In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we Elec tron ic s an d   D r ive S y stem  (IJ PED S V o l.  11, N o.  1, Mar ch 20 20,  p p.  326~ 3 3 2   IS S N : 2088- 86 94,  D O I :   10.11 59 1 /ij ped s . v11 . i 1.pp 3 26- 33 2           326     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i j p eds.i a esco re .com  Effects of shorter phase-resolve d partial disch a rge duration on   PD classification accuracy       C h on g Wan   X i n 1 , Won g Jee   Kee n   R aymon d 2 Ha z l ee  A z il Il lias 3 ,   La i Wen g  Kin 4 Y i a u w   Ka h   H a ur 5   1 , 2, 4, 5   Dep a rtm e nt  o El e c t r ical   a n d   E l ectro nics  E ngi neeri ng,  Tu nku  A b d ul  R ahm a n U n i v ersity  Co lleg e , M alay s i a   Depart ment  of  E l ectr i cal  E n g in e e ri n g , Un i versit y o f  Ma l ay a, Ma l ays i a       Art i cl e In fo     ABSTRACT A r tic le hist o r y :   Re ce i v e d  Ju l  1 7,  201 Re vise d O c t   2,  201 Ac ce p t ed  No v   2 3 ,  2 019      Parti a d i scharge  (PD)  p attern  r ecognit ion   i s   u sef u l   to  d iagnos insulat i on  con d i t i on.   P D   meas urem ent   data  i s   comm only   rep r esent e in   phas e -resolved  p a r t i a d i s c h a r g e   ( P R P D)   f o r m a t.   P R P D   is   u s e fu a s   i t   pr o v i d e s   v i si b l e   pat t ern   f o dif f e ren t   P so urce  a n d   vari ous   f ea t u res   can  b ext ra cted  f o r   P pat t ern   reco gni tion .   Sh ort e P R PD   d urati on  will  e nab l m o re  t ra i n in dat a   bu t h i n f o rm atio in  each  d ata  i s   l ess   and   vi ce   v ers a This  w or k s   a i m to  in ves t i g ate  t h ef f ects  of   u s i n g   v ery  s hort   du rati on  P R P D   d at on   t h e   accur acy   o f   P D   p att e rn  r ecog n i t i on.  T h e   r esu l t s   c on clu d t h at   m a c hine   learn i n g   m od e l s   s u ch   a s   Artifici al  N eu ral  Netwo r (AN N a n d   S u p port  Vect or  M ach in e   (S VM are  robu st   e n oug such  t hat   redu cti o n   of   P RP D   du rati on  f r o m   1 5-s econ d s   to   1 -secon d   causes   l e ss  th an  5   %   d ro in  t he  clas sificati o n   accuracy H o wev e r,  t h i i s   only   tru e   f or  n o i s e   f ree  con d i t i on.  Wh en  t h e   s am P D   d ata  i s   o v e rlap ped  w i t h   r andom   n o i se,   t h clas sificati on  accur acy   s uf f e rs  a   s ig nifi cant   red u ct io up   t o   19 % .   T h e ref o re,  lo n g e r   P R P du rati on  is  r ecom m e nd ed t withs t and   t h eff ects   of  noise  c on t a mina tion . K eyw ord s :   Parti a l disch a r g e   Pat t ern   re c o gnit i on  PRPD  Th is  is a n  o p en acces s a r ti cle u n d e r t h CC  B Y -S A  li cens e   Corres pon d i n g  Au th or:   Wo n g  Je e  K ee Ra ymon d,   D e pa rtme nt   o El e c t rica l   a n d   El ect ro ni c s  Eng in e e ring Tu nk u A b d u l  Ra h m a n U n ive r si t y   C ol le ge,   S t .   G e n t i n g K e lan g S e ta pak,  5 3 3 00, K ua la Lum p u r,  Malays i a.   Em ail:  w o n g jk @tar c. edu.m y       1.   I N TR OD U C TI O N   I n su lat i o n   fa i l u r in  e lec t rica l   pow e r   s ystem   com pone nts  w i ll  c a u s e   cata s tr op h i dam a ge There f ore ,   it   i i m p o rta n t o   fre que n t l y   m oni tor   the   i n s u la t i o n   q ua li t y .   S ince   P me a s ure m e n t   is  a   n on des t ruc t i v te st ,   i t   is  w i d e l use d   f or  i ns ula t i o n   c ond it i o n   asse ssm ent  [1-3] .   P D   is   d e f in ed  a elec t r i c a l   d i s char ge  t hat  p a rti a lly   bri dges  the   ins u la t i on  a c c o r d i ng  to  I E C   6 0 2 70  [4].  D e s p i t e   o n l y   p a r t i a lly  b ri d g i n t h e   ins u l a ti on,   P D   w i l l   ca use   e v en t u al   i ns u l a t i on  bre a kd ow if  l e f un de tec t e d If  P D   c an  b de tec t e d   a t   a n   i n c ip ie nt  s ta ge uti l i t y   com p an ies ca n   avo i e xpe ns ive   e l e c t rica l   eq ui pm en fa ilur e [5,  6] .  Eac in s u la ti o n   d e f e c t   h as   i ts   o w n  un i que  di sc harge   a t t r ibu t es,   w h ic c a be  u sed  to  t ra i n   m achi n l e a r ni ng  m o del s   t ide n t i fy  t h e   d e f ec t   t y pe  b ase d   o n   the  me asured  P D   pa t t e r [ 7 ].  S uc P D   c lassifiers  w i l l   g re a tly  f a c i lita te   t h e   i nsul a t i on  c o nd iti o n   m on ito r i n g   o elec tr ical p ow e r  c ompone nt a t  low  c os t   an effic i e n t   ma nn er.   