電纜局部放電信號的去噪處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電纜局部放電檢測領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種電纜局部放電信號的去噪處 理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高壓電纜是電力傳輸?shù)闹饕緩?，電纜的正常工作是供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)。局部放電 現(xiàn)象會引起電纜不同程度的損壞，影響電力能源的輸送和使用，造成經(jīng)濟(jì)損失。因此，局部 放電檢測是電力電纜系統(tǒng)正常運(yùn)行的保障之一。
[0003] 電纜局部放電的形成原因有電纜局部受潮、絕緣損傷、電纜頭氣泡、電纜表面毛刺 等。每一種局部放電的類型對應(yīng)不同的局放信號特征，因此，通過局部放電信號檢測可實(shí)現(xiàn) 局部放電定位和分類。
[0004] 局放信號通?；煊邪自肼暫驼瓗г肼?，去噪處理是局部放電檢測的首要步驟。局 放信號的噪聲處理方法有傅里葉分析方法、小波或小波包分析方法、經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法等， 運(yùn)些方法是基于對信號的正交或近似正交分解。傅里葉分析方法是一種周期性全局變換， 對信號的局部變化不敏感；小波或小波包分析能很好地去除白噪聲，無法有效去除窄帶噪 聲；經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法是處理多頻窄帶噪聲的有效方法，無法處理白噪聲。因此，當(dāng)白噪聲 和幅度頻率隨時(shí)間不規(guī)則變化的窄帶噪聲同時(shí)存在時(shí)，W上方法均不能有效實(shí)現(xiàn)去噪，無 法準(zhǔn)確的進(jìn)行局部放電定位和分類。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要提供一種電纜局部放電信號的去噪處理方法，在局部放電信號檢 測時(shí)，可同時(shí)去除白噪聲和窄帶噪聲，準(zhǔn)確對局部放電進(jìn)行定位和分類。
[0006] -種電纜局部放電信號的去噪處理方法，包括：
[0007] 采集電纜的局部放電信號x(t);
[0008] 采用卷積向量a對放電信號x(t)進(jìn)行濾波處理，獲取濾波處理后的放電信號 y(t)；
[0009] 對放電信號y(t)進(jìn)行小波去噪，獲取所需要的局部放電信號z(t);
[0010] 對局部放電信號Z(t)進(jìn)行反卷積處理，恢復(fù)放電信號的波形。
[0011] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述卷積向量a為根據(jù)放電信號X(t)的信號特征設(shè)定的脈 沖向量。
[0012] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述對放電信號y(t)進(jìn)行小波去噪，獲取所需要的局部放 電信號z(t)包括：
[0013] 對放電信號y(t)作N層小波分解；
[0014] 對小波分解后的小波系數(shù)進(jìn)行更新；
[0015] 對更新后的小波系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)獲取所需要的局部放電信號Z(t)。
[0016] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述對小波分解后的小波系數(shù)進(jìn)行更新包括對放電信號 y(t)作N層小波分解生成的尺度系數(shù)C。及小波細(xì)節(jié)系數(shù)D1，〇2,…化的更新，其中，所述尺 度系數(shù)C。被更新為零，所述小波細(xì)節(jié)系數(shù)D1，〇2,…化進(jìn)行闊值處理。
[0017]W上所述電纜局部放電信號的去噪處理方法，采用卷積向量對采集的放電信號進(jìn) 行濾波，小波去噪處理后采用反卷積運(yùn)算恢復(fù)局放信號波形。該方法利用白噪聲和窄帶噪 聲的局部和近似為零的特點(diǎn)削減采集的放電信號的噪聲的幅度，有效抑制白噪聲和窄帶噪 聲，同時(shí)較好得提取局放信號的波形特征。
【附圖說明】
[0018] 圖1為一實(shí)施例的電纜局部放電信號的去噪處理方法的流程圖；
[0019] 圖2為圖1中步驟S160的流程；
[0020] 圖3為采集的原始局放信號圖；
[0021]圖4為圖3中采集的原始局放信號的部分放大圖；
[0022] 圖5為一實(shí)施例的電纜局部放電信號的去噪處理方法對圖3中的原始局放信號進(jìn) 行處理后的局放信號圖；
[002引圖6為圖5中處理后的局放信號的部分放大圖，且圖6與圖4相對應(yīng)。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025] 通常原始采集的局部放電信號x(t)中疊加著白噪聲和幅度頻率隨時(shí)間不規(guī)則變 化的窄帶噪聲。小波分析是去除白噪聲的有效方法，但是當(dāng)窄帶噪聲和白噪聲同時(shí)存在且 窄帶噪聲頻率較高時(shí)，小波去噪會失效。
