In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we r  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 f  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   3  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 9  Re vise d O c t   2,  201 9  Ac ce p t ed  No v   2 3 ,  2 019      Parti a l  d i scharge  (PD)  p attern  r ecognit ion   i s   u sef u l   to  d iagnos e  insulat i on  con d i t i on.   P D   meas urem ent   data  i s   comm only   rep r esent e d  in   phas e -resolved  p a r t i a l  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 l  a s   i t   pr o v i d e s   a  v i si b l e   pat t ern   f o r  dif f e ren t   P D  so urce  a n d   vari ous   f ea t u res   can  b e  ext ra cted  f o r   P D  pat t ern   reco gni tion .   Sh ort e r  P R PD   d urati on  will  e nab l e  m o re  t ra i n in g  dat a   bu t  t h e  i n f o rm atio n  in  each  d ata  i s   l ess   and   vi ce   v ers a .  This  w or k s   a i m s  to  in ves t i g ate  t h e  ef f ects  of   u s i n g   v ery  s hort   du rati on  P R P D   d at a  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 e  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 k  (AN N )  a n d   S u p port  Vect or  M ach in e   (S VM )  are  robu st   e n oug h  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 p  in  t he  clas sificati o n   accuracy .  H o wev e r,  t h i s  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 e  P D   d ata  i s   o v e rlap ped  w i t h   r andom   n o i se,   t h e  clas sificati on  accur acy   s uf f e rs  a   s ig nifi cant   red u ct io n  up   t o   19 % .   T h e ref o re,  lo n g e r   P R P D  du rati on  is  r ecom m e nd ed t o  withs t and   t h e  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 e  CC  B Y -S A  li cens e .    Corres pon d i n g  Au th or:   Wo n g  Je e  K ee n  Ra ymon d,   D e pa rtme nt   o f  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 e  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 c  dam a ge .  There f ore ,   it   i s  i m p o rta n t  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 D  me a s ure m e n t   is  a   n on des t ruc t i v e  te st ,   i t   is  w i d e l y  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 s  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 g  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 n  if  l e f t  un de tec t e d .  If  P D   c an  b e  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 d  e xpe ns ive   e l e c t rica l   eq ui pm en t  fa ilur e s  [5,  6] .  Eac h  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 h  c a n  be  u sed  to  t ra i n   m achi n e  l e a r ni ng  m o del s   t o  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 n  [ 7 ].  S uc h  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 f  elec tr ical p ow e r  c ompone nt s  a t  low  c os t   an d  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 d  t o   m e a sure   a   c on tin uo us  s trea m  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 d  in t o   t he  phas e   a ng le   ( ϕ ),  c harge  m a gnit ude  ( q )  a n d   t h e  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 n  as  ϕ -q- n   pa t t ern  [1 0].   P R P D   can  b e  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 h  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 s  o f   sh ort e r  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   a  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 n  h a s  bee n   u se d  b y   r e s e a rc hers  f or  P D   c l a ssifi c a tio n  relate d  rese arc h .   F o r  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 y  s hor t   P R P D   dur a tio n  on   P D   class i fica tio n  a c c ura c y.  A   d urat i o n   o f   1 - seco nd   t o  1 5 -sec onds   w a s   c h o se n  t o   t e s t   t h e  rob u s t ne ss  of  m a c h i n e   l earn i ng   m od el s  t o   r e c ogn i z e   t h e  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 o  gr ou p s   o f   P D   d ata   sour c e   w e r e  use d   f o r   t h i s  w o r k .  Th e  firs t   g r o u p   c onsis ts  o f  3   la b  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  a  m o re   c on sis t e n t   P R P D   p a t t e r n  w h il e   t h e   se c o nd   g r o up   c o n s i st s  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 e  (X LP E)  c a b le  j oin t   d e f ec ts,  w h i c h  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 e  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 n  a  va ri ety  o f   f a ctors.  S i n ce  t his  wor k   i s  f o c u si ng   o n   ex a m i n i n g   th e   ef fect s  o f  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 f  fe ature   ex trac ti o n   p erf o rm ed,  the  n u m b er   o f  tr ain i ng  a n d  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 s  re m a ins  t h e  sam e   w hi l e   on ly  v aryi ng  th e  P R P D   dura t i o n  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 s  orga ni z e d   a s  f o ll ow s;  S e c t i o n  II  de sc ri b e s  t h e  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 a  use d .   S e c tio n   III  describes  the  PD   c las s ifica t io n  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 D    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 s  ab le  t o  d i sp lay  the   PRPD   p atter n   i n  rea l   t i m e  and  th e   data  c a n   b e  exp o rte d   t o  a  P C   f o r   furt her   proc ess i n g .   