P R P D  i s   t h e   m o s t  w i d e l y   u s e d  r e p r e s e n t a t i o n   f o r   P D  [ 8 ,  9 ] .  I n   o r d e r  t o   o b t a i n  a  P R P D   d a t a   repr esenta t i o n a   P D   d etec tor   is  r eq uire t o   m e a sure   a   c on tin uo us  s trea of  P D   pu lse s .   Ea ch  i n d i v i du a l   P D   pu lse   w i ll   b e   q u a n tifie in t o   t he  phas e   a ng le   ( ϕ ),  c harge  m a gnit ude  ( q a n d   t h nu mb e r   o f   PD  o cc u rren ce  ( n ).   Be ca use   o f   t h i s,   P RP D   i s   a lso  kn ow as  ϕ -q- n   pa t t ern  [1 0].   P R P D   can  b re p r esen ted  a s   a   3 -dime n si o n al   d at a   arr a y, 3D   figur e,  or  2D  im a ge  w it co lor c o n t o u r .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Ef fec t o f   sh ort e ph ase - reso l v e d  pa rti a l d i s c ha rge  d u rat i o n on PD  clas sif i ca t i o n  acc u ra c y   (Cho ng  W a n Xi n)  32 7 The   P D   m ea s u r e m e nt  d urat i on  to  g e n era t e   sing le   P RP D   re prese n t at io n   i s   n ot   s t a nd a r di ze d   and  di ffe re nt  dura tio h a bee n   u se b y   r e s e a rc hers  f or  P D   c l a ssifi c a tio relate rese arc h .   F o exa m ple ,   300   seco nds [1 1 ], 120 se c o n d s [1 2 ] 60 seco n d s [9, 13], 50 sec o nds  [1 4],   a nd 3   se con d s o n l y [ 1 5 ] . Thi s w o r k  a ims  to   i n v e s ti ga te  t he  e ffe c t s   o f   u si n g   v e r s hor t   P R P D   dur a tio on   P D   class i fica tio a c c ura c y.  A   d urat i o n   o f   1 - seco nd   t 1 5 -sec onds   w a s   c h o se t o   t e s t   t h rob u s t ne ss  of  m a c h i n e   l earn i ng   m od el t o   r e c ogn i z e   t h PD   source  w he n   pr ov i d ed w ith j u s t 1  to  15 sec onds  o f P R P D  p a t t e r n .    Tw gr ou p s   o f   P D   d ata   sour c e   w e r use d   f o r   t h i w o r k Th firs t   g r o u p   c onsis ts  o 3   la fa br i c a t e d   in su la ti o n   m a t e r ials,  w h ich  p r ov ide  m o re   c on sis t e n t   P R P D   p a t t e r w h il e   t h e   se c o nd   g r o up   c o n s i st of  5   P R P D   p a t t e rn  m easure d   f rom   Cross-l i n k ed  P olye t hyle n (X LP E)  c a b le  j oin t   d e f ec ts,  w h i c pro v ide s   a   m ore   inc o ns i s te n t  P RP D   pat t ern.   C ompa rin g  the  resul ts o f b o t h   grou ps   w i l l   g i v e a more   c ompr ehe n si ve vi e w   of  t h e   effec t   o f r e du ci ng t h e   P R P D  dura tio n.    The   P R P D   d u r a t i on  d i re ct ly  c orr e lates  to  t he   n um ber  of   P D   occ u r r i n g  p e r  m e a s u r e m e n t .   W h e n   fe at ures  e x t r acted  f rom   PRPD   p at t e rn  w e r use d   f or  c la ssi f i c a t i o n ,   th e   a ccur acy  d e p end s   o va ri ety  o f   f a ctors.  S i n ce  t his  wor k   i f o c u si ng   o n   ex a m i n i n g   th e   ef fect o sh o r ter  P R P D   durat i on,  t he  o ther  f ac t o rs  a r e   kep t   c ons ta nt.  In  o t h er   w ords the  t ype  o fe ature   ex trac ti o n   p erf o rm ed,  the  n u m b er   o tr ain i ng  a n t e st  d a t a ,   as  w ell  as  t he  c lass ifier  h ype r p ara m e t e r re m a ins  t h sam e   w hi l e   on ly  v aryi ng  th P R P D   dura t i o to  obs e r ve   its  e ffec ts on  PD   p attern  r ec o gni ti o n  ac c ura c y.   The   re ma i n de r   of  t he  p a p er  i orga ni z e d   a f o ll ow s;  S e c t i o II  de sc ri b e t h o v e r all   exper i m e nt   set up,  w h i c h   c ove rs  t he   P D   me asur e m e n t   s e tu p,  P D   so ur ce  pre p ara tio n,   a nd   r an dom   n o i se  d a t use d .   S e c tio n   III  describes  the  PD   c las s ifica t io proce d ure,  w h i ch  i ncludes  f e a t u re  e xtra cti o n   a nd  P D   c lass i f i e r.   T he   r esu lts   & disc ussi on  a r e   incl ude d i n   S ec ti o n   I V   w h ile  S e c tio n   V   pr ov ide s   th e   co nc l u si on  f o r  t hi s wo rk .       2.   RESEARCH  M ETH O   2.1.   PD  m easur e me nt setup  A   c o m m e r c i a l   P D   d e t e c t o r ,   w h i c h  c o m p l i e s   w i t h  t h e  I E C  6 0 2 7 0   s t a n d a r d ,  w a s  u s e d   i n   t h i s   w o r k .   The  PD   d e t ect or  i ab le  t d i sp lay  the   PRPD   p atter n   i rea l   t i m and  th e   data  c a n   b exp o rte d   t P C   f o r   furt her   proc ess i n g .   A   blo c k d i agra of  t he  m ea sur e m e nt set up  is   s how in  F igure   1.    