[發(fā)明專利]一種GIS振蕩沖擊耐壓試驗(yàn)用信號去噪方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710282565.7
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN106896306B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭磊;查堅(jiān)卿;張勇;鄭佳;趙華;郭旭峰;邱輝;王一鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)上海市電力公司;西安茂榮電力設(shè)備有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31249
• 代理人: 朱成之

1.一種GIS振蕩沖擊耐壓試驗(yàn)用信號去噪方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟S1、基于GIS振蕩沖擊耐壓試驗(yàn)用信號檢測系統(tǒng)對GIS試品進(jìn)行試驗(yàn)，獲取振蕩沖擊電壓波形下的局部放電數(shù)據(jù)；

步驟S2、主控顯示裝置利用自定義的脈沖提取窗對局部放電數(shù)據(jù)提取單個脈沖時域波形和對應(yīng)放電時刻，形成脈沖波形-時間序列；

步驟S3、主控顯示裝置根據(jù)脈沖波形-時間序列繪制對應(yīng)的峰值/時間-沖擊電壓分布圖；

步驟S4、主控顯示裝置采用等效時頻算法對脈沖波形-時間序列對應(yīng)的所有脈沖群進(jìn)行特征參數(shù)提取，形成二維等效時頻分布圖，用于直觀顯示不同脈沖群類聚特性；

步驟S5、主控顯示裝置基于二維等效時頻分布圖采用模糊C均值聚類算法對獲取的脈沖群進(jìn)行快速分類，達(dá)到噪聲源和放電源分離，從而實(shí)現(xiàn)局部放電脈沖電流信號去噪；

步驟S6、主控顯示裝置分別針對噪聲源和放電源的脈沖波形-時間序列繪制對應(yīng)的峰值/時間-沖擊電壓分布圖，并顯示去噪后的峰值/時間-沖擊電壓分布圖。

2.如權(quán)利要求1所述的GIS振蕩沖擊耐壓試驗(yàn)用信號去噪方法，其特征在于，所述的局部放電數(shù)據(jù)包含：局部放電脈沖電流信號和試驗(yàn)電壓波形數(shù)據(jù)。

3.如權(quán)利要求2所述的GIS振蕩沖擊耐壓試驗(yàn)用信號去噪方法，其特征在于，所述的步驟S2中，所述的自定義的脈沖提取窗方法包含：

以振蕩沖擊電壓下的局部放電數(shù)據(jù)長度為最大循環(huán)值，當(dāng)前數(shù)據(jù)的絕對值大于等于脈沖提取設(shè)置的閾值時，取當(dāng)前一定數(shù)據(jù)長度k的局部放電數(shù)據(jù)組成脈沖波形，并以當(dāng)前數(shù)據(jù)對應(yīng)的時刻作為提前脈沖波形對應(yīng)的時刻；

所述的脈沖波形-時間序列P(t_j)定義如下：

式中：j是第j個脈沖波形；t_j是第j個脈沖波形出現(xiàn)時間，μs,采集時刻；k是每個脈沖波形由k個點(diǎn)組成；pⁱ是脈沖波形第i個點(diǎn)對應(yīng)的幅值mV；Δt(i-1)是脈沖波形第i個點(diǎn)對應(yīng)的時間ns，Δt為采樣時間間隔。

4.如權(quán)利要求3所述的GIS振蕩沖擊耐壓試驗(yàn)用信號去噪方法，其特征在于，所述的步驟S4中，所述的等效時頻算法對脈沖p(t)進(jìn)行如下處理：

式中：t₀，f₀是信號的時間均值和頻率均值；T和F分別是信號的等效時寬和等效頻寬；E_P是信號的能量。

5.如權(quán)利要求4所述的GIS振蕩沖擊耐壓試驗(yàn)用信號去噪方法，其特征在于，所述的步驟S5中，模糊C均值算法是通過對目標(biāo)函數(shù)的迭代優(yōu)化來獲取數(shù)據(jù)集的模糊分類，目標(biāo)函數(shù)為樣本到聚類中心的距離平方和，然后采用目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行聚類，具體算法如下：將樣本空間P＝(p₁,p₂,…,p_N)中的N個樣本分為b類：A＝(a_ij),i＝1,2,…,N,j＝1,2,…,b，其中A為分類結(jié)果，a_ij為樣本p_i對第j類的隸屬度；

所述的模糊C均值聚類算法的聚類準(zhǔn)則是各樣本到各聚類中心的加權(quán)距離平方和最小，即求J_FCM(A,V)的最小值；

定義目標(biāo)函數(shù)：

式中：V＝(v_j)是聚類中心；d_ij是距離測度，表示樣本p_i和聚類中心v_j之間的距離；m∈(1,∞)是影響聚類模糊度的加權(quán)指數(shù)；

通過對目標(biāo)函數(shù)的迭代來獲取對數(shù)據(jù)集的模糊分類，迭代函數(shù)為：

在確定聚類數(shù)b和加權(quán)指數(shù)m的基礎(chǔ)上，初始化隸屬度矩陣U；由上式(4)求目標(biāo)函數(shù)，確定分類結(jié)果A⁽ⁿ⁾，n為迭代次數(shù)；計(jì)算||A⁽ⁿ⁾-A⁽ⁿ⁺¹⁾||≤ε，迭代計(jì)算到滿足要求為止。