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Title: Definição dos principais atributos para identificação do estado operacional de isoladores poliméricos por aprendizado de máquina.
???metadata.dc.creator???: SOUZA, João Pedro da Costa.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: COSTA, Edson Guedes da.
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: NOBREGA, Luiz Augusto Medeiros Martins.
???metadata.dc.contributor.referee1???: NEVES, Washington Luiz Araujo.
???metadata.dc.contributor.referee2???: LIRA, George Rossany Soares de.
Keywords: Seleção de atributos;Redução de subjetividade;Isoladores poliméricos;Bancos de dados;Feature selection;Subjectitivy reduction;Polymer insulators;Databases
Issue Date: 10-Mar-2022
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SOUZA, João Pedro da Costa. Definição dos principais atributos para identificação do estado operacional de isoladores poliméricos por aprendizado de máquina. 100 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2022.
???metadata.dc.description.resumo???: Isoladores poliméricos têm substituído paulatinamente isoladores cerâmicos em linhas de transmissão nas últimas décadas. Entretanto, ainda que isoladores poliméricos apresentem vantagens em relação aos cerâmicos, o seu diagnóstico é mais complexo e afetado em maior ou menor grau pela subjetividade do avaliador. A utilização de métodos de aprendizado de máquina pode mitigar esse problema. Todavia, há uma carência na bibliografia especializada da definição dos atributos de entrada mais significativos para esses métodos, bem como de bancos de dados representativos. Outro problema comumente observado é a elevada subjetividade durante a classificação inicial (rotulagem) dos isoladores. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo definir os atributos mais significativos oriundos das técnicas de inspeção por termografia infravermelha, detecção de radiação ultravioleta e ruído ultrassônico enquanto propõe uma metodologia para redução da subjetividade na classificação de isoladores. Também se pretendeu disponibilizar um banco de dados vasto e representativo. Para tanto, 60 isoladores retirados de uma linha de transmissão foram ensaiados em laboratório para extração de dados a partir de cada uma das técnicas citadas. Os dados foram processados e uma metodologia baseada em agrupamento difuso para redução da subjetividade na rotulagem de isoladores foi proposta, considerando ainda a inspeção visual em uma concepção conservadora. Três métodos de seleção de atributos foram utilizados para determinação dos atributos mais significativos, a saber: minimum Redundancy, Maximum Relevance, Relief-F e testes qui-quadrado. A partir dos resultados obtidos, constatou-se que atributos oriundos de ruído ultrassônico, mais precisamente da transformada wavelet de sinais de ruído ultrassônico, se apresentaram promissores para o diagnóstico de isoladores poliméricos, bem como atributos relacionados à localização de pontos quentes no corpo do isolador. Assim, os principais atributos elencados são: os locais de máximo para o aumento de temperatura, bem como para variações de temperatura e variações das variações; a assimetria dos coeficientes de detalhe do segundo nível da transformada Wavelet e a 1ª harmônica para os sinais de ruído ultrassônico. No entanto, os resultados demonstraram que a inspeção visual ainda é um critério importante para a classificação de isoladores. Resultados indicam que a metodologia proposta não é afetada pelas características ambientais nos ensaios, porém mais estudos são necessários. Novos trabalhos podem propor outros atributos, especialmente relativos à inspeção por detecção de radiação ultravioleta, bem como novos métodos de seleção de atributos.
Abstract: Polymer insulators have gradually replaced ceramic insulators in transmission lines in the last decades. However, even though polymer insulators have advantages over ceramic ones, their diagnosis is more complex and affected to a greater or lesser degree by the subjectivity of the evaluator. The use of machine learning methods can mitigate this problem. However, specialized literature lacks on the definition of the most significant input features for these methods, as well as on representative databases. Another problem commonly observed is the high subjectivity during the initial classification (labeling) of insulators. In this context, the present work aims to determine the most significant features arising from the following inspection techniques: infrared thermography, detection of ultraviolet radiation and ultrasonic noise, while proposing a methodology for reducing subjectivity in the classification of insulators. It was also intended to provide a vast and representative database. Therefore, 60 polymer insulators removed from a transmission line were tested in laboratory to extract data from each of the aforementioned techniques. The data were processed and a methodology based on fuzzy clustering was proposed to reduce subjectivity in the labeling of insulators, considering the visual inspection in a conservative conception. Three feature selection methods were used to determine the most significant attributes, namely: minimum Redundancy, Maximum Relevance, Relief F and chi-square tests. From the results obtained, it was found that features from ultrasonic noise, more precisely from the wavelet transform of ultrasonic noise signals, were promising for the diagnosis of polymer insulators, as well as features related to the location of hot spots in the insulator body. Thus, the main attributes listed are the maximum locations for the temperature increase, as well as the temperature variations and variations of the variations; the asymmetry of the detail coefficients of the second level of the Wavelet transform and the first harmonic for the ultrasonic noise. However, the results showed that visual inspection is still an important criterion for classifying insulators. Results also indicate that the proposed methodology is not affected by the environmental characteristics in the tests, but more studies are needed. New works may propose other attributes, especially related to inspection by detection of ultraviolet radiation, as well as new methods of attribute selection.
Keywords: Seleção de atributos
Redução de subjetividade
Isoladores poliméricos
Bancos de dados
Feature selection
Subjectitivy reduction
Polymer insulators
Databases
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia elétrica
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/24850
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica.

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