The   H V   source  is a   ste p -u p t r a n sform e r   ca pable  of s u p p l yin g  u to 200 kV . The  m ea suring  c apacitor   me asure s   t he  v ol ta ge  s u p p l ie d.   T he   c ou p l i n c a p ac itor   w i ll  t r an s f er   a n   a ppar e nt   c ha r g e   to  t he   t es o b j ect  t st a b il ize   the   v o lta ge   w he ne v e it  detec t a   vol tage   d ro d u t o   P D   oc cur r e n ce.   T his  da t a   i pa sse t o   t he   P detec t or  and  t h e   US con t rol l e hand les the  data  t ra nsfe r b e t w e en  t he  P D de t e c t or a nd t h P C         F i gur e 1.  Bl o c k  dia gr am  of  PD  m easure m e n t   set u p       2.2.   PD  s ou rc e p repar a t ion   Tw grou ps   o P D   s o u rc es  w ere   pr epar ed   a n d   c om pare in   t his  w o r k .  P D   G r o u p  1  c o n s i s t s  o f   3   classes  o f   P D   w h ic a r vo id,  coro na   a n d   s urfac e   d i s c h a r ge  m ea s ur ed  f rom   l a fa brica t ed  l ow - d ens i t y   po lye t hyle n e   ( L D P E).  T h e   de t a i l s   o f  the  sam ple   pr e p ar at ion   an me asure m e n t co n d i tio n c a n be fo u nd i n  [1 6 ] .   P D   G r oup  c o ns is ts  o cla s se of  P D   so u r ce   m ea sured  fr om  X LP c a b l j o in t s   w i t h   a rtific ia de fe cts .   T he   artific ia de fec t i n c l ude   i nc i s i on  o n   i nsu l at io l a y e r,   m eta l l ic  p art i c l es  on  ins u la t i o n   l aye r roug e d ges  a t   sem i c o nd uc tor   la ye r,  a ir  g ap   a sem i c o nd uc t o la ye an o f f-ax i j o i n t   insta lla t i o n M o r e   i nform a ti on   a bou t   the sa mp le  p repa rat i o n  c an be   fou n d   i [17].     P D   G roup  cons is t   o f   6 P D   d ata  w h er eve r cla sses   have   22  da t a   eac h.  P Grou co ns i s of  10 P D   d a t a   w h er eve r c l asses  ha ve   2 data  e ac h.   F ig ure  s h o w s  o n e  e x a m p l e  o f   v o i d  P R P D   f r o m   P D   G r oup  w h i l F i g u re  3   s how one  e xam p le  o i n c i si o n   d e f e c t   f rom   P D   G roup  at  1 - s e c on a nd  15-se c ond s   dura t i o n.  T he  x - a xis  r e pre s e n ts  t he  p hase  a ng le  o t h P D   o cc urre n c e,   t he   y -ax i s   r e pre s en ts  t he  c ha rg e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I nt  J   P o w   E l e c   &   D r i   S yst   V o l.   11,   N o.   1 ,   Mar   202   326  –  33 32 8 m a gni t ude  o t h P D   w hile  t he   n um ber   of  P D,   a lso  k now a s   t he  P in t e n s it i s   r epr e sen t ed  by  t h col o r   g a m u t   at  t h e  s id eb a r     (a)  (b   F i g u r e   2 .   V oid  P R P D   f r o m   P D   G r oup  1,   ( a )  1- s eco nd  ( b )   15- seco nd     The  1 5 - s ec o n d s   d ur a tio P R P D   i ma de  u of   a   c o n tin u ous   c om bina t i o n   o f   1 5   u ni ts  o f   1 - se cond  P R P D .   The   r a ti o n a l e   f o r   us i n t h ese  tw gr ou ps  o P D   s o u r c is  to  b e t t e r   obser ve   t he  i mpa c o f   u si n g   sho r t e r   PR PD   d u r a t i o n .     P D   G r oup  ha m o r e   c onsis ten t   P D   pa t t e r and  ju st  3   d if fe r e n cla s se s.   C on ve r s el y,   P D   G r oup  ha a   mor e   i nc onsis te nt  P D   pa t t er an d i ff er e n t   c l a s se s.   W i t t h e   sa me   P RP dur a t ion,   i is  e x p ec t e t h at   P D   G roup  will  b easier  t clas s i fy  a nd  h ence  S VM  a nd   ANN  can   a c h i e ve  h i gher   c l a s sif i c a t i on  acc u r ac y.  Whe n   r educ in t h P R P D   d ur ati o n   f o r   P D   G r oup   1 ,   it  ca n   be   s ee t h at  a lt hou gh   t h e   P in t e n s it i s   d i f f e re nt  f o r   sec o nd  a nd  1 5   s e c o n d s,   t he   g e n e r al  s ha pe  i sim i l a r .   S inc the  oppos ite  i s   t rue  for   G r oup  2,  t hi s   will  m a ke   it  m o r e   c ha lle ng i ng  to  b e   c l a ssif i e d   w h e the  P R P D   d ur at io n is re d u ced.       (a)   ( b   F i gur 3.   I ncisi on  de f e c t   f r o m   P D   G r oup  2,   ( a )   1 - s e c ond  ( b )   15- s eco nd     I n  o rd e r  t o   i n v e s t i g at th e   r o b u st n e s s  o f   t h PD   c l a s s if i e r   u n d e r   n oise  c o n t am i n a t i o n,   r a n dom  noise  m e a s ur ed  f r o m   gr ou nd  in ter f e r ence   w a s   u sed  t o   over l ap  t he  c lean  P R P D   p a t t e rn Fo r   ex a m p l e ,   T   dur ati on  of  P R P D   w i ll  be   over l a p pe w i t h   T   dur a tion  o f   r andom   n o i se   t ge ner a te  a   n oi se  c on tam i na t e P R P D  d at a. T h e   P D  cl a ssifi er w i l l b e  train e d  usin g   clea n   P R P D  d at a b u t tes t ed   agai ns t c ont a m inat ed  P RPD  data.   