A   blo c k d i agra m  of  t he  m ea sur e m e nt set up  is   s how n  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 p  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 g  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 t  o b j ect  t o  st a b il ize   the   v o lta ge   w he ne v e r  it  detec t s  a   vol tage   d ro p  d u e  t o   P D   oc cur r e n ce.   T his  da t a   i s  pa sse d  t o   t he   P D  detec t or  and  t h e   US B  con t rol l e r  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 e  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 o  grou ps   o f  P D   s o u rc es  w ere   pr epar ed   a n d   c om pare d  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 h  a r e  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 b  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 d  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  2  c o ns is ts  o f  5  cla s se s  of  P D   so u r ce   m ea sured  fr om  X LP E  c a b l e  j o in t s   w i t h   a rtific ia l  de fe cts .   T he   artific ia l  de fec t s  i n c l ude   i nc i s i on  o n   i nsu l at io n  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 h  e d ges  a t   sem i c o nd uc tor   la ye r,  a ir  g ap   a t  sem i c o nd uc t o r  la ye r  an d  o f f-ax i s  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 n  [17].     P D   G roup  1  cons is t   o f   6 6  P D   d ata  w h er e  eve r y  3  cla sses   have   22  da t a   eac h.  P D  Grou p  2  co ns i s t  of  10 0  P D   d a t a   w h er e  eve r y  5  c l asses  ha ve   2 0  data  e ac h.   F ig ure  2  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 e  F i g u re  3   s how s  one  e xam p le  o f  i n c i si o n   d e f e c t   f rom   P D   G roup  2  at  1 - s e c on d  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 f  t h e  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 0  :    326  –  33 2  32 8 m a gni t ude  o f  t h e  P D   w hile  t he   n um ber   of  P D,   a lso  k now n  a s   t he  P D  in t e n s it y  i s   r epr e sen t ed  by  t h e  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 s      The  1 5 - s ec o n d s   d ur a tio n  P R P D   i s  ma de  u p  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 g  t h ese  tw o  gr ou ps  o f  P D   s o u r c e  is  to  b e t t e r   obser ve   t he  i mpa c t  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  1  ha s  a  m o r e   c onsis ten t   P D   pa t t e r n  and  ju st  3   d if fe r e n t  cla s se s.   C on ve r s el y,   P D   G r oup  2  ha s  a   mor e   i nc onsis te nt  P D   pa t t er n  an d  5  d i ff er e n t   c l a s se s.   W i t h  t h e   sa me   P RP D  dur a t ion,   i t  is  e x p ec t e d  t h at   P D   G roup  1  will  b e  easier  t o  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 g  t h e  P R P D   d ur ati o n   f o r   P D   G r oup   1 ,   it  ca n   be   s ee n  t h at  a lt hou gh   t h e   P D  in t e n s it y  i s   d i f f e re nt  f o r   1  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 s  sim i l a r .   S inc e  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 n  the  P R P D   d ur at io n is re d u ced.       (a)   ( b )    F i gur e  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 s      I n  o rd e r  t o   i n v e s t i g at e  th e   r o b u st n e s s  o f   t h e  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 d  w i t h   T   dur a tion  o f   r andom   n o i se   t o  ge ner a te  a   n oi se  c on tam i na t e d  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 m  nois e   P RPD   is  s how n  in  F ig ur e  4.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J  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 w  P D   d a t a  a n d  PRPD  i s  to o  large   t o   b e  use d   a s  i n p u t   f ea tu re   t o  trai n  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 d  t o   o bta i n  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 n  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 o  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 t  of   P D   i n te ns i t y  vs  pha se   o cc ur r e nc e  w h i l e   H qn( φ)   i s  a   2- D   plo t   o f  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 n  b e   d iv i d ed  i nto   an ot h e r   tw o  sepa r a te   d i s tr i b u t i o ns   ba se d  o n   t he  p os i t i v e  a n d  ne gat i v e  ha lf   o f  t h e  p h ase   c y cle .   F ou r  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 n  be   c a l c u la te d  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 l  d a t a   s iz e ,   f(x i )   i s  t h e  fu nc ti on   o f  in ter e st,   a n d   x i   i s  t h e  in d i v i dua l   di scr e t e   v a l ue   o f  t h e  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 s  can  b e  fo un d  in   [ 1 8- 20] .     3. 2.   P D  class ifier   Tw o  com m o n l y  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 k  a s   t he   P D   c l assi f i er ,   A N N   [ 2 1 - 2 3 ]   an d  S V M  [ 24- 27] .   U s ual l y,   t he   t ot a l   i np u t   d ata   w i l l   b e  di v i d e d  i n t o   t r a in i n g  &  te st in g  da ta.   Th e   c l a ssif i e r   w il l  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 d  u s i ng  t h e  te st i n g  da ta.   F o r   t h is  w or k,   t he   pe r f or m a nc e  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 e  r a nd oml y   di v i de d  in to  K   numbe r  o f   s ets,  t he   f irs t   s e t   w ill  be  u se d  for   t e s tin g  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 t  w i l l   t a k e  a   tur n   t o  be  u se d  onc e  as  tes t i n g  da t a .  