[发明专利]一种单通道信号下局部放电窄带干扰盲源分离方法及装置

说明书

本发明公开了一种单通道信号下局部放电窄带干扰盲源分离方法及装置，包括：S1、输入待去噪的单通道局部放电信号h(t)；S2、对h(t)进行FFT变换和S变换，获取窄带干扰的信号的个数n和频率范围F_i；S3、使用重心校正法提取出各个窄带干扰信号V_i(t)的相位θ_i、频率f_i、幅值A_i；S4、在h(t)后添加正弦校准信号k(t)，记为信号w(t)；S5、构造虚拟窄带干扰信号v_i(t)，加入与k(t)相同长度的零信号z(t)，记为p_i(t)；S6、将w(t)和p_i(t)共同作为盲源分离算法FastICA的观测信号X，得到去噪后的局部放电信号Pd(t)；S7、利用k(t)的幅值与相位的先验知识，得到校准后的局部放电信号Pd^*(t)。本发明能有效地去除局部放电信号中混杂的窄带干扰信号。

技术领域

本发明涉及局部放电在线监测领域，具体涉及单通道信号下电气设备带电局部放电检测的窄带干扰盲源分离方法及装置。

背景技术

PD检测是评判设备的绝缘状态、及时发现设备内部缺陷的重要手段。在电气设备运行现场通常有强烈的噪声干扰，而微弱的局部放电信号(一般为mV级)，容易淹没在现场强烈的干扰中，检测装置难于检测到局部放电信号，影响运维人员对电气设备运行状态的评估。

在设备运行现场，局部放电信号中主要有高斯白噪声干扰和周期性窄带干扰，其中周期性窄带干扰是电气设备现场运行中的典型干扰。目前局部放电的周期性窄带干扰去噪方法主要包括硬件去噪方法和数字化方法。硬件去噪方法主要有选择窄带滤波器和带通滤波电路进行去噪，软件去噪方法主要有快速傅里叶阈值滤波法、经验模态分解类去噪方法、小波变换类去噪方法。硬件方法抑制窄带干扰需要根据干扰频带的先验知识，通用性差，而数字化方法去噪效果好，得到国内外学者的广泛研究。由于不同周期性窄带干扰信号可以看成频率不同的正余弦波信号，比较通用的做法是根据快速傅里叶变换通过频谱得到窄带干扰信号频率，采用经典阈值法进行滤波，但仍保留一部分窄带干扰，去噪效果不好。

盲源分离是指仅由观测信号即可恢复出源信号各个分量的过程。为了能分离出源信号各个分量，要求盲源分离的观测信号数量大于等于源信号数量。目前应用于工程较多的检测局部放电的手段主要为脉冲电流法和特高频法等方法。通过布置多个传感器检测局部放电数据，但是在运行过程中存在传感器失灵，多个传感器之间存在串扰等问题，导致只有一个或者少数几个传感器得到较好的检测信号，不满足盲源分离算法分离要求。

故有必要研究单一传感器下得到的局部放电信号盲源分离去噪方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种单通道信号下局部放电窄带干扰盲源分离方法，该去噪方法能有效地去除局部放电信号中混杂的窄带干扰信号。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种单通道信号下局部放电窄带干扰盲源分离方法，包括以下步骤：

S1、输入待去噪的单通道局部放电信号h(t)；

S2、对h(t)进行FFT变换和S变换，获取窄带干扰的信号的个数n和频率范围F_i(i＝1,2,…,n)；

S3、使用重心校正法提取出各个窄带干扰信号V_i(t)的相位θ_i、频率f_i、幅值A_i；

S4、在h(t)后添加正弦校准信号k(t)，记为信号w(t)；