An  e xample  of   r a n d o nois e   P RPD   is  s how in  F ig ur 4.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N 2088- 86 94       Ef f e cts o f  sh or t e r ph ase- re so lv ed pa rt i a l   d i sc ha rge  d u r a t i o n   on PD   clas si f i ca t i o n   acc u r a c y  ( C ho ng  W a n Xi n)   32 9     F i g u r e   4 .   Ran d o m   noi se  f or   15- seco nd s       3.   PD  C LAS S IF ICAT ION  3. 1.   F e at u re  ext r act i on   The  ra P D   d a t a n PRPD  i to large   t o   b use d   a i n p u t   f ea tu re   t trai the   P D   c las s i f ier.   H ence ,   f eat ur e   e x t r act i on is  r eq uir e t o   o bta i a   use f ul  r e p r e se nta t i o n of  the P RP D   patt er n.   T he   e xtr a c t e d  fe a t u r e s ar e   a l s o   k now a s   P D   f i nge r p r i n t ”.   T he   P RP D   can  b e   sor t e d   i nt tw o   p r i m a r y   d is t r ibu t io ns  H n( φ)   a nd  H q n( φ ) H n ( φ )   is  a   2 - D   p lo of   P D   i n te ns i t vs  pha se   o cc ur r e nc w h i l e   H qn( φ)   i a   2- D   plo t   o P D   c har g e   m a g n i t ude   vs   phase   o cc u r r e nc e.   T hese  t w o   d istr ib u t i o ns  c a n   t he b e   d iv i d ed  i nto   an ot h e r   tw sepa r a te   d i s tr i b u t i o ns   ba se o n   t he  p os i t i v a n ne gat i v ha lf   o t h p h ase   c y cle .   F ou st at i s ti ca l   fe atu r es   s u c h   a s   M e a n ,   V ari a n c e,  K u r t os is,   a nd  S k e w ness  c a be   c a l c u la te f r om  a ll   f o u r   d i str i bu t i o n s   t o   f o r m  a  t o t a l  o f   1 6   f e a t u r e s  f o r  e a c h   PR PD   d at a .  T h e  K u r t o s i s   a n d  Sk e w n e s s  c a n  b e   c a l cu l a t e d   b y   u si n g   t he  f o l l o w i ng  f o r m ula s :               3  ( 1 )                  ( 2 )     wh ere  N   i s   t h e   t o ta d a t a   s iz e ,   f(x i )   i t h fu nc ti on   o in ter e st,   a n d   x i   i t h in d i v i dua l   di scr e t e   v a l ue   o t h di str i b u t i on.   A  c omple t e   m a th em atica l   d escr i p t i on  o f   K ur to sis  a n d   S kew n e s can  b fo un in   [ 1 8- 20] .     3. 2.   P D  class ifier   Tw com m o n l use d   m a c hi n e   l ea r n i ng  clas sif i er   w a s   u sed   for   t h is   w or a s   t he   P D   c l assi f i er ,   A N N   [ 2 1 - 2 3 ]   an S V [ 24- 27] .   U s ual l y,   t he   t ot a l   i np u t   d ata   w i l l   b di v i d e i n t o   t r a in i n te st in da ta.   Th e   c l a ssif i e r   w il be   t r a i n e d   u si ng  the  tr a i n i ng  da ta  a n d   t e s t e u s i ng  t h te st i n da ta.   F o r   t h is  w or k,   t he   pe r f or m a nc o f   t he  P D   cla ssi fier   w a s   e va lua t ed   u s i n g   K - f o l d   c r o ss- v al ida tio n.   T he   i n p u t   data   w e r r a nd oml y   di v i de in to  K   numbe o f   s ets,  t he   f irs t   s e t   w ill  be  u se for   t e s tin wh i l e   t h e  o t h e r  s e t s   w i l l   b e   u s e d  f o r   t r ai n i ng T h is  p ro ce ss  was  rep e at e d   K   num ber   of  tim es  w her e   e ac h   se w i l l   t a k a   tur n   t be  u se onc as  tes t i n da t a The  ave r a g e   cla ssi f i ca t i o n   a cc ur acy  i t h e n   c alcu la te d.   F or   P D   Gr oup  1,   1 1- f o ld  c r o ss- v a lida t i o n   w a use d   w h i l e   1 0- f o ld  c r o ss - v al ida t io w a use d   f or   P D   G r oup  2 This  K   numbe r   w a s   c h osen   s o   t h a t   e a c h   fo ld  c on ta ins  t h sa me  num ber  of  d ata from   ea ch  c lass.   The  be ne f it  of   u s i ng   K - f o l c r oss- val i d at io is  t a v o i over f i t t i n g   a n d   se l e c t ion  b i as In   o rd er  t obs er ve  t he  p e r for m anc e   o f   the   P D   c lassi f i e r   w he usi n n o i s c o n tam i na ted  da t a the  cl assifier  w a s   t r a in e d   us in cle a in pu data,   an the   tes t   d ata   w a ove r l ap pe w ith  n o i se  d a t pr i o r   to  t es ting.   T h i w i l l   p r oper l y   ga u g e the   ca pa bi l i t y  of the P D  cla ssi f ier   to r ecog n iz c o nta m in at ed   i npu t   d a t a   t h a t   wa n o t   seen   b efo r d u r ing  the  tr a i n i ng  pr oc ess.       4.   