[发明专利]一种电力设备局部放电超声信号时差估计方法

权利要求书

1.一种电力设备局部放电超声信号时差估计方法，其特征是，包括有以下步骤：

输入两路原信号，经过CEEMDAN算法将每一路原信号都分解为多个不同频率成分的固有模态分量IMF；

通过相关系数法对各IMF进行自相关计算以辨识噪声分量与局部放电超声信号的分界点；

根据计算辨识的分界点设定噪声阈值，并对小于噪声阈值的IMF进行小波阈值去噪；

将去噪后获得IMF与分解获得的大于噪声阈值的IMF进行重构，得到去噪局部放电超声信号；

通过相关系数波形比较法对两路去噪局部放电超声信号进行时差估计。

2.根据权利要求1所述的电力设备局部放电超声信号时差估计方法，其特征是，CEEMDAN算法如下：

对每一路原信号均进行加零均值单位方差白噪声处理得到第一信号；

对第一信号进行N次EMD分解，得到N个第一阶分解分量和剩余残差；

对N个第一阶分解分量进行求集成均值，得到第一阶分量，并计算得到第一残差；

同样对计算得到的第一残差再次进行加零均值单位方差白噪声处理，以进行N次EMD分解计算，重复m次以对计算得到的第m残差进行处理，直至最终获得的第m残差信号无法继续分解，得到第m阶分量与最终残差；得到由第一阶分量至第m阶分量与最终残差累加形式的原信号。

3.根据权利要求2所述的电力设备局部放电超声信号时差估计方法，其特征是，CEEMDAN算法具体步骤如下：

在原信号s(t)中加入正负成对且幅值为a的零均值单位方差白噪声，得到第一信号s'(t)＝s(t)+(-1)^qanⁱ(t)；

对第一信号s'(t)进行N次EMD分解，得到N个第一阶分解分量IMF₁ⁱ(t)和剩余残差r₁ⁱ(t)，即s'(t)＝IMF₁ⁱ(t)+r₁ⁱ(t)；

对N个第一阶分解分量IMF₁ⁱ(t)求集成均值，得到第一阶分量及第一残差r₁(t)，分别为

在第一残差r₁(t)中加入经EMD分解的正负成对的幅值相同的零均值单位方差白噪声，并再次对其进行N次EMD分解，得到第二阶分解分量和第二次的剩余残差

对N个第二阶分解分量求集成均值，得到第二阶分量并计算得到第二残差

重复m次上述步骤直到第m残差信号无法继续分解，即可求得第m阶分量和最终残差R(t)，原信号可表示为

4.根据权利要求3所述的电力设备局部放电超声信号时差估计方法，其特征是，通过相关系数法对各固有模态分量IMF做自相关计算具体计算公式为：

式中，表示信号S1的自相关函数，S1为原信号s(t)中的一路，N为信号采样点数m为延迟时间，n为计算起始点。

5.根据权利要求4所述的电力设备局部放电超声信号时差估计方法，其特征是，小波阈值去噪具体步骤为：

对需要去噪的固有模态分量IMF进行小波分解，并求取对应的小波系数d_j,k；

设置噪声阈值λ，对固有模态分量IMF分解的小波中小于噪声阈值的小波系数对应的小波判断为由噪声产生并对应去除，重构处理后的小波系数d_j,k与近似系数，还原去噪的IMF。

6.根据权利要求5所述的电力设备局部放电超声信号时差估计方法，其特征是，噪声阈值λ的选取计算如下：

选取db4作为小波基，上式中和d_j,k分别表示计算前后的小波系数，σ为噪声方差；C为阈值系数，设为1，N为采样点数。