[0026] 為此，如圖1所示，一實(shí)施例的電纜局部放電信號的去噪處理方法包括步驟S120 至步驟S180。
[0027] 步驟S120,采集電纜的局部放電信號x(t);
[0028] 步驟S140,采用卷積向量a對放電信號x(t)進(jìn)行濾波處理，獲取濾波處理后的放 電信號y(t);
[0029] 步驟S160,對放電信號y(t)進(jìn)行小波去噪，獲取所需要的局部放電信號z(t);
[0030] 步驟S180,對局部放電信號z(t)進(jìn)行反卷積處理，恢復(fù)放電信號的波形。
[003。其中，卷積向量a為根據(jù)放電信號x(t)的信號特征設(shè)定的脈沖向量。采用卷積向 量a對放電信號x(t)進(jìn)行濾波處理后，放電信號y(t)與放電信號x(t)及卷積向量a之間 的關(guān)系為：y(t) =x(t)*a。
[0032] 如圖2所示，步驟S160中對放電信號y(t)進(jìn)行小波去噪，獲取所需要的局部放電 信號Z(t)包括步驟S162至步驟S166。
[0033] 步驟S162,對放電信號y(t)作N層小波分解；
[0034] 步驟S164,對小波分解后的小波系數(shù)進(jìn)行更新；
[0035] 步驟S166,對更新后的小波系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)獲取所需要的局部放電信號Z(t)。
[0036] 其中，步驟S164中，對小波分解后的小波系數(shù)進(jìn)行更新包括對放電信號y(t)作N 層小波分解生成的尺度系數(shù)C。及小波細(xì)節(jié)系數(shù)D1，〇2,…化的更新，其中，所述尺度系數(shù)C。 被更新為零，所述小波細(xì)節(jié)系數(shù)化，〇2,…化進(jìn)行闊值處理，閥值處理可W是硬閥值或軟閥值 處理。對小波細(xì)節(jié)系數(shù)〇1，〇2,…化進(jìn)行闊值處理時(shí)，闊值況=crV2 1〇g(。），其中，0為小 波細(xì)節(jié)系數(shù)化，〇2,…化的標(biāo)準(zhǔn)差，n為小波細(xì)節(jié)系數(shù)D1，〇2,…化的長度。
[0037] 其中，步驟S180中，對局部放電信號z(t)進(jìn)行反卷積處理，恢復(fù)放電信號的波形 是針對卷積向量a的逆運(yùn)算。
[0038] 本實(shí)施例可通過圖3、圖4、圖5及圖6作進(jìn)一步說明，其中，如圖3所示，其為步驟 S120采集的原始局放信號，圖4為圖3中提取出的部分原始局放信號的放大圖，圖5為經(jīng)步 驟S120至步驟S180對圖3中的原始局放信號進(jìn)行處理后的局放信號圖，圖6為從圖5中 提取出的與圖4相對應(yīng)的部分局放信號的部分放大圖。從圖6與圖4的對比可知，經(jīng)步驟 S120至步驟S180處理后的放電信號明顯的降低噪聲的幅度，有效抑制了白噪聲和窄帶噪 聲，且較好得提取局放信號的波形特征。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電纜局部放電信號的去噪處理方法，其特征在于，包括： 采集電纜的局部放電信號X(t); 采用卷積向量a對放電信號x(t)進(jìn)行濾波處理，獲取濾波處理后的放電信號y(t); 對放電信號y(t)進(jìn)行小波去噪，獲取所需要的局部放電信號z(t); 對局部放電信號z(t)進(jìn)行反卷積處理，恢復(fù)放電信號的波形。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去噪處理方法，其特征在于，所述卷積向量a為根據(jù)放電信號 x(t)的信號特征設(shè)定的脈沖向量。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去噪處理方法，其特征在于，所述對放電信號y(t)進(jìn)行小波 去噪，獲取所需要的局部放電信號z(t)包括： 對放電信號y(t)作N層小波分解； 對小波分解后的小波系數(shù)進(jìn)行更新； 對更新后的小波系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)獲取所需要的局部放電信號z(t)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的去噪處理方法，其特征在于，所述對小波分解后的小波系 數(shù)進(jìn)行更新包括對放電信號y(t)作N層小波分解生成的尺度系數(shù)C。及小波細(xì)節(jié)系數(shù) D1,D2，…Dn的更新，其中，所述尺度系數(shù)C。被更新為零，所述小波細(xì)節(jié)系數(shù)Di，D2，…Dn進(jìn)行 閾值處理。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種有效去除電纜局部放電信號中的窄帶噪聲和白噪聲的方法。該方法包括信號濾波預(yù)處理、小波閾值去噪和反卷積運(yùn)算。本發(fā)明對幅度和頻率不規(guī)則變化的窄帶噪聲和白噪聲有很好的抑制作用。
【IPC分類】G01R31/12
【公開號】CN105182200
【申請?zhí)枴緾N201510628048
【發(fā)明人】顧一馳, 錢俊波, 韓葉祥
【申請人】蘇州光格設(shè)備有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月28日