RESU L T A ND DIS C U S S I ON    The  e ffe c t of   r educ i n P R P D   dur a t i o n   o n   b o t P D   G r o u p   1   a nd  P D  G r o u p   2  a s   w e l l   a s  t h e  e f f e c t s   of   n o i se   c o n ta minat i on  ar s how in  F ig ur a nd  F i g u r e   6   w he r e  t h e   x - a xis  r e pr e s e n ts  t he   P R P D   d u r a tio n   wh ile  t h y - a x i r e pr ese n t s   t h e   a ver a ge  c l a ss i f i c a t i on  ac cur a cy.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694   I nt   J  P ow  Elec   & Dr i   S y st V ol.  11,  N o.  1 , Ma r  202 :    326    33 33 0 (a)   (b)    F i g u r e   5 .   A N N  a vera g e  c l a ssifi c a t ion  ac cura cy for ( a)  P D   g r ou and ( b ) P D  gr o up  2       U nde no ise  fre con d i tio n,   u s i n g   s hor ter  P R P D   dura t i on  bare ly  a ffect t h ANN  cl assi fi cati o ac cura cy  o PD  G r oup   1 .   T h ave r age   a c c u r acy  i 94   %   w i t h   o n l 1 . 36   %   s t a n d a rd   d ev i a ti on Fo PD  G ro up  2,  t h e   c lass i f i c ati on  ac c u ra cy   s u f fer s   a   m i n or  r educ tio o f   5   %   w h e t h e   P R P D   dura t ion   redu c e fr o m   15- seco nds  t 1-sec o n d Th is  c a n   b ex p l ai ne d   by  t h rela ti v e ly  c o n s iste nt   P R P D   patter n   o PD   g rou p   1 he n c e   the  sh or t e P R P D   durati on  doe n o t   s i g ni fi cant l y   a ffe c th e   P D   c l assi f i ca ti o n   a ccur a c y   c om par e to  P D   grou p   2.  T he   overa l l   s m a ll  reduc tio i n   c lass ifica tio ac cura c y   s how s   t h e   r o bustn e ss  of   ANN   a n d   SVM   i n   d e a li ng  w ith  s h o rter  P RP D   durati o n a s   i npu da ta.   Wh en   n oi se  c on t a min a ti on   i t a k e n   i n t o   c on si d e ra t i o n ,   t h e   ANN  c lassific a t i o acc urac of  P D   gro u p   de ter i ora t e s   m ore  seve rel y   c ompa red  t o   P D   gro u p   2.   D u e   t t h e  l o w   v a r i a t i o n  o f   P R P D  p a t t e r n  i n   P D   g r o u p   1,  t he   P D   clas sifier  f or  P D   G r oup  i s   n o t   g o o d   i ge nera l i z i ng .   H e nc e,   a ny   v ar i a t i on  in  t he  i n p u da ta   w i l l   ca use   large r   r e duc tio in  c l a ssi fica t i o n   a c c ura c y.  F or  P D   gro u p   2 t h e r is  a o b v i o u tre nd  w h ere   hi ghe PRPD  dura tio n   r e sul t in  b e tte classifica ti o n  ac c ura c y.   A   sim i l a be ha vior   i obse r ved  for  t h S V class i fier  w here   s ho r t er  P RP D   dura t i o affec t P D   G r oup  2 m o re sever el y com p ar ed t o G r ou p 1.  H ow e v er,   th e overa l l  acc u r acy   of  SVM i l o w e r t h a n   ANN.   F o r   P D   G roup  a n d   G r ou 2,  S V M   h as  a a v era g e   o f   1 %   and   1 9   l o w er  a cc u r ac y   comp a r ed   t ANN  u n d e n o i s e co nt ami n a t ion .       (a)   ( b   Fi g u re  6 . SVM   av e r ag e cl assi fi cati o n   a c c u ra c y  fo r  (a )  P D g r o u p   and ( b ) P D  group  2       5.   CONCL U S ION    Th eff ect of  u si ng   s h o r t e d u r a t i o n   PR PD  f o r   P c l as sif i c a t i o has  bee n   s ucc e ssfu lly  i n v es t i ga t e d.  Ba se on  the   resu lts  o b t a i ne d ,   it  ca n   be   c onc lude t h at   P D   clas s i fica t i o n   acc urac o f   P source   m ea sure d   from   l a b   f a b ri ca ted  i n su la t i o n   m ateria ls  w i l no t   be  s ig ni fica n t l affec t e d   b usi ng  sh or t e P R P D   durati on.   H o w e ve r,  t h i is  o n l true  f o r   l ab  f a b rica te m a te ria l s.  F or  m o re   r e a l i sti c   a n d   p ract i c al   P mea s u r ed   f ro pow er  sys t e m com p o n e n t s  su c h as X LP E c a ble  joi n ts, usin g  lo nge r  P RP D   dur a tio n can  i mprove  c l a ssifi c a t i o n   accu racy   o f   ANN  an d   SVM.   U si ng   l ong er   P R P d u r a t i o n   al so   e n a bl e s t h e PD classi fier to   be  less   s u sc e p ti ble   to cla ssi fica ti o n  a cc urac y re d u c t ion  in  d ea l i ng w i th n o i se  c on t am ina t i o n.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Ef fec t o f   sh ort e ph ase - reso l v e d  pa rti a l d i s c ha rge  d u rat i o n on PD  clas sif i ca t i o n  acc u ra c y   (Cho ng  W a n Xi n)  33 1   ACKNOW LEDG E MEN T S   The   a u th or  w ou l d   l ike   t o   e xpress  gra t i t ude  t o   Tu n k u   A b d u Ra hm a U n i v e r s ity   C o l le ge  f or   sup por tin th i s   w ork  thr o u g h   T A R U C   I n t ern a l   Re sea r ch  G ra nt  ( U C / I/G 2 0 18- 00 0 26)  a n d   N v id i a   C orpor a tio n   for  spo n sor i n g   t he  G P U  used  for  this w ork.      