[发明专利]一种电力设备局部放电超声信号时差估计方法

说明书

本发明公开了一种电力设备局部放电超声信号时差估计方法，涉及局部放电检测领域，解决了传统局放定位信噪比低、估计精度差的弊端，其技术方案要点是输入两路原信号，经过CEEMDAN算法将每一路原信号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，本发明的一种电力设备局部放电超声信号时差估计方法，能够提高信噪比，从而提高时差估计精度。

技术领域

本发明涉及局部放电检测，特别涉及一种电力设备局部放电超声信号时差估计方法。

背景技术

超声波定位技术作为一种成本低、不受电磁干扰、非破坏性的故障定位技术被逐步应用于局部放电检测领域，而对超声信号的时差估计是定位的关键。现有的应用于局放领域的时延估计方法有相关分析法、自适应时差估计法和相位谱估计法等。

目前产生局放的电力设备现场环境十分复杂，在检测中往往会遇到各种干扰，严重影响检测的灵敏度和可靠性。变电站现场检测的干扰信号通常包含白噪声、随机脉冲干扰和窄带干扰。

现有的基于超声局放定位的时延估计方法大多是峰值检测算法，但实际PD超声信号为窄带信号，相关峰会因为带宽窄而在时间域上被延展，使得峰值不明显进而导致其估计精度对噪声十分敏感且精度较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力设备局部放电超声信号时差估计方法，能够提高信噪比，从而提高时差估计精度。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种电力设备局部放电超声信号时差估计方法，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。

作为优选，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。

作为优选，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)；