[發明專利]一種基于電氣設備局部放電信號的濾除噪聲干擾的方法

在審

• 申請號: 202011402039.8
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112733597A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 潘一藩;徐以超;吳小剛
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G01R31/12
• 代理公司: 蘇州市港澄專利代理事務所(普通合伙) 32304
• 代理人: 范佳晨

本發明提供一種基于電氣設備局部放電信號的濾除噪聲干擾的方法，采用香農信息熵獲取與局部放電信號相關性較大的最小波基，進而對采集的信號進行小波分解，促進信號與噪聲的分離，通過閥值函數濾除噪聲信號、級聯數字陷波器濾除窄帶干擾信號，有效濾除噪聲干擾，提高了局部放電信號提取效果。本發明提供一種基于電氣設備局部放電信號的濾除噪聲干擾的方法，能夠更好的分離局部放電信號和噪聲信號，提高了局部放電信號提取的適用性。

技術領域

本發明屬于信號處理技術領域，特別涉及一種基于電氣設備局部放電信號的濾除噪聲干擾的方法。

背景技術

隨著科學技術的發展，越來越多的電氣設備被人們使用，電氣設備的絕緣性是其安全可靠的工作的重要保障。據統計，大約2/3的電網事故是由電氣設備的絕緣失效造成的，受不同因素的影響，電氣設備的絕緣介質會有不同程度的老化或者損壞，在強電場的作用下，絕緣介質會被擊穿，造成電網故障。實驗表明，局部放電的參數具有很高的靈敏性，能夠有效的反映電氣設備的絕緣狀況。

由于局部放電信號本身微弱，加上現場的電磁干擾，使得對電氣特征量的提取變得非常困難，尤其是在變電站等場合，存在著外部帶電體的電暈放電、接地系統、載波通信等所形成的強烈噪聲，使到大多數局部放電檢測效果不是很好。如何有效的濾除噪聲信號，準確的提取局部放電信號是電氣設備絕緣檢測的重要內容。

發明內容

本發明提供一種基于電氣設備局部放電信號的濾除噪聲干擾的方法，采用香農信息熵獲取與局部放電信號相關性較大的最小波基，進而對采集的信號進行小波分解，促進信號與噪聲的分離，通過閥值函數濾除噪聲信號、級聯數字陷波器濾除窄帶干擾信號，有效濾除噪聲干擾，提高了局部放電信號提取效果。

本發明提供一種基于電氣設備局部放電信號的濾除噪聲干擾的方法，所述濾除噪聲干擾的方法包括如下步驟：

步驟(1)：通過傳感器采集局部放電電流信號；

步驟(2)：經過A/D轉換器進行A/D轉換，并輸入信號處理單元；

步驟(3)：所述信號處理單元從預先設定的小波庫DB＝{db_ii＝1,2···10}中依次選取小波對采集的信號進行小波分解；

步驟(4)：計算所述信號在逼近空間的香農信息熵p(i)為各頻段系數的分布概率；

步驟(5)：將低頻系數香農信息熵最小的基函數作為小波分解的最小基波；

步驟(6)：對采集的信號采用最小基波進行小波分解；

步驟(7)：確定濾除噪聲信號的閥值med()為求中值函數，d_1,k為小波分解后的高頻系數，N為小波系數的長度；

步驟(8)：小波分解后的信號經過閥值函數

濾除噪聲信號，為經過閥值處理后的小波系數，w_j,k為小波系數，α_j為調整系數，α_j∈(0,+∞)；

步驟(9)：經過級聯數字陷波器濾除窄帶干擾信號。

所述閥值函數能夠在低尺度上采用類似軟閥值的方法保證提取信號的平滑性，而在高尺度上使用類似硬閥值方法減少信號的能量損失；

所述調整系數α_j能夠控制在局部放電信息較少的尺度上使用類似軟閥值的方法處理小波系數，而在局部放電信息較多的尺度上使用與類似硬閥值的方法處理小波系數，能夠更好的濾除噪聲信號。

所述數字陷波器采用二階數字陷波器，在z平面上為系統函數的零點配置相應的極點，所述二階數字陷波器的傳輸函數為r為所述二階數字陷波器的帶寬參數，所述帶寬參數越接近1，所述二階數字陷波器的阻帶就越尖銳，陷波效果就越好；