REFE RENCES   [1]   J.   K .   W o ng,   H .   A.   I ll ias,   H .   M okh lis   an A.   H .   A.   B akar,   "Inv es ti ga t i o n   o f   p a rti a di scharg s e ver i t y   a XL PE  cab le   wi t h out  termi n a tion,"  Po wer a n d   En erg y  ( P ECo n ),   20 14  IEEE Int e rn atio nal Conference ,   pp.   1 3 - 16,  20 1 4 .   [2]   X.  P eng,  et al.,   " con v o l ut ional   neu r al  n etw o rk   b as ed  d eep   l earni ng   m eth o d o l o g f o recogni t ion  o f   p artial  dis c harg pat t erns  f rom  h i g h   v o ltag e   cabl e s, IEEE Transacti o ns   on  P o wer De li v e ry ,   pp 1-1 ,   2 019.   [3]   E.   M Lal i t h and  L .   S a t i s h,  " W a vel e analys is  f or  c lass if icat i o n   o f   mu lt i- s o ur c e   P D   p a t t e r n s, "   IE EE Tr ansact i o n s   on  Diel ectrics an E l ectrica l In sulati on ,   Vol .   7 , pp .   4 0-4 7 , 2 00 0.   [4]   " I EC  i nte r na tion a sta n da rd   6 027 0:  H igh   v o l t a g e   te st  t e c hn iq ue s   -   p art i al  d i s charge  m e a s u rem e nt s , Internat ion a Elect rotechn i ca l Co mmissio n [5]   W.  J K .   R ay mo nd L .   T .   S i ng L .   W .   K i n ,   G .   K .   M en g,  H A.  I ll i as  a nd   A .   H.   A .   Bakar,   " F e a t ure  pru n in f o p a rtial  dis c harg clas sificati o n   u s in g   i ndf eat  a n d  relieff  a lgo r it h m ,"  2 0 1 8   IE EE  2n In ter n a t i onal  Conferen ce on  D i elect ri cs  (ICD) , pp . 1-4 ,   2 0 1 8 [6]   M.   A llah b ak hs h i   a nd   A .   A kbari ,   "A  m eth od  f o di scrimi na t i n g   o ri gina p u l se in   o n l ine   pa rtia di sc ha rg meas urem ent , Me asure m e n t v o l.  44 , p p.  14 8 - 1 5 8 , 20 1 1 .   [7]   H.  J anan i,  B .   K o rdi   and   M .   J .   J o zani ,   " Class i fi catio o f   s im u l t an eou s   m ulti pl part ial   d i sch a rg so urces   b as ed  o n   p r o b a b il is ti c   in t e r p r e t a ti on   u s i n g   a   t w o - s t e lo g i s t i c   r e g r e s s i on   a lg ori t h m ,"   IEEE Tran sa cti ons  o n  Die l ectr i cs  a n Elect r i cal Insu l a ti on ,   v o l .   2 4 ,   p p.  54-6 5 ,   20 17.  [8]   H.  S o ng,  J Dai,  G S h en an X .   J iang "GIS   p arti al  d is charge  patt ern  reco gn iti o n   vi deep   c on vo lu tio n al   n eu ral   netw ork   un der  com p lex  d a ta  s ou rce, "   IE EE  Tran sa cti o n s  on   Di electrics  an d  E l ectrica l Insulatio n Vo l .   2 5,    pp.   6 7 8 -6 85,   2018 .   [9]   M.   K arimi,  M .   M a ji d i M .   Etezad i-Am oli   and   M .   Osk uo ee,  " P a rt ial   d i s ch arge  c l a ss ificat io n   usi n g   deep   b el ie netw ork s , "   2018 IEEE/PE S  Tr ansmission and D i st r i bution   C o n f erence and E x position   ( T & D ) pp . 1 06 1-1 070 ,   2 018.   [10]   W.   J .   K.   R aym ond,   H .   A .   I lli a s,   A .   H.   A .   Bakar  and  H.   M ok hl is,  "P arti al  d is charg e   c las s i f icati ons:   Revi ew  o f   recen t   prog ress , "   M e asur emen t ,   Vo l. 68 , pp . 1 64 -1 81 , 2 01 5.  [11]   B.  K arthik eyan,  S.   G op al  a nd  M .   V im ala,  " Concep ti on   o f   com p l e pr obabilist i c   neural   n etwork  s ystem  for   class i fi catio of  p art i al   d is char ge   p atterns  using   mult ifari o us   i npu ts, "   Expert   Syst ems w i t h  App licati ons ,   vol.   29 ,   pp.   9 5 3 -9 63,   2005 .   [12]   E.   G u l sk i ,   " Di g i t a analys is  o f   parti a l   discharges, "   IE EE   Tr ansa c tio n s  on D i electrics  and   El ectr i cal Ins u l a t i o n ,   Vol .   2 p p 8 2 2 - 83 7,   199 5.   [13]   L.  S ati s an W.  S Zaeng l ,   "Artif ici a neu r al  n et work s   f o rec og ni tio n   of  3 -d   p arti al  d i s charg e   p att e rns, "   IE E E   T r an sa cti ons o n   D i elect ri cs  a n d   El ectrical Ins u l a t i o n , Vo l . 1 , pp . 2 6 5 -2 75 , 19 9 4 .   [14]   J.  A Hun t er,  et  a l .,   " P a rti a dis c harge  i n   m edi u v o ltage  t hree-p h ase  c a b l es, "   E l ectr i ca l In sul a t i o n  ( I S E I) ,   Conf eren ce Recor d   o f  th e 20 10  IEEE Intern a t io n a l S y mpo s i u m , p p. 1-5 ,   2 0 1 0 .   [15]   B .  K o r d i  a n d   H .  J a n a n i ,  " T o w a r d s   a u to m a ted   statis ti cal  p art i al  d i s c harge  s o u r ce  cl ass i ficat io n     usi n g   pattern  r eco gn it io n   tech ni ques , Hi gh  Volta ge .   2 018.   