[發明專利]一種從隨機噪聲中檢測出特高頻局部放電信號的方法和系統

有效

• 申請號: 201910079346.8
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109829416B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 任力;賈廷波;李鵬;鄭楠;羅林根;王曉梅;孫安青;許允都;楊杰;岳美;孫媛
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司日照供電公司;上海交通大學;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F18/10
• 分類號: G06F18/10;G06F18/213;G06F17/16;G01R31/12
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

本發明公開了一種從隨機噪聲中檢測出特高頻局部放電信號的方法，其包括步驟：(1)采集特高頻信號y(t)＝a(θ)×s(t)+v(t)，其中，s(t)表示空間入射信號矢量；v(t)表示噪聲矢量；對于平面陣列，θ表示特高頻信號的入射方位角；(2)建立特高頻信號y(t)的協方差矩陣R；(3)對協方差矩陣R進行特征分解；(4)將特征值劃分至n個區間中，每個區間表示為rangesubgt;i/subgt;,i＝1,2,…,n；每個區間內的特征值數量表示為ksubgt;i/subgt;：(5)根據特征值的個數M對ksubgt;i/subgt;進行幅值變換，以得到特高頻信號的特征數k’subgt;i/subgt;；(6)根據判別準則C來判斷采集的特高頻信號中是否含有特高頻局部放電信號。此外，本發明還公開了一種從隨機噪聲中檢測出特高頻局部放電信號的系統。

技術領域

本發明涉及一種檢測方法和系統，尤其涉及一種檢測局部放電信號的方法和系統。

背景技術

局部放電(Partial?Discharge)是電力設備絕緣性能劣化的表現形式，又是絕緣性能進一步劣化的原因，因此對局部放電的定位有很大意義。局部放電的檢測定位可以通過超聲波法、電氣參數測量法及超高頻電磁波等方法實現；基于超高頻電磁波的局部放電檢測法具有抗干擾性強、檢測靈敏度高等優點，非常適合現場應用。

在電力設備局部放電檢測中，由于采集系統往往在線采集，因此系統接收到的信號除了局部放電信號外，還包括大量隨機噪聲信號，如何將局部放電信號從噪聲信號中檢測出來有很大的實際意義。

基于此，期望獲得一種方法，該方法可以基于局部放電信號協方差矩陣特征值進行判斷，有效判斷接收信號是否包含局部放電信號，并提出相應的行之有效的判斷準則。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種從隨機噪聲中檢測出特高頻局部放電信號的方法，通過該方法可以有效判斷所接收到的信號是否包含局部放電信號，有效區分噪聲與局部放電信號之間的區別，非常適用于電力設備局部放電的檢測應用。

基于上述目的，本發明提出了一種從隨機噪聲中檢測出特高頻局部放電信號的方法，包括步驟：

(1)采集特高頻信號y(t)＝a(θ)×s(t)+v(t)，其中，s(t)表示空間入射信號矢量；v(t)表示噪聲矢量；對于平面陣列，θ表示特高頻信號的入射方位角；

(2)建立特高頻信號y(t)的協方差矩陣R；其中R＝E{y(t)·y^H(t)}，y^H(t)表示特高頻信號y(t)的共軛；

(3)對協方差矩陣R進行特征分解，則有：R＝UΣU^H；

其中U和U^H分別表示協方差矩陣R的特征向量及其共軛；Σ表示協方差矩陣R的特征值組成的對角陣：

其中，λ₁、λ₂……λ_M均表示協方差矩陣的特征值，且其滿足λ₁＞λ₂＞…λ_M-1＞λ_M；

(4)將特征值劃分至n個區間中，每個區間表示為range_i,i＝1,2,…,n；每個區間內的特征值數量表示為k_i：

k_i＝num(λ_j∈range_i),i＝1,2,...,n,j＝1,2,...,M

其中，num()表示符合條件的變量個數；

(5)根據特征值的個數M對k_i進行幅值變換，以得到特高頻信號的特征數k’_i：