[發明專利]兼顧脈沖提取和去噪的電纜局部放電信號處理及定位方法

有效

• 申請號: 201811077524.5
• 申請日: 2018-09-15
• 公開（公告）號: CN109212391B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 周凱;李澤瑞;黃永祿;謝敏;趙世林;朱光亞;冉立
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 呂建平

本發明公開了一種兼顧脈沖提取和信號去噪的局部放電信號處理方法及電力電纜局部放電定位方法，該局部放電信號處理方法采用“先提取，后去噪”的數據處理次序，先利用奇異值分解，將最優奇異閾值與最大奇異值進行比較，實現對局放脈沖的快速、精確定位，并對局放脈沖進行提取，再利用奇異值重構對提取的局部脈沖信號進一步去噪。本發明基于奇異值分解?重構法，可實現在較低信噪比條件下仍能有效抑制白再生局放信號白噪聲的有效抑制，同時聯合1層離散小波去噪，進一步抑制高頻干擾。基于上述局部放電信號處理方法對局放脈沖進行提取，可實現對電力電纜局放源(即局部放電點)的精確定位。

技術領域

本發明電力電纜局部放電檢測技術領域，涉及局部放電信號波形分析處理技術，具體涉及一種兼顧脈沖提取和信號去噪的局部放電信號處理方法及電力電纜局部放電定位方法。

背景技術

局部放電(partial discharge，PD)(簡稱局放)是電力電纜絕緣出現劣化的表現形式之一，同時也是電力電纜絕緣進一步劣化并導致絕緣失效的主要原因之一。通過對電力電纜進行局部放電檢測與分析，可為電力電纜絕緣診斷與監測提供可靠的評判依據。

傳統的局放信號處理方法主要包含兩大類：1)基于相位分布模式統計譜圖的特征提取方法，該方法首先統計一段時間內、若干工頻周期的局部放電信號(簡稱局放信號)，繪出局部放電幅值隨相位變化的二維圖，即局部放電相位分布 (phase resolved partialdischarge,PRPD)圖，為了更直觀地反映局部放電特征，再從PRPD中提取放電工頻相位φ、放電量q和放電次數n構成二維或三維譜圖 (局部放電指紋譜圖)，并通過指紋譜圖，提取用于表征局部放電譜圖的特征量，比如偏斜度S_k、峭度ku、不對稱度cc等；2)基于單脈沖的特征提取方法，該方法通常利用局放單脈沖提取用于表征局部放電信號特征的特征量，比如等效時寬T、等效頻寬F等，通過提取不同的特征量可對不同類型局放信號進行有效識別且可實現對電力電纜絕緣狀態的有效評估。然而，上述兩種局放信號處理方法中，均以局放脈沖提取作為獲取特征量的基礎，但在通常情況下，局放脈沖提取是建立在局放信號去噪基礎上的，即“先去噪、后提取”，因此去噪結果直接影響脈沖提取的有效性。

申請號為CN201611094903.6，名稱為“一種適用于高頻電流局部放電檢測的脈沖提取方法”的中國發明專利，提供了一種基于小波分解-重構的局放去噪方法，而后利用自動閾值計算提取出脈沖段。由于現場局放信號復雜性，僅通過各級小波分解系數的峰值與有效值之比確定信號類型的方法難免會發生漏檢、誤檢。通過自動閾值來選取局放脈沖的方法僅適用于信噪比較高的情況，且當存在幅值差異較大的局放脈沖時，幅值較小的局部脈沖更容易被識別為噪聲。

發明內容

針對目前基于“先去噪、后提取”的局部脈沖提取有效性差、受去噪結果影響 等問題，本發明提供了一種兼顧脈沖提取和信號去噪的局部放電信號處理方法，能 夠有效提取局部脈沖，即使在低信號比情況下，仍具有較強的白噪聲抑制能力。

本發明的另一目的旨在提供一種電力電纜局部放電定位方法。

本發明采用“先提取、后去噪”的局部放電信號數據處理策略，首先基于短時 隨機奇異值分解和短時奇異值分解實現對脈沖的快速、精確定位和提取，再進一步 利用奇異值分解-重構的方法進行去噪，使局部信號白噪聲得到有效抑制。

本發明提供的兼顧脈沖提取和信號去噪的局部放電信號處理方法包括以下步驟：

(1)對局放信號進行濾波處理，得到局放信號序列s(n)，n＝1,2,3,…,N₀，N₀為 整個局放信號序列長度；

(2)由局放信號序列s(n)的白噪聲標準差η計算確定局放信號全局最優奇異閾 值τ*；