A vai l able:  h t t p :// d igital- lib rary.t hei e t. o r g / cont ent/j o u r nals/1 0. 1 0 4 9 / hve. 2018. 50 48  [16]   H.  I lli as G .   A lta m im i,  N M o k h t a and   H.  A rof ,   " Cl assificat ion   o f   m u l t iple  p a r ti a l   d isch arge  s ou rces  i d i elect ric   i n su la t i o n   m a t e r ia l   us in c e p s t r u analysi s -artificial   neural  n et wo rk ,"  IE EJ   Transactions  on Elect r i cal a nd  Elect ro n i c En g i n eeri n g , v o l . 1 2,   p p . 35 7 -3 64 ,   2 0 17 .   [17]   W .  J .   K .  R a y m o n d ,   H .  A .   I l l i a s  a n d   A .  H .   A .   B a k a r ,   " H i g h   n o i s e   t o l e ran ce  f eatu r ex tract io f o p a rti a l   dis c harg cl assificat io n   in  X LPE  cabl e   j o i nts,"  IEEE T r ansa c tio ns o n   D i electrics  and  Elect r i ca In sul a tio n ,   vol.   24,   pp.   6 6 - 74 20 17 [18]   F .   H K r eug e r,   E Gu l s ki  a nd   A .   K r iv da,  "Cl a ss ifi catio o f   p a r t ia l   discharges , "   IEE E  Tra n sa c t i ons on  Electrica l   Insulati on Vol .   2 8, p p.  91 7 -9 3 1 ,   19 93 .   [19]   E .  G u l s k i   a n d   A .   K r i v d a ,  " N e u r a l  n e t w o r k s   a s  a  t o o l   f o r   r e c o g n i tio of   p arti al  d is charges , IEEE Trans a ct i o ns on  Elect r i cal Insu l a ti on Vo l. 2 8 , pp .   9 8 4 -1 00 1, 1 99 3 .   [20]   E.  G uls k i,  " Comp uter-ai d ed   m easu r em ent  o f   p artial   dis c harges   i n   HV  eq uip m en t , IEE E  Tra n sa cti o n s  on  E l ectric a Insulati on Vol .   2 8, p p.  96 9 -9 8 3 ,   19 93 .   [21]   A.  A M a s’u d B.  G Stewart   an S .   G McM eek in,   "An   i n v e sti g a t i v e   s tudy  in to   t he  s ensit i vit y   o f   d i ff eren t   parti a dis c harg e   φ - q-n   p a ttern   r eso l u t i o n   si zes  on  st atisti cal   n e u ral   n e t w o r k   patt ern  c l assifi cation, "   M e as ur emen t   Vo l .  92 ,   p p . 4 97 -50 7 , 2 01 6.   [22]   A .   A .   Z a h e d ,  A .   H .  E l - H a g ,  N .   Q a d d o u m i ,   R .   H u s s e i n  a n d  K .   B .   S h aban,  "Com parison  o f   d i fferent  f ourt ord e hil b ert   f r act a l   a nt enn a s   f o part ia d i sch a rge  m easu r e m en t,"  IEEE Tra n sa ction s  on   D i e l ectrics a nd Electrica Insulati on , v o l 2 4 , pp .  17 5 -1 82 ,   20 17 .   [23]   L.   G uomin  a nd   Z .   D a min g ,   "Re c og ni ti on  of   p artia l   d i sch a rge  u s i n g   wa v e le e n tr op a n n e ura l   n e t work   f or  T EV  meas urem ent , Po wer S y st em  Tech nol og ( P OWER CON) 2012  IEEE Int e rn a t ion a l  Confer ence , pp . 1 -6,   2 0 1 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I nt  J   P o w   E l e c   &   D r i   S yst   V o l.   11,   N o.   1 ,   Mar   202   326  –  33 33 2 [24]   Y.   X u,   Y .   Q i an ,   F .   Y ang ,   Z .   Li ,   G .   S heng   a nd  X .   J ian g ,   "DC  cabl e   fe a t ure   e x trac tio ba se on  the   PD  i ma g e   i th e   no n-s u b s am p l ed cont ou rlet   t ran s fo rm dom ain, "   IEEE T r an s a ctio ns on  Dielect ri cs and  Electr i cal In su la ti on V o l .   2 5 ,   pp .   5 33 -540 2 0 1 8 .   [25]   R.   Y ao,   M.   H u i J.   L i,   L .   Ba i   and  Q .   W u,   " ne d i s c harg pat t e rn  f or  t he  c h a ract erizat ion   and   i d ent i fi cati on  of  insulation de f ects in GI S ,"  E n ergies ,   Vo l .  1 1,  p.   9 7 1 , 2 01 8.   [26]   I.  M i tiche,  G.  M ori s on A.   N esbitt,  M Hug h es-Narborough,  B.  G .  S t e w a r t  a n d   P .   B o r e h a m ,  " C l a s s i f i c a t i o n     of   p artial  d i scha rg si gn als  by   c om b i nin g   a d a ptiv lo cal  iterat iv f i lterin g   a n d   e ntro py   f eatu r es,"  S e ns ors  ( B a s el) ,   Vol. 1 8,  2 01 8.   [27]   J.   A .   H u n t er,   P.   L .   Lew i n,   L Hao,   C .   W a lt on   a nd   M Michel " A u to nom ou c l ass i fi catio o f   P s o u r ce s   wit h in  th ree-ph ase  1 1   k V   P IL cabl e s,"  IEEE T r a n sa cti ons o n  Diel ect rics an d  Elect ri cal  In sula ti on Vo l.  2 0,     pp .   2 11 7-21 24 , 2 01 3.       BIOGRAPHI E S  OF  AUT HORS      Cho ng  W a Xin  o b tai n ed   t h e   B En (H on ou rs)  E l ectri cal  a n d   E lect r on ics  in  2018,   m ajo r ing   i n   e l e c t ric a l   e ng in e e r ing ,   f ro m   Tu nk Ab du R a hma n   U nive rsity   C ol l ege  (TA R U C ),  K u a la  Lu mp ur,   M a l a y s ia.   S h is   c urrent ly   p urs u i ng  h e M a s t er  d eg ree  a t   T A RU C.  