电缆局部放电信号的去噪处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电缆局部放电检测领域，特别是设及一种电缆局部放电信号的去噪处 理方法。
【背景技术】
[0002] 高压电缆是电力传输的主要途径，电缆的正常工作是供电系统的基础。局部放电 现象会引起电缆不同程度的损坏，影响电力能源的输送和使用，造成经济损失。因此，局部 放电检测是电力电缆系统正常运行的保障之一。
[0003] 电缆局部放电的形成原因有电缆局部受潮、绝缘损伤、电缆头气泡、电缆表面毛刺 等。每一种局部放电的类型对应不同的局放信号特征，因此，通过局部放电信号检测可实现 局部放电定位和分类。
[0004] 局放信号通常混有白噪声和窄带噪声，去噪处理是局部放电检测的首要步骤。局 放信号的噪声处理方法有傅里叶分析方法、小波或小波包分析方法、经验模态分析方法等， 运些方法是基于对信号的正交或近似正交分解。傅里叶分析方法是一种周期性全局变换， 对信号的局部变化不敏感；小波或小波包分析能很好地去除白噪声，无法有效去除窄带噪 声；经验模态分析方法是处理多频窄带噪声的有效方法，无法处理白噪声。因此，当白噪声 和幅度频率随时间不规则变化的窄带噪声同时存在时，W上方法均不能有效实现去噪，无 法准确的进行局部放电定位和分类。
【发明内容】
[0005] 基于此，有必要提供一种电缆局部放电信号的去噪处理方法，在局部放电信号检 测时，可同时去除白噪声和窄带噪声，准确对局部放电进行定位和分类。
[0006] -种电缆局部放电信号的去噪处理方法，包括：
[0007] 采集电缆的局部放电信号x(t);
[0008] 采用卷积向量a对放电信号x(t)进行滤波处理，获取滤波处理后的放电信号 y(t)；
[0009] 对放电信号y(t)进行小波去噪，获取所需要的局部放电信号z(t);
[0010] 对局部放电信号Z(t)进行反卷积处理，恢复放电信号的波形。
[0011] 在其中一个实施例中，所述卷积向量a为根据放电信号X(t)的信号特征设定的脉 冲向量。
[0012] 在其中一个实施例中，所述对放电信号y(t)进行小波去噪，获取所需要的局部放 电信号z(t)包括：
[0013] 对放电信号y(t)作N层小波分解；
[0014] 对小波分解后的小波系数进行更新；
[0015] 对更新后的小波系数进行重构获取所需要的局部放电信号Z(t)。
[0016] 在其中一个实施例中，所述对小波分解后的小波系数进行更新包括对放电信号 y(t)作N层小波分解生成的尺度系数C。及小波细节系数D1，〇2,…化的更新，其中，所述尺 度系数C。被更新为零，所述小波细节系数D1，〇2,…化进行阔值处理。
[0017]W上所述电缆局部放电信号的去噪处理方法，采用卷积向量对采集的放电信号进 行滤波，小波去噪处理后采用反卷积运算恢复局放信号波形。该方法利用白噪声和窄带噪 声的局部和近似为零的特点削减采集的放电信号的噪声的幅度，有效抑制白噪声和窄带噪 声，同时较好得提取局放信号的波形特征。
【附图说明】
[0018] 图1为一实施例的电缆局部放电信号的去噪处理方法的流程图；
[0019] 图2为图1中步骤S160的流程；
[0020] 图3为采集的原始局放信号图；
[0021]图4为图3中采集的原始局放信号的部分放大图；
[0022] 图5为一实施例的电缆局部放电信号的去噪处理方法对图3中的原始局放信号进 行处理后的局放信号图；
[002引图6为图5中处理后的局放信号的部分放大图，且图6与图4相对应。
【具体实施方式】
[0024] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。
[0025] 通常原始采集的局部放电信号x(t)中叠加着白噪声和幅度频率随时间不规则变 化的窄带噪声。小波分析是去除白噪声的有效方法，但是当窄带噪声和白噪声同时存在且 窄带噪声频率较高时，小波去噪会失效。
[0026] 为此，如图1所示，一实施例的电缆局部放电信号的去噪处理方法包括步骤S120 至步骤S180。