The  ave r a g e   cla ssi f i ca t i o n   a cc ur acy  i s  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 s  use d   w h i l e   1 0- f o ld  c r o ss - v al ida t io n  w a s  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 e  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 d  c r oss- val i d at io n  is  t o  a v o i d  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 o  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 n  usi n g  n o i s e  c o n tam i na ted  da t a ,  the  cl assifier  w a s   t r a in e d   us in g  cle a n  in pu t  data,   an d  the   tes t   d ata   w a s  ove r l ap pe d  w ith  n o i se  d a t a  pr i o r   to  t es ting.   T h i s  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 e  c o nta m in at ed   i npu t   d a t a   t h a t   wa s  n o t   seen   b efo r e  d u r ing  the  tr a i n i ng  pr oc ess.       4.   RESU L T S  A ND DIS C U S S I ON    The  e ffe c t s  of   r educ i n g  P R P D   dur a t i o n   o n   b o t h  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 e  s how n  in  F ig ur e  5  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 e  y - a x i s  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 0  :    326  –   33 2  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 p  1  and ( b ) P D  gr o up  2       U nde r  no ise  fre e  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 s  t h e  ANN  cl assi fi cati o n  ac cura cy  o f  PD  G r oup   1 .   T h e  ave r age   a c c u r acy  i s  94   %   w i t h   o n l y  1 . 36   %   s t a n d a rd   d ev i a ti on .  Fo r  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 n  o f   5   %   w h e n  t h e   P R P D   dura t ion   redu c e s  fr o m   15- seco nds  t o  1-sec o n d .  Th is  c a n   b e  ex p l ai ne d   by  t h e  rela ti v e ly  c o n s iste nt   P R P D   patter n   o f  PD   g rou p   1 ,  he n c e   the  sh or t e r  P R P D   durati on  doe s  n o t   s i g ni fi cant l y   a ffe c t  th e   P D   c l assi f i ca ti o n   a ccur a c y   c om par e d  to  P D   grou p   2.  T he   overa l l   s m a ll  reduc tio n  i n   c lass ifica tio n  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 t  da ta.   Wh en   n oi se  c on t a min a ti on   i s  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 n  acc urac y  of  P D   gro u p   1  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 o  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  1  i s   n o t   g o o d   i n  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 t  da ta   w i l l   ca use   a  large r   r e duc tio n  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 e  is  a n  o b v i o u s  tre nd  w h ere   hi ghe r  PRPD  dura tio n   r e sul t s  in  b e tte r  classifica ti o n  ac c ura c y.   A   sim i l a r  be ha vior   i s  obse r ved  for  t h e  S V M  class i fier  w here   s ho r t er  P RP D   dura t i o n  affec t s  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 s  l o w e r t h a n   ANN.   F o r   P D   G roup  1  a n d   G r ou p  2,  S V M   h as  a n  a v era g e   o f   1 3  %   and   1 9   %  l o w er  a cc u r ac y   comp a r ed   t o  ANN  u n d e r  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   1  and ( b ) P D  group  2       5.   CONCL U S ION    Th e  eff ect s  of  u si ng   s h o r t e r  d u r a t i o n   PR PD  f o r   P D  c l as sif i c a t i o n  has  bee n   s ucc e ssfu lly  i n v es t i ga t e d.  Ba se d  on  the   resu lts  o b t a i ne d ,   it  ca n   be   c onc lude d  t h at   P D   clas s i fica t i o n   acc urac y  o f   P D  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 l  no t   be  s ig ni fica n t l y  affec t e d   b y  usi ng  sh or t e r  P R P D   durati on.   H o w e ve r,  t h i s  is  o n l y  true  f o r   l ab  f a b rica te d  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 D  mea s u r ed   f ro m  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  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 s  o f   sh ort e r  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 l  Ra hm a n  U n i v e r s ity   C o l le ge  f or   sup por tin g  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 d  A.   H .   A.   B akar,   "Inv es ti ga t i o n   o f   p a rti a l  di scharg e  s e ver i t y   a t  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.,   " A  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 y  f o r  recogni t ion  o f   p artial  dis c harg e  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 a  and  L .   S a t i s h,  " W a vel e t  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 d  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 l  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 l  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 g  f o r  p a rtial  dis c harg e  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 d  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 r  di scrimi na t i n g   o ri gina l  p u l se s  in   o n l ine   pa rtia l  di sc ha rg e  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 n  o f   s im u l t an eou s   m ulti pl e  part ial   d i sch a rg e  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 p  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 d  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 g  an d  X .   