电气回路中电弧故障检测方法、装置、计算机程序产品与流程

本发明涉及电力系统故障检测，具体而言，涉及一种电气回路中电弧故障检测方法、装置、计算机程序产品。

背景技术：

1、故障电弧是引起电力事故的重要因素之一，通常，电路中的绝缘老化、接触不良、化学腐蚀等问题容易引发故障电弧，因此，为了减少电力事故的发生频率、减轻用电人员的经济损失、保证用电过程中的人身安全，需要对电气回路中是否发生电弧故障进行检测。

2、目前，现有技术通常利用断路器或者其它继电保护设备对电气回路进行过流保护、漏电保护等，但是，断路器或者其它继电保护设备无法准确检测电气回路中发生电弧故障的位置，导致无法及时有效地对故障电弧进行检测。

3、由上分析可知，针对上述现有技术提供的低压系统中串联电弧故障检测方法的检测效率低、难以精准定位故障电弧的位置的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种电气回路中电弧故障检测方法、装置、计算机程序产品，以至少解决现有技术提供的低压系统中串联电弧故障检测方法的检测效率低、难以精准定位故障电弧的位置的技术问题。

2、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电气回路中电弧故障检测方法，包括：

3、采集仿真电气回路的仿真试验数据集，其中，仿真试验数据集包括第一类型数据和第二类型数据，第一类型数据为仿真电气回路中发生电弧故障的仿真试验数据，第二类型数据为仿真电气回路中未发生电弧故障的仿真试验数据；构建基于反向传播神经网络的初始故障检测模型；利用仿真试验数据集对初始故障检测模型进行训练与验证，得到目标故障检测模型；利用目标故障检测模型对实际电气回路进行故障检测，得到检测结果，其中，检测结果至少用于确定实际电气回路中是否发生电弧故障。

4、可选地，上述电气回路中电弧故障检测方法还包括：构建仿真电气回路的电弧仿真模型；在不同仿真试验条件下，对电弧仿真模型进行仿真试验，得到仿真试验数据集。

5、可选地，不同仿真试验条件满足以下之一：仿真电气回路中配置的负载种类不同；仿真电气回路中配置的负载数量不同；仿真电气回路中配置的负载连接方式不同。

6、可选地，不同种类负载在发生电弧故障前仿真试验数据的频域特征与不同种类负载在发生电弧故障后仿真试验数据的频域特征不同，频域特征由不同种类负载的波形数据确定。

7、可选地，基于反向传播神经网络的初始故障检测模型包括：输入层、隐藏层、输出层，输入层用于将仿真试验数据传输至隐藏层，隐藏层用于提取仿真试验数据的频域特征，输出层用于根据频域特征确定仿真电气回路是否发生电弧故障。

8、可选地，上述电气回路中电弧故障检测方法还包括：按照预设划分比例对仿真试验数据集进行数据划分，得到第一数据集和第二数据集，其中，第一数据集用于进行模型训练，第二数据集用于进行模型验证。

9、可选地，利用仿真试验数据集对初始故障检测模型进行训练与验证，得到目标故障检测模型包括：利用第一数据集对初始故障检测模型进行迭代训练，得到训练结果，其中，训练结果用于确定初始故障检测模型的训练误差；响应于训练误差小于或者等于预设误差值，利用第二数据集对初始故障检测模型进行验证，得到验证结果，其中，验证结果用于确定初始故障检测模型对于电弧故障的检测准确率；响应于任意一个检测准确率大于或者等于目标值，将初始故障检测模型确定为目标故障检测模型。

10、可选地，上述电气回路中电弧故障检测方法还包括：响应于训练误差大于预设误差值，根据训练误差调整初始故障检测模型的模型参数，得到更新后故障检测模型；利用第一数据集对更新后故障检测模型进行重复训练与验证，以确定更新后故障检测模型是否为目标故障检测模型。

11、可选地，利用目标故障检测模型对实际电气回路进行故障检测，得到检测结果包括：采集实际电气回路中的多个待检测波形数据，其中，不同待检测波形数据对应于不同负载；利用目标故障检测模型对多个待检测波形数据进行分类识别，得到检测结果。

12、可选地，检测结果为第一检测结果和第二检测结果其中之一，第一检测结果包括实际电气回路未发生电弧故障，第二检测结果包括实际电气回路发生电弧故障以及引起电弧故障的目标负载，利用目标故障检测模型对多个待检测波形数据进行分类识别，得到检测结果包括：利用目标故障检测模型对任意一个待检测波形数据进行分类，得到分类结果，其中，分类结果用于确定任意一个待检测波形数据对应负载的类别；将任意一个待检测波形数据与对应的正常波形数据进行比较，得到比较结果，其中，正常波形数据用于表征任意一个待检测波形数据对应负载未发生电弧故障；响应于比较结果确定多个待检测波形数据与对应的正常波形数据均比对一致，根据比较结果生成第一检测结果；响应于比较结果确定至少一个待检测波形数据与对应的正常波形数据比对不一致，根据比较结果和分类结果生成第二检测结果，其中，至少一个待检测波形数据对应的负载为目标负载。