H er  r es ear ch   i n t e r e s t s   in c l ud e   hi g h   v o l ta ge ,   p a r t i a d i sc h a r g e   in   d ie l e c t r i c i n sulation,  a nd  c l a ssificati o o f   part ial  discharg e .         Wo ng  J ee  K een   R ay m o n d   w as   b orn   i n   P erak,   M a lay s ia  i n   1987.   H r ecei ved   t h Bach elo r’s  Deg r ee   i n   El ectrical   &   E lectro n i cs  E ngin eeri n g   and   M a st er’s  D eg ree  i n   E lect rical  E ngin eerin f r o m   U ni versi t Ten a ga   N asi o n a i n   2 01 an 2 0 1 3 .   He  o b t ained   h is  P hD  i n   El ectri ca En gin eerin f r o m   U niv e rsity  o f   Mal a ya  i n   20 16.   H work ed  a P rod u ct   E ngin e er  i M o t o rola   M a lays ia  from   20 10   t o   2 011.   H has   been   w o r ki ng   a Senior  L ec tu r e r   in   t h e   D e p a r tme n t   o f   El ectrical   a n d   E l e c t ron i cs   E ng i n eeri n g ,   T un ku   A b d u l   R ahm a Un iv ers i ty  C o l le ge  s ince   2 016.   Hi m a in  r esearch   i nt erest  i n c l udes   cl ass i fi c a tion  of   p art i a l   d is c h arge,   f a u l l o cati on  an f a u l clas sifi cati on usin m ach ine learni ng       Hazl ee   A zil   Illias  was  born  i Ku ala  Lumpur,  M a l a ysia.  He  r ecei v e t h Bachel or' s   D egree  i n   El ectrical   E n g i n eeri ng  f r o m   t he  U niv e rsi t y   o f   M al aya,  M al ays i i n  M a y  2 0 0 6 .  T h e n ,   h e   imm e di a t el join ed  F rees cale  S e mi con d u c tors   ( M )   S dn Bh d .   a prod uct   en gin eer  b ef ore   pu rsu i ng   h is P h D   s t udies   i n   January   2 008 .   H e   o b t ai ned   th P h D   D e g ree  i n   E lect ri cal Engin eerin g   f r o m   t he  U ni vers it o f   S outh a mpto n,   U nit e K i ngd om   i M a y   20 11 .   H was   S e n i or Lectu r er  i n   th Dep a rtm e nt   o f   El ectri cal  E ngin e e r i n g ,   U ni versity   o f   M a lay a   f r om   J ul 20 11  to   J a n uary   2 017 .   S i n ce  J a nu ary  2 017 he  h as  b e e n   an  A sso cia t P r of ess o i n   t h e   D ep a r tm en t   o f   E l ectri cal  En gin eerin g ,   U ni versity   o M a lay a He  i regi st ered  C hartered  E n g i n e e r  ( C . E n g )  a n d  a   P r of ess i o n a l   E n g in eer  ( P. Eng ) Hi m a i n   r esearch   i nt erest s   i n c l ude  modelling  and  mea s urement   of   p art i al  d isch arge  p h e no men a   i soli d i elect ric  ins u l a ti on condition  mon i tor i ng,  insulat i on   sy st e m   d iag nos is ,   li ghtnin g   o v e rvo ltag e ,   tran smissi on  li ne  m od e lli ng,   optimis ation  m e th od an d   artif ic ial   intelli g e nce techniques.        Lai   W e ng  K in  i an  A ssocia te  P r o f e ss or  w ith   th Depart m e nt  o f   E l ectrical   &   E lect ronic   En gin eerin g ,   F acul t y   of  E n g i n eeri ng,   T un ku  Ab d u Rahm an  U n i vers it Co l l eg e.   P ri or  t this ,   he   has   serv ed  a t h Direct or  f o r   A dvan ced   I n f ormat i cs  i n   n a ti on al  r es ear ch  cen tre  f o ICT  f o nearl y   t wo   d ec ades,   cent e r e prim arily   i the   ar eas  o f   patt ern  re cogn it io n   and   m a chi n in te l l ig ence.  H receiv e h i s   Doct orat (by   research)  i n   E ng ine e r in fro m   t h e   U nive rsity   o f   Au cklan d New   Zealan an M a s t ers   in   S cien ce  (Elect ron i cs f r om   Q u eens   Un iv ersit y   o Belf as t   (N or thern Ire l a nd).  D r.  L ai  i a F e ll o w  o f   the IET,   r eg ist e red  Ch artered En gi neer  w ith   t he  En gin eerin g Co u n cil   o f  U. K . ,   s e n i or m em ber of  IE E E,  and  a P rofe ssio na En gin e e r ,   re g i s t e r e d   on  the  Internationa Pr of es siona l   E n g ine e regist er  ( U.K.).  H is   a l s o  a  B o a r d  m e m b e r   o f  t h e  A s i a - P acific  Neural N et wo rk S o c iet y  (A P NN S )       Yi auw  Kah  Kau r   w as  b o r n   i n   M al aysi in   1 9 7 5 .   H receiv e t h B. E   and   P h .D.  d e grees   f rom   Un iversit y   o f   W a les ,   S wan s ea,  U i n   1 99 a n 20 05   r esp ectiv ely .   H j o i n ed   T un ku   A b dul  Ra h m a n   U nive rsity   C o lle ge Ku a l a   Lu mp ur,  Ma la y s ia   s inc e   20 06 w h e r e  h e   i s  c u r r e n t l y  a   P r in c i pa l   L ecturer.   His  m a i n   a reas  o f   research   i n t e r es are  rea cti v h a rm on ic  f ilt e rs,  sm art  energ y   m a nagem e n t   s y s tem s   a nd  th e ir  c o n t r ol  s ystems   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.