[发明专利]一种基于小波变换的局部放电信号检测方法

说明书

本发明涉及一种基于小波变换的局部放电信号检测方法，属于检测技术领域。该方法包括：对待测信号分段，并舍弃首端与末端信号段；对各信号段进行三层小波分解，采用滤波器处理小波系数；对滤波后的高频小波系数构造节点系数矩阵，对其进行奇异值分解得到奇异值矩阵，然后计算其内积，构造内积矩阵，根据内积矩阵最大最小值与平均值的差值判断条件判断信号中是否含有局部放电信号；若含有局部放电信号，计算各信号段低频小波系数模值的小波系数香农熵并构造香农熵矩阵，计算阈值，根据阈值判断条件判断局部放电信号出现在哪一信号段中。本发明能够准确直观地检测出局部放电信号的存在并提高了计算效率。

技术领域

本发明属于检测技术领域，涉及一种电力设备局部放电信号检测方法，具体涉及一种基于小波变换的局部放电信号检测方法。

背景技术

当电力设备中存在气体或液体等电介质时，当气体或液体的局部场强达到其击穿场强，气体或液体局部开始放电，这种放电仅造成绝缘局部短接而不形成导电通道。局部放电现象中，许多高能量电子或高速电子的冲击会引起电力设备绝缘物质发生劣化，减少电力设备的使用寿命。为此，对电网中正常运行的电力设备进行局部放电检测。该检测的目的是判定电力设备的绝缘状况，是否需要进行检修。

电网中各电力设备绝缘性能的优劣直接影响到整个电网的安全运行与经济建设，而局部放电是电力设备内部绝缘劣化主要表现形式，如不采取措施任其继续发展，将导致绝缘击穿事故的发生。该试验的目的是识别电力设备是否发生了局部放电，对电网安全运行和检修有着重大的指导意义。

目前，在局部放电信号检测领域中，因小波变换有较好的时频局部化的能力，适用于处理突变信号，而被广泛使用，其中，离散小波变换常用于工程中的信号分析。但当干扰信号淹没了局部放电信号时，应用离散小波变换检测局部放电信号方法的效果并不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于小波变换的局部放电信号检测方法，解决局部放电信号被干扰信号淹没时，局部放电信号检测效果不佳的问题，提高检测效果。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于小波变换的局部放电信号检测方法，具体包括以下步骤：

S1：对待测信号分段，并舍弃首端与末端的两个信号段；

S2：对S1中获得的各信号段进行三层小波分解，得到各个尺度下的高频小波系数C_nikj与低频小波系数C_nj，其中，i＝1,2,3；j＝1为实部，j＝2为虚部；C_nikj表示第n段第i层第k个滤波器的小波系数的实部或虚部，C_nj表示第n段低频小波系数的实部或虚部；

S3：采用滤波器处理小波系数；

S4：构造由S2中小波分解得到的各信号段的高频小波系数矩阵D_n，对各矩阵D_n进行奇异值分解求取奇异值矩阵，然后计算其内积p_n；将各信号段所对应的p_n按顺序排列为内积矩阵λ，根据λ的最大最小值与平均值的差值判断条件判断信号中是否含有局部放电信号；

S5：对判断为含有局部放电信号的信号，求取各信号段低频小波系数模值的小波系数香农熵，并构造香农熵矩阵E，计算阈值，根据阈值判断条件判断局部放电信号出现在哪一段信号段中。

进一步，所述步骤S1中，对待测信号分段具体包括：要求信号段的时间长度涵盖一个局部放电信号的脉冲，以保证可以保留其主要特征，然后将待测信号平均分为m段时间长度为1ms的信号段，m为正整数，且m∈[25,30]，并舍弃其中首端与末端的两个信号段。

进一步，所述步骤S3中，采用22阶巴特沃斯高通滤波器处理小波系数，该滤波器的通带和阻带的截止频率分别为500kHz和450kHz，阻带的最小衰减率为20dB。