13、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电气回路中电弧故障检测装置，包括：

14、采集模块，用于采集仿真电气回路的仿真试验数据集，其中，仿真试验数据集包括第一类型数据和第二类型数据，第一类型数据为仿真电气回路中发生电弧故障的仿真试验数据，第二类型数据为仿真电气回路中未发生电弧故障的仿真试验数据；第一构建模块，用于构建基于反向传播神经网络的初始故障检测模型；训练模块，用于利用仿真试验数据集对初始故障检测模型进行训练与验证，得到目标故障检测模型；检测模块，用于利用目标故障检测模型对实际电气回路进行故障检测，得到检测结果，其中，检测结果至少用于确定实际电气回路中是否发生电弧故障。

15、可选地，上述电气回路中电弧故障检测装置还包括：第二构建模块，用于构建仿真电气回路的电弧仿真模型；在不同仿真试验条件下，对电弧仿真模型进行仿真试验，得到仿真试验数据集。

16、可选地，上述电气回路中电弧故障检测装置包括：不同仿真试验条件满足以下之一：仿真电气回路中配置的负载种类不同；仿真电气回路中配置的负载数量不同；仿真电气回路中配置的负载连接方式不同。

17、可选地，上述电气回路中电弧故障检测装置包括：不同种类负载在发生电弧故障前仿真试验数据的频域特征与不同种类负载在发生电弧故障后仿真试验数据的频域特征不同，频域特征由不同种类负载的波形数据确定。

18、可选地，上述电气回路中电弧故障检测装置包括：基于反向传播神经网络的初始故障检测模型包括：输入层、隐藏层、输出层，输入层用于将仿真试验数据传输至隐藏层，隐藏层用于提取仿真试验数据的频域特征，输出层用于根据频域特征确定仿真电气回路是否发生电弧故障。

19、可选地，上述电气回路中电弧故障检测装置还包括：划分模块，用于按照预设划分比例对仿真试验数据集进行数据划分，得到第一数据集和第二数据集，其中，第一数据集用于进行模型训练，第二数据集用于进行模型验证。

20、可选地，上述训练模块还用于：利用第一数据集对初始故障检测模型进行迭代训练，得到训练结果，其中，训练结果用于确定初始故障检测模型的训练误差；响应于训练误差小于或者等于预设误差值，利用第二数据集对初始故障检测模型进行验证，得到验证结果，其中，验证结果用于确定初始故障检测模型对于电弧故障的检测准确率；响应于任意一个检测准确率大于或者等于目标值，将初始故障检测模型确定为目标故障检测模型。

21、可选地，上述电气回路中电弧故障检测装置还包括：更新模块，用于响应于训练误差大于预设误差值，根据训练误差调整初始故障检测模型的模型参数，得到更新后故障检测模型；利用第一数据集对更新后故障检测模型进行重复训练与验证，以确定更新后故障检测模型是否为目标故障检测模型。

22、可选地，上述检测模块还用于：采集实际电气回路中的多个待检测波形数据，其中，不同待检测波形数据对应于不同负载；利用目标故障检测模型对多个待检测波形数据进行分类识别，得到检测结果。

23、可选地，检测结果为第一检测结果和第二检测结果其中之一，第一检测结果包括实际电气回路未发生电弧故障，第二检测结果包括实际电气回路发生电弧故障以及引起电弧故障的目标负载，上述检测模块还用于：利用目标故障检测模型对任意一个待检测波形数据进行分类，得到分类结果，其中，分类结果用于确定任意一个待检测波形数据对应负载的类别；将任意一个待检测波形数据与对应的正常波形数据进行比较，得到比较结果，其中，正常波形数据用于表征任意一个待检测波形数据对应负载未发生电弧故障；响应于比较结果确定多个待检测波形数据与对应的正常波形数据均比对一致，根据比较结果生成第一检测结果；响应于比较结果确定至少一个待检测波形数据与对应的正常波形数据比对不一致，根据比较结果和分类结果生成第二检测结果，其中，至少一个待检测波形数据对应的负载为目标负载。

24、根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现前述中任意一项的电气回路中电弧故障检测方法。

25、根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的可执行程序，其中，在可执行程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行前述中任意一项的电气回路中电弧故障检测方法。

26、根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行前述中任意一项的电气回路中电弧故障检测方法。

27、在本发明实施例中，先采集仿真电气回路的仿真试验数据集，其中，仿真试验数据集包括第一类型数据和第二类型数据，第一类型数据为仿真电气回路中发生电弧故障的仿真试验数据，第二类型数据为仿真电气回路中未发生电弧故障的仿真试验数据，以及构建基于反向传播神经网络的初始故障检测模型，再利用仿真试验数据集对初始故障检测模型进行训练与验证，得到目标故障检测模型，最终利用目标故障检测模型对实际电气回路进行故障检测，得到检测结果，其中，检测结果至少用于确定实际电气回路中是否发生电弧故障。

28、容易理解，本发明上述实施例通过预先构建包含电弧仿真模型的仿真电气回路，在仿真电气回路配置不同负载的条件下进行对电弧仿真模型进行仿真试验，得到仿真数据集，再利用仿真数据集对基于反向传播神经网络的故障检测模型进行检测，以不断自调整模型参数，达到确定用于高效、准确检测并定位电气回路中电弧故障的目标故障检测模型的目的，从而实现了提高低压系统中串联故障电弧的检测效率、对故障电弧进行准确定位的技术效果，进而解决了现有技术提供的低压系统中串联电弧故障检测方法的检测效率低、难以精准定位故障电弧的位置的技术问题。