[发明专利]兼顾脉冲提取和去噪的电缆局部放电信号处理及定位方法

摘要

本发明公开了一种兼顾脉冲提取和信号去噪的局部放电信号处理方法及电力电缆局部放电定位方法，该局部放电信号处理方法采用“先提取，后去噪”的数据处理次序，先利用奇异值分解，将最优奇异阈值与最大奇异值进行比较，实现对局放脉冲的快速、精确定位，并对局放脉冲进行提取，再利用奇异值重构对提取的局部脉冲信号进一步去噪。本发明基于奇异值分解‑重构法，可实现在较低信噪比条件下仍能有效抑制白再生局放信号白噪声的有效抑制，同时联合1层离散小波去噪，进一步抑制高频干扰。基于上述局部放电信号处理方法对局放脉冲进行提取，可实现对电力电缆局放源(即局部放电点)的精确定位。

主权项

1.一种兼顾脉冲提取和信号去噪的局部放电信号处理方法，其特征在于包括以下步骤：(1)对局放信号进行滤波处理，得到局放信号序列s(n)，n＝1,2,3,…,N₀，N₀为整个局放信号序列长度；(2)由局放信号序列s(n)的白噪声标准差η计算确定局放信号全局最优奇异阈值τ_*；(3)利用长度为T_W的时间窗从局部信号序列s(n)中截取局放信号段y(n)，n＝1,2,3,…,N，N为时间窗内局放信号序列长度；利用该信号段内的局放信号构建矩阵，并对构建的矩阵进行奇异值分解，计算得到该段内局放信号的最大奇异值σ_max；将σ_max与步骤(2)中计算得到的全局最优奇异阈值τ_*比较，若σ_max≥τ_*，将该时间窗起始时刻记录为脉冲搜索起始时刻t_i，i表示提取脉冲数，进入步骤(4)；若σ_max<τ_*，时间窗沿序列终止的方向滑动一步第一设定步长，利用时间窗重新截取局部信号段，重新构建矩阵，计算σ_max，与τ_*比较，循环直至σ_max≥τ_*；(4)将时间窗内的局放信号数据重新构建矩阵，并对构建的矩阵进行奇异值分解，计算得到该段内局放信号的局部最优奇异估计阈值将局部最优奇异估计阈值与最大奇异值δ_max进行以下比较：若①时间窗沿序列起始的方向滑动一步第二设定步长，利用时间窗重新截取局部信号段，重新构建矩阵，计算δ_max，与比较，循环直至将该时间窗起始时刻记录为局放脉冲提取的起始t_s；②将时间窗返回至脉冲搜索起始时刻t_i，并将时间窗沿序列终止的方向滑动一步第三设定步长，利用时间窗重新截取局部信号段，重新构建矩阵，计算δ_max，与比较，循环直至将该时间窗终止时刻记录为局放脉冲提取的结束时刻t_e；提取t_s‑t_e时刻的局放信号数据即为第i个局放脉冲信号；若将该时间窗起始时刻记录为局放脉冲提取的起始t_s，并将时间窗沿序列终止的方向滑动一步第三设定步长，利用时间窗重新截取局部信号段，重新构建矩阵，计算δ_max，与比较，循环直至将该时间窗终止时刻记录为局放脉冲提取的结束时刻t_e；提取t_s‑t_e时刻的局放信号数据即为第i个局放脉冲信号；(5)对步骤(4)提取到的第i个局放脉冲信号进行奇异值分解及重构，得到去噪后的第i个局放脉冲信号；(6)得到去噪后的第i个局放脉冲信号之后，返回步骤(3)‑(5)搜索并提取下一个局放脉冲信号，直至搜索到原始局放信号末端，将非局放脉冲序列全部设置为零，完成局放脉冲提取和信号去噪。