基于Hankel矩阵与图结构的GIS设备运行状态识别方法

施胜丹，黄金军，赵文强，杨 勇，王 枭

（1.国网电力科学研究院有限公司，南京 211106；2.国电南瑞南京控制系统有限公司，南京 211106；3.国网青海省电力公司电力科学研究院，西宁 810008；4.国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州 310014；5. 上海睿深电子科技有限公司，上海 200237）

气体绝缘开关设备（Gas Ⅰnsulated Switchgear，GⅠS）凭借结构紧凑、维护方便、占地面积小等特点，在超高压输电和海上大型风电输电领域得到了广泛的应用[1-3]。限于其封闭式结构，GⅠS 设备一旦发生故障，很难及时准确定位故障位置，进而危及电网的稳定运行，甚至造成巨大的经济损失[4]。因此开展GⅠS设备状态识别方法研究，实现GⅠS设备运行状态的鲁棒辨识对于保障其运行可靠性具有重要的意义。

为满足日益增长的电力设备运行状态识别精度要求，追踪其状态演化规律和趋势，国内外学者也提出了诸多状态辨识方法[5-6]。作为一个正向问题，知识驱动的特征提取方法通过建立故障特征的理论模型，根据稀疏度量等相关特征评价参数，进而利用传感信号进行设备运行状态的辨识[7-8]。目前用于电力设备诊断的参量包括温度、电压、电流以及振动信号等，对于电力设备的局放、机械以及热故障辨识起到了重要作用[9]。

相关研究表明，GⅠS 设备运行时导电杆产生的振动信号会通过绝缘盆子传递到金属壳体，并进一步转化为声音信号传递到空气中，而声信号蕴含了设备丰富运行状态信息。当GⅠS设备发生缺陷时会产生异常的声音信号，可作为缺陷诊断的依据。……