列结构，记录了对应节点在连续多个交流周期内的放电事件，每个事件至少包括发生时刻、相位角、放电概率、声学特征。

9.一种配电箱内部局部放电音频识别系统，用于实现如权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述系统包括：

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。