石港：基于改进深度森林的采煤机拖拽电缆挤压力识别方法

《工矿自动化》

一

研究背景

     采煤机拖拽电缆在运行中常受到外部挤压力作用，致使电缆绝缘发生局部放电，影响电缆使用寿命。当挤压力不同时，采煤机拖拽电缆中出现的局部放电特征也不同。因此研究不同挤压力下采煤机拖拽电缆局部放电统计特征量，对于识别采煤机拖拽电缆绝缘所受挤压的程度、避免采煤机拖拽电缆出现绝缘故障具有重要意义。现有研究侧重于局部放电规律和严重程度的分析，无法评估乙丙橡胶电缆所承受应力的大小，导致无法掌握矿用乙丙橡胶绝缘电缆的运行状态。针对该问题，提出一种基于改进深度森林（S-DF）的采煤机拖拽电缆挤压力识别方法。

二

研究内容

     通过实验测量了不同挤压力下采煤机拖拽电缆的局部放电，分析了局部放电谱图、平均放电电流、最大放电量和击穿场强随所施挤压力和电压的变化规律，计算了局部放电的统计特征参量。

图1 不同挤压力下的统计特征参量柱状图

     基于统计特征参量，采用S-DF模型对挤压力大小进行识别。S-DF模型在深度森林（DF）中引入Stacking集成算法，以提升识别准确率。

图2  Stacking集成算法学习过程

图3 改进深度森林模型结构

三

研究结论

    1）不同电压下，最大放电量和平均放电电流均随着挤压力的增大而减小。

    2）击穿场强随着挤压力的增大呈先增大后减小的趋势，挤压力大于2 000 N时的击穿场强低于未挤压时的击穿场强。

    3）不同挤压力下的局部放电统计特征参量可以作为放电指纹，S-DF模型能准确识别电缆所受挤压力的大小，且识别率高于其他传统分类算法。

表1 S-DF模型与随机森林、SVM识别准确率对比

作者简介

引用格式

石港，雷志鹏. 基于改进深度森林的采煤机拖拽电缆挤压力识别方法[J]. 工矿自动化，2023，49（10）：8-16, 51.

SHI Gang, LEI Zhipeng. Recognition method of the squeezing force of shearer dragging cable based on improved deep forest[J]. Journal of Mine Automation，2023，49（10）：8-16, 51.

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