7. Identyfikacja defektów badanego obiektu Pierwszym krokiem na drodze do identyfikacji defektów było przygotowanie tzw. odcisku palca poszczególnych defektów. W tym celu został napisany program Gaussian [45], którego okno przedstawia rysunku 7.1. Wszystkie parametry opisujące rozkłady częstościowo amplitudowe zostały poddane takiej samej procedurze. W kolumnę o nazwie Seria liczb zostały wpisane wszystkie wartości danego parametru, które znajdują się w Załączniku 1. Wynikiem działania programu na wprowadzonej serii liczb były parametry statystyczne opisujące tę serię. Parametry opisujące wprowadzoną serię liczb: - współczynnik koncentracji serii iloraz dolnego i górnego kwantylu serii liczb rzędu 0,15, - średnia arytmetyczna serii, - odchylenie standardowe serii, - procentowe odchylenie standardowe serii. Rys. 7.1. Okno programu Gaussian [45] Wartość rzędu kwantylu została narzucona a priori w celu zminimalizowania wpływu na wartość współczynnika koncentracji 69
przypadkowej wartości liczby w serii. Dla celów identyfikacji defektów przyjęto, że wartość współczynnika koncentracji serii jest równoznaczna wadze danego parametru. Program Gaussian umożliwia również porównanie dodatkowo wprowadzonej liczby z serią, podając jej gęstość prawdopodobieństwa. Analiza wszystkich rozkładów czasowych impulsów wyładowań niezupełnych doprowadziła do zredukowania liczby parametrów opisujących rozkłady fazowe do jednego: Qmax+/Qmax-. Wartość kąta fazowego, przy którym rejestrowano impulsy wnz, nie pozwalała na jednoznaczne uzależnienie wartości parametrów kątowych (kąt początkowy, kąt końcowy i kąt średni dla dodatniej i ujemnej połowy sinusoidy napięcia) od rodzaju defektu. Odcisk palca wszystkich badanych defektów jest przedstawiony w Załączniku 2. Kolejnym krokiem pracy było wyselekcjonowanie i usunięcie z odcisku palca tych parametrów, które nie nosiły informacji pozwalającej odróżnić poszczególne defekty. Po selekcji pozostały tylko te parametry, które choć dla jednego defektu spełniały kryterium braku części wspólnej zakresu zmienności parametru tego defektu z zakresami zmienności innych defektów. Zakres zmienności parametru należy rozumieć jako zakres od średniej arytmetycznej tego parametru pomniejszonej o odchylenie standardowe do średniej arytmetycznej tego parametru powiększonej o odchylenie standardowe. W ten sposób z odcisku palca zostały usunięte następujące parametry: - minimalna liczba wyładowań, - maksymalna liczba wyładowań, - dominanta ładunku, - współczynnik asymetrii ładunku, - współczynnik ekscesu liczby wyładowań, - współczynnik ekscesu ładunku, Dodatkowo z odcisku palca został usunięty parametr ładunek minimalny, którego wartość była w dużej części uzależniona od nastaw czułości aparatury pomiarowej. Załącznik 3 przedstawia odcisk palca wszystkich defektów po usunięciu wyżej wymienionych parametrów. Komórki zaznaczone kolorem oznaczają parametry, których zakres zmienności dla wskazywanego defektu nie pokrywa się z zakresem zmienności tego parametru dla pozostałych defektów. 70
Kolejnym krokiem było nadanie wagi zerowej tym wszystkim parametrom każdego defektu, których obszar zmienności choć częściowo pokrywał się z obszarami zmienności innych defektów. W ten sposób, do celów identyfikacji defektów, zostały wykorzystane tylko te parametry, których wartość pozwalała jednoznacznie zidentyfikować jeden z czterech defektów. Dodatkowym zabiegom poddano dwa ostatnie parametry: liczba mod oraz Qmax+/Qmax-. Z pomiarów wynika, że liczba mod rozkładu częstościowo amplitudowego tylko i wyłącznie dla defektu drugiego ma wartość równą dwa. We wszystkich