[发明专利]一种窄带干扰降噪方法

说明书

本发明公开了一种窄带干扰降噪方法，其包括S1获取高压电气设备的染噪局放信号，并对其进行频域变换及S时频变换，分别得到频谱图和S时频变换谱图；S2分别截取染噪信号的频谱图和S时频变换谱图上的周期性窄带干扰片段，并对比两种周期性窄带干扰片段确定染噪局放信号中存在的所有窄带干扰频率；S3根据确定的窄带干扰频率，对染噪信号构建Hancel矩阵，并对Hankel矩阵进行奇异值分解，之后提取前2n个奇异值进行窄带干扰信号重构得到窄带干扰信号；以及S4采用染噪局放信号减去重构后的窄带干扰信号，得到降噪后的PD信号。

技术领域

本发明涉及局部放电信号检测领域，具体涉及一种高压电气设备运行现场的窄带干扰降噪方法。

背景技术

高压电气设备如变压器、电缆等作为输电系统中的主要传输设备，其运行状态直接影响系统的安全性。电气设备绝缘好坏直接决定了电气设备是否能够安全可靠运行。因此，对于电气设备绝缘系统的实时监测至关重要。

局部放电作为一种有效检测电气设备绝缘状态的方法，其能够反映出电缆故障的严重程度并判断出故障类型。然而，局部放电检测常常会受到现场运行环境的干扰。其中，周期性窄带干扰由于出现频率高，且在频域范围内经常与局放信号发生混叠，对局放信号的检测影响很大。因此，对于周期性窄带干扰的抑制至关重要。

针对窄带干扰的抑制方法，目前主要为傅里叶分析、小波包变换等方法，但均存在不同程度的局放信号衰减与失真，亦或是降噪效果不佳。因此，如何实现染噪局放信号中窄带干扰滤除的同时又能保证局放信号的高度还原成为窄带干扰降噪中的关键问题与难点。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的窄带干扰降噪方法能够有效滤除窄带干扰，同时保证局放信号不失真。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种窄带干扰降噪方法，其采用的技术方案为：

S1、获取高压电气设备的染噪局放信号，并对其进行频域变换及S时频变换，分别得到频谱图和S时频变换谱图；

S2、分别截取染噪信号的频谱图和S时频变换谱图上的周期性窄带干扰片段，并对比两种周期性窄带干扰片段确定染噪局放信号中存在的所有窄带干扰频率个数n；

S3、根据确定的窄带干扰频率，对染噪信号构建Hankel矩阵，并对Hankel矩阵进行奇异值分解，之后提取前2n个奇异值进行窄带干扰信号重构得到重构后的窄带干扰信号；以及

S4、采用染噪局放信号减去重构得到重构后的窄带干扰信号，得到降噪后的染噪局放信号。

本发明的有益效果为：本方案的降噪方法通过对染噪局放信号进行处理得到窄带干扰频率个数，并基于窄带干扰频率个数重构的窄带干扰信号，之后采用原始染噪局放信号减去重构后的窄带干扰信号，以滤除窄带干扰的降噪信号，得到不含窄带干扰的染噪局放信号。

采用本方案的方法实现降噪时，不管窄带干扰幅值大小，均能有效滤除，同时使有效的局放信号成分得以准确保留，信号几乎不受影响；本方案相较于基于傅里叶变换和小波包变换原理的各种滤波器而言，窄带干扰信号滤除更彻底，同时有效局放信号得以高度还原。

在使用时，本方法的方法既能适用于窄带干扰频率与局放信号分离场合，又能在窄带干扰频率与局放信号频率发生混叠的情况下有效降噪。

附图说明

图1为本方案的窄带干扰降噪方法的流程图。

图2为基于实施测试而构造的理想局部放电信号。

图3为用于实施测试而构造的窄带干扰信号。