J iang ,  "GIS   p arti al  d is charge  patt ern  reco gn iti o n   vi a  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 f  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 x  pr obabilist i c   neural   n etwork  s ystem  for   class i fi catio n  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 l  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 h  an d  W.  S .  Zaeng l ,   "Artif ici a l  neu r al  n et work s   f o r  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 l  dis c harge  i n   m edi u m  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 r  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 n  d i elect ric   i n su la t i o n   m a t e r ia l   us in g  c e p s t r u m  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 e  ex tract io n  f o r  p a rti a l   dis c harg e  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 l  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 n  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 n  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 l  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 d  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 l  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 h  ord e r  hil b ert   f r act a l   a nt enn a s   f o r  part ia l  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 l  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 t  e n tr op y  a n d  n e ura l   n e t work   f or  T EV  meas urem ent , "  Po wer S y st em  Tech nol og y  ( 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 0  :    326  –  33 2  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 n  ba se d  on  the   PD  i ma g e   i n  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,   " A  ne w  d i s c harg e  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 e  si gn als  by   c om b i nin g   a d a ptiv e  lo cal  iterat iv e  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 s  c l ass i fi catio n  o f   P D  s o u r ce s   wit h in  th ree-ph ase  1 1   k V   P IL C  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 n  Xin  o b tai n ed   t h e   B En g  (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 u  Ab du l  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 e  is   c urrent ly   p urs u i ng  h e r  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 l  d i sc h a r g e   in   d ie l e c t r i c s  i n sulation,  a nd  c l a ssificati o n  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 e  r ecei ved   t h e  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 g  f r o m   U ni versi t y  Ten a ga   N asi o n a l  i n   2 01 0  an d  2 0 1 3 .   He  o b t ained   h is  P hD  i n   El ectri ca l  En gin eerin g  f r o m   U niv e rsity  o f   Mal a ya  i n   20 16.   H e  work ed  a s  a  P rod u ct   E ngin e er  i n  M o t o rola   M a lays ia  from   20 10   t o   2 011.   H e  has   been   w o r ki ng   a s  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 n  Un iv ers i ty  C o l le ge  s ince   2 016.   Hi s  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 t  l o cati on  an d  f a u l t  clas sifi cati on usin g  m ach ine learni ng .        Hazl ee   A zil   Illias  was  born  i n  Ku ala  Lumpur,  M a l a ysia.  He  r ecei v e d  t h e  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 a  i n  M a y  2 0 0 6 .  T h e n ,   h e   imm e di a t el y  join ed  F rees cale  S e mi con d u c tors   ( M )   S dn .  Bh d .   a s  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 e  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 y  o f   S outh a mpto n,   U nit e d  K i ngd om   i n  M a y   20 11 .   H e  was   a  S e n i or Lectu r er  i n   th e  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 y  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 e  P r of ess o r  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 f  M a lay a .  He  i s  a  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 s  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 n  soli d  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 s  an d   artif ic ial   intelli g e nce techniques.        Lai   W e ng  K in  i s  an  A ssocia te  P r o f e ss or  w ith   th e  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 l  Rahm an  U n i vers it y  Co l l eg e.   P ri or  t o  this ,   he   has   serv ed  a s  t h e  Direct or  f o r   A dvan ced   I n f ormat i cs  i n   a  n a ti on al  r es ear ch  cen tre  f o r  ICT  f o r  nearl y   t wo   d ec ades,   cent e r e d  prim arily   i n  the   ar eas  o f   patt ern  re cogn it io n   and   m a chi n e  in te l l ig ence.  H e  receiv e d  h i s   Doct orat e  (by   research)  i n   E ng ine e r in g  fro m   t h e   U nive rsity   o f   Au cklan d ,  New   Zealan d  an d  a  M a s t ers   in   S cien ce  (Elect ron i cs )  f r om   Q u eens   Un iv ersit y   o f  Belf as t   (N or thern Ire l a nd).  D r.  L ai  i s  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 l  En gin e e r ,   re g i s t e r e d   on  the  Internationa l  Pr of es siona l   E n g ine e r  regist er  ( U.K.).  H e  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 a  in   1 9 7 5 .   H e  receiv e d  t h e  B. E   and   P h .D.  d e grees   f rom   Un iversit y   o f   W a les ,   S wan s ea,  U K  i n   1 99 8  a n d  20 05   r esp ectiv ely .   H e  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 t  are  rea cti v e  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.