pozostałych rozkładach stwierdzono pojedynczą modę. Niestety pewna, niewielka liczba zarejestrowanych rozkładów częstościowo amplitudowych tego defektu nie posiadała drugiej mody. Fakt ten został uwzględniony w odcisku palca w ten sposób, że zmodyfikowano wagę tego parametru. Jeśli badany rozkład miał dwie mody to waga tego parametru została ustalona na 100 %, natomiast w przypadku, gdy rozpoznana była tylko jedna moda, to waga tego parametru została ustalona na zero. Podobnie został rozwiązany problem parametru Qmax+/Qmax-. Defekt 4 ma zwykle zerową wartość tego parametru, co oznacza brak wyładowań niezupełnych w dodatniej połowie sinusoidy napięcia. Jednak zauważono, że sporadycznie takie wyładowania mogły się pojawić w obu połowach sinusoidy napięcia. Możliwość tę uwzględniono w ten sposób, że waga parametru Qmax+/Qmax- została ustalona na 100 % wtedy, gdy wartość tego parametru jest zerowa. Jeśli jednak wartość tego parametru była różna od zera to jego waga zostanie ustalona na zero. Na komentarz jeszcze zasługuje wartość parametru Qmax+/Qmaxdla defektu trzeciego. Została ona ustalona na więcej niż 12,4. Wynika ona z tego, że mikrowyładowania między stykami w badanych komorach gaszeniowych były rejestrowane przede wszystkim w dodatniej połowie sinusoidy napięcia. Jednak czasami były rejestrowane pojedyncze impulsy w ujemnej części sinusoidy napięcia co implikowało zmniejszeniem wartości Qmax+/Qmax- z nieskończoności do kilkudziesięciu lub kilkunastu. Wartość tego parametru równa 12,4 jest najmniejszą zarejestrowaną wartością podczas wszystkich pomiarów. Tablica z ostateczną zawartością odcisku palca przedstawiona jest w Załączniku 4. Na podstawie tej tablicy napisano program do identyfikacji defektów. Okno startowe programu Identyfikacja defektów [46] jest pokazane na rysunku 7.2. 71
Rys. 7.2. Okno startowe programu Identyfikacja defektów [46] W celu zidentyfikowania defektu należy przejść następujące kroki: - zbadanie zdefektowanej komory gaszeniowej przy użyciu WAA oraz karty przetwornika A/C i uzyskanie plików wynikowych z obu urządzeń, - wprowadzenie plików wynikowych do programu Statys i AnSin oraz zapisanie wyników na pliku, - wskazanie programowi Identyfikacja defektów położenia pliku wynikowego z programu Statys oraz wskazanie obliczonej przez AnSin wartości w polu wyboru, - uruchomienie procedury identyfikacji defektów. Po wykonaniu obliczeń program generuje okno końcowe z hipotezą końcową rozpoznania defektów. Okno to, wraz z przykładowym rozwiązaniem, przedstawione jest na rysunku 7.3. Program rozpoznaje defekt wypisując w procentach stopień rozpoznania. Stopień rozpoznania jest liczony według wzoru: R n = ( r w ) n n w n, (7.1) gdzie: R n stopień rozpoznania defektu numer n, r n rozpoznanie parametru dla defektu n; gdy parametr nieznanego defektu zawiera się w zakresie wyznaczonym przez średnią arytmetyczną parametru i jej odchylenie standardowe, to r n =1, w przeciwnym wypadku r n =0, 72
w n suma wartości wszystkich wag odcisku palca dla defektu n, (r n w n ) suma wartości wszystkich iloczynów rozpoznania parametru i wagi dla defektu n, Stopień rozpoznania dla poszczególnych defektów nie musi po zsumowaniu wynosić 100%, gdyż są to wartości niezależne od siebie. Rys. 7.3. Okno programu Identyfikacja defektów z przykładowym wynikiem rozpoznania [46] Program Identyfikacja defektów może również pokazać szczegóły rozpoznania wszystkich defektów. Jest to przedstawione na rysunku 7.4. wraz z przykładowymi wartościami. 73
Rys. 7.4. Przykładowy stopień rozpoznania poszczególnych defektów, wygenerowany przez program Identyfikacja defektów [46] 74