[发明专利]一种电缆局部放电信号预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及电缆局部放电在线监测技术领域，更具体地，涉及一种电缆局部放电信号预处理方法。

背景技术

电缆局部放电在线监测中，在电缆局部放电在线检测过程中，由于设备处于运行状态，现场存在严重的电磁干扰，这些干扰会和原始局部放电信号进行叠加，造成原始局部放电信号的严重畸变，给依靠局部放电信号波形进行缺陷类型判断和缺陷位置定位的运维人员带来极大困难。因此，对检测到的局部放电信号进行去噪预处理具有重要意义。

在局部放电信号去噪方面，小波分析法由于具有良好的局部时频特性，已广泛应用于局部放电信号的去噪处理，但其容易收到噪声的影响，且基小波难于选择。而经验模式分解(empirical mode decomposition，EMD)方法基于信号的局部特征时间尺度，能把非平稳信号分解为有限的基本模态分量(intrinsic modefunction,IMF)之和，是一种自适应的信号处理方法，适合非线性和非平稳过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种电缆局部放电信号预处理方法，该方法将小波分析方法和EMD方法进行有效结合，综合了两者的优势，能够取得更好的去噪效果。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电缆局部放电信号预处理方法，其中，包括以下步骤：

步骤1：输入待处理的电缆局部放电信号；

步骤2：对电缆局部放电信号进行经验模态分解，得到各个固有模态函数分量；

步骤3：对于步骤2得到的各个固有模态函数分量，分别计算其能量，并按照能量大小将所有固有模态函数分量划分为有效分量和无效分量两类；

步骤4：对于步骤3得到的无效分量，直接进行置零，对于步骤3得到的有效分量，使用小波阈值法进行去噪处理，得到处理后的有效分量；

步骤5：对步骤4得到的处理后的无效分量和有效分量进行重构，得到预处理后的电缆局部放电信号。

进一步的，所述步骤2中，对电缆局部放电信号进行经验模态分解，得到各个固有模态函数分量的步骤为：

对电缆局部放电信号x(t)，经过经验模态分解后，其可表示为：

式中，IMF_i(t)表示固有模态函数分量，r_n(t)表示余项。

进一步的，所述步骤3中，对于步骤2得到的各个固有模态函数分量，分别计算其能量，并按照能量大小将所有固有模态函数分量划分为有效分量和无效分量两类的步骤为：

(1)对于每一个固有模态函数分量，按照下式计算其能量：

式中，E_i为第i个固有模态函数分量IMF_i(t)的能量，T为每个固有模态函数分量的信号长度；

(2)对于每一个E_i，按照下式进行处理：

式中，e_i表示经过处理后，E_i对应的值；

(3)设定阈值λ，将大于或等于λ的e_i对应的固有模态函数分量记为有效分量，小于λ的e_i对应的固有模态函数分量记为无效分量。

进一步的，所述步骤4中，对于步骤3得到的无效分量，直接进行置零，对于步骤3得到的有效分量，使用小波阈值法进行去噪处理，得到处理后的有效分量的步骤为：

(1)对于无效分量，直接进行置零；

(2)对于有效分量，使用小波阈值法进行去噪处理，得到处理后的有效分量。

进一步的，所述步骤5中，对步骤4得到的处理后的无效分量和有效分量进行重构，得到预处理后的电缆局部放电信号的步骤为：

对于处理后的固有模态函数分量IMF_i(t)′，按照下式进行重构，得到预处理后的电缆局部放电信号：

式中，x′(t)为预处理后的电缆局部放电信号。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

本发明提供的方法将小波分析方法和经验模式分解方法进行有效结合，综合了两者的优势，能够取得更好的去噪效果。

附图说明

图1是本发明的原理流程示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。