[发明专利]一种罐式断路器局部放电超声信号去噪及时间差识别方法

说明书

本发明公开了一种罐式断路器局部放电超声信号去噪及时间差识别方法，包括以下步骤，1)使用超声波传感器获取罐式断路器局部放电超声信号；2)基于互相关系数选取分析罐式断路器局部放电超声信号的最优小波函数，采用基于离散小波变换的信号分解、阈值处理及信号重构，实现了超声信号去噪；3)应用去噪处理后的信号获取罐式断路器典型缺陷局部放电超声PRPD图谱；4)采用能量准则法自动计算超声信号能量并提取信号时间差。本发明基于互相关系数选取db14作为分析罐式断路器局部放电超声信号的最优小波函数，采用基于离散小波变换的信号分解、阈值处理及信号重构，实现超声信号去噪，同时采用能量准则法自动提取超声信号的时间差。

技术领域

本发明涉及一种罐式断路器局部放电超声信号去噪及时间差识别方法。

背景技术

罐式断路器是灭弧室位于接地金属外壳中的断路器，主要由罐体、灭弧室、操动机构、绝缘套管、互感器、接线端子等部分组成，能关合、承载、开断回路中正常条件下的电流，并能在短路等异常条件下关合和开断故障电流，是变电站及电力系统中重要的控制和保护设备 [1-3]。罐式断路器采用六氟化硫作为其绝缘介质和灭弧介质，具有结构紧凑、占地面积小、设备重心低、结构稳固、抗震性能好、自带电流互感器、耐污秽能力强、维护方便等优点。

在罐式断路器制造、运输、安装及运行过程中，由于工艺、机械冲击、分合操作或电气老化等因素，其内部会产生绝缘缺陷。在试验电压或额定电压作用下，当绝缘缺陷处集中的电场强度达到该区域的击穿场强时，就会出现局部放电现象；局部放电是断路器绝缘劣化的主要原因，也是断路器绝缘故障的先兆。因此，在线监测局部放电信号可在故障前检测出绝缘缺陷，是确保落地罐式断路器以及电力系统安全稳定运行的重要手段。

实施罐式断路器局部放电在线监测可在故障前及时发现其绝缘缺陷，对提高断路器及整个电网可靠性具有重要意义，研究局部放电超声检测中信号去噪及信号时间差自动提取技术，可提高罐式断路器在线监测的灵敏度及准确度。

同时放电源定位有助于检修人员快速准确地确定故障位置，以利于有针对性地进行设备检修并节省维修的时间和费用。放电源的定位主要利用不同传感器接收信号的时间差，定位方式可分为基于相对时间的超声信号定位和基于绝对时间的声电联合定位两类。声电联合定位以局部放电高频或特高频信号作为基准，电信号从放电源传播至传感器的时间延迟可以忽略，因而可作为放电的起始时间，超声信号到达不同位置的传感器时存在不同的时间差。该方法的特点是可运用电信号定量地确定放电强弱，但由于电磁干扰的影响，有时会难于确定电信号出现的时间，进而影响定位的准确性。

基于放电时产生的物理和化学现象，断路器局部放电的监测方法主要有脉冲电流法、超声法、特高频法和分解气体检测法；然而现有的方式和方法难以做到彻底的超声信号去噪并通过时间差进行故障定位，因此需要重新研发一种方法来解决目前所遇到的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于互相关系数选取db14 作为分析罐式断路器局部放电超声信号的最优小波函数，采用基于离散小波变换的信号分解、阈值处理及信号重构，实现了超声信号去噪，同时采用能量准则法可自动提取超声信号的时间差，实现罐式断路器内放电源自动定位，定位快速、准确，具有实用性和使用广泛性的罐式断路器局部放电超声信号去噪及时间差自动识别方法。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种罐式断路器局部放电超声信号去噪及时间差识别方法，包括以下步骤，

1)使用超声波传感器获取罐式断路器局部放电超声信号；

2)基于互相关系数选取分析罐式断路器局部放电超声信号的最优小波函数，采用基于离散小波变换的信号分解、阈值处理及信号重构，实现了超声信号去噪；

3)应用去噪处理后的信号获取罐式断路器典型缺陷局部放电超声PRPD图谱；