ＤＯＩ：１０．１２１５８／ｊ．２０９６⁃３２０３．２０２３．０２．０２３２０２３年３月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第４２卷第２期基于改进半监督阶梯网络的有载分接开关故障诊断方法郑尚直１，仲林林１，王同磊２，高丙团１（１．东南大学电气工程学院，江苏南京２１００９６；２．国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，江苏南京２１１１０３）摘要：有载分接开关（ｏｎ⁃ｌｏａｄｔａｐｃｈａｎｇｅｒ，ＯＬＴＣ）是变压器实现有载调压的关键部件，具有复杂的机电结构。基于振动信号的ＯＬＴＣ机械故障诊断目前存在样本标记难度高而难以有效训练的难题。文中提出一种基于贝叶斯优化和卷积算子改进的阶梯网络（Ｂａｙｅｓｉａｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ⁃ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌｌａｄｄｅｒｎｅｔｗｏｒｋｓ，ＢＯ⁃ＣｏｎｖＬＮ），可在少标签情况下提高ＯＬＴＣ机械故障诊断的精度。首先，引入阶梯网络对振动信号进行半监督学习，充分利用大量无标签样本的潜在信息对特征提取过程进行指导，提升少标签情况下阶梯网络的诊断性能。然后，用卷积算子替代阶梯网络中的全连接形式的线性变换，增强阶梯网络对非平稳振动信号的特征提取能力。在此基础上，借助贝叶斯优化对阶梯网络高维超参数进行寻优，在有限时间成本下显著提升了模型的诊断精度。实验结果显示，在仅有４０个标签的情况下，对传动卡涩、芯子润滑不足、顶盖松动３类故障的诊断精度达９１．６７％，证明了ＢＯ⁃ＣｏｎｖＬＮ在故障诊断中的有效性。关键词：有载分接开关（ＯＬＴＣ）；故障诊断；振动信号；阶梯网络；半监督学习；贝叶斯优化中图分类号：ＴＭ４０７文献标志码：Ａ文章编号：２０９６⁃３２０３（２０２３）０２⁃０１９７⁃０９收稿日期：２０２２⁃０９⁃２４；修回日期：２０２２⁃１２⁃０１基金项目：国家自然科学基金资助项目（９２０６６１０６）０引言有载分接开关（ｏｎ⁃ｌｏａｄｔａｐｃｈａｎｇｅｒ，ＯＬＴＣ）是变压器中唯一可以动作的部件，具有复杂的机械结构和电气特性［１⁃２］。据统计，因ＯＬＴＣ故障引起的变压器事故占变压器总事故的１８．５％，其中紧固件松脱、异常机械磨损、异常转矩与传动卡涩等机械故障占比７０％～９０％，异常过电压、绝缘油劣化等电气故障占比１０％～３０％［３］，且许多电气故障也都由机械故障发展而来。因此，对其机械性能进行有效评估对提高ＯＬＴＣ乃至变压...