[0027] 步骤S120,采集电缆的局部放电信号x(t);
[0028] 步骤S140,采用卷积向量a对放电信号x(t)进行滤波处理，获取滤波处理后的放 电信号y(t);
[0029] 步骤S160,对放电信号y(t)进行小波去噪，获取所需要的局部放电信号z(t);
[0030] 步骤S180,对局部放电信号z(t)进行反卷积处理，恢复放电信号的波形。
[003。其中，卷积向量a为根据放电信号x(t)的信号特征设定的脉冲向量。采用卷积向 量a对放电信号x(t)进行滤波处理后，放电信号y(t)与放电信号x(t)及卷积向量a之间 的关系为：y(t) =x(t)*a。
[0032] 如图2所示，步骤S160中对放电信号y(t)进行小波去噪，获取所需要的局部放电 信号Z(t)包括步骤S162至步骤S166。
[0033] 步骤S162,对放电信号y(t)作N层小波分解；
[0034] 步骤S164,对小波分解后的小波系数进行更新；
[0035] 步骤S166,对更新后的小波系数进行重构获取所需要的局部放电信号Z(t)。
[0036] 其中，步骤S164中，对小波分解后的小波系数进行更新包括对放电信号y(t)作N 层小波分解生成的尺度系数C。及小波细节系数D1，〇2,…化的更新，其中，所述尺度系数C。 被更新为零，所述小波细节系数化，〇2,…化进行阔值处理，阀值处理可W是硬阀值或软阀值 处理。对小波细节系数〇1，〇2,…化进行阔值处理时，阔值况=crV2 1〇g(。），其中，0为小 波细节系数化，〇2,…化的标准差，n为小波细节系数D1，〇2,…化的长度。
[0037] 其中，步骤S180中，对局部放电信号z(t)进行反卷积处理，恢复放电信号的波形 是针对卷积向量a的逆运算。
[0038] 本实施例可通过图3、图4、图5及图6作进一步说明，其中，如图3所示，其为步骤 S120采集的原始局放信号，图4为图3中提取出的部分原始局放信号的放大图，图5为经步 骤S120至步骤S180对图3中的原始局放信号进行处理后的局放信号图，图6为从图5中 提取出的与图4相对应的部分局放信号的部分放大图。从图6与图4的对比可知，经步骤 S120至步骤S180处理后的放电信号明显的降低噪声的幅度，有效抑制了白噪声和窄带噪 声，且较好得提取局放信号的波形特征。
【主权项】
1. 一种电缆局部放电信号的去噪处理方法，其特征在于，包括： 采集电缆的局部放电信号X(t); 采用卷积向量a对放电信号x(t)进行滤波处理，获取滤波处理后的放电信号y(t); 对放电信号y(t)进行小波去噪，获取所需要的局部放电信号z(t); 对局部放电信号z(t)进行反卷积处理，恢复放电信号的波形。2. 根据权利要求1所述的去噪处理方法，其特征在于，所述卷积向量a为根据放电信号 x(t)的信号特征设定的脉冲向量。3. 根据权利要求1所述的去噪处理方法，其特征在于，所述对放电信号y(t)进行小波 去噪，获取所需要的局部放电信号z(t)包括： 对放电信号y(t)作N层小波分解； 对小波分解后的小波系数进行更新； 对更新后的小波系数进行重构获取所需要的局部放电信号z(t)。4. 根据权利要求3所述的去噪处理方法，其特征在于，所述对小波分解后的小波系 数进行更新包括对放电信号y(t)作N层小波分解生成的尺度系数C。及小波细节系数 D1,D2，…Dn的更新，其中，所述尺度系数C。被更新为零，所述小波细节系数Di，D2，…Dn进行 阈值处理。
【专利摘要】本发明涉及一种有效去除电缆局部放电信号中的窄带噪声和白噪声的方法。该方法包括信号滤波预处理、小波阈值去噪和反卷积运算。本发明对幅度和频率不规则变化的窄带噪声和白噪声有很好的抑制作用。
【IPC分类】G01R31/12
【公开号】CN105182200
【申请号】CN201510628048
【发明人】顾一驰, 钱俊波, 韩叶祥
【申请人】苏州光格设备有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月28日