[发明专利]一种用于故障电弧诊断技术的电流信号降噪方法

说明书

本发明涉及电气保护领域，公开了一种用于故障电弧诊断技术的电流信号降噪方法，包括：利用多负载回路串联故障电弧检测系统选定参考电流，滤除参考电流中频率小于100Hz的成分生成较高频段的噪声信号，采集干路电流并根据噪声信号与干路电流信号在频域空间的能量分布计算干路电流信号各频率的抑制因子，将抑制因子与干路电流信号的频谱相乘得到降噪后的电流频谱，将降噪后的电流频谱还原为时域信号，完成对电流信号的降噪处理，将降噪处理后的电流信号传递给多负载回路串联故障电弧检测系统，用以判断线路中是否有故障电弧发生。由于本发明很好地抑制了高频段噪声对干路电流的影响，进一步提升了多负载回路串联故障电弧检测系统的可靠性。

技术领域

本发明属于电气保护领域，涉及故障电弧检测方法，特别涉及一种用于故障电弧诊断技术的电流信号降噪方法。

背景技术

当供配电系统发生连接处接触不良、外力因素导致绝缘层破损或老化等隐患时，在电压、电流作用下引发故障电弧。仅0.5A的电流，电弧温度便可高达2000摄氏度或更高，而维持电弧稳定燃烧的电压仅为20V，电弧起弧后难以熄灭，电弧故障成为点火源，进而引发火灾。

多年来，复杂用电环境的电弧故障检测一直是工业界和科学研究的重要课题。但是，到目前为止，仍未有一款真正成熟的电弧检测产品能够保证在火灾发生之前快速精准地识别线路中所发生的串联故障电弧。造成这一状况的原因主要有两点：一方面，某些电器的工作电流与电弧电流非常相似，电弧故障特征很容易被电器电流吸收掩盖或减弱，而现有检测算法所采用的故障特征在正常状态与故障状态下的差异往往很小；另一方面，用电环境复杂，一些电器的电磁兼容处理不够完善，导致在对故障电流的监测中，采集的电流信号包含大量的噪声，在实际测试过程中，很容易对电弧故障特征造成严重的干扰。

为了降低电网噪声对故障电弧动态特征的干扰，从而可以及时地发现线路中可能存在的故障电弧并对其采取一系列的应对措施，提高故障电弧检测算法的灵敏度与可靠性，需要对采集到的电流信号进行降噪处理，增强电流信号的有效信息。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于故障电弧诊断技术的电流信号降噪方法，旨在解决现有技术中采集到的电流信号中的高频噪声对多负载回路串联故障电弧检测系统的检测性能干扰比较大的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于故障电弧诊断技术的电流信号降噪方法，所述方法包括以下步骤:

于用户进电配线处采集干路电流；

利用多负载回路串联故障电弧检测系统筛选所述干路电流中未携带故障电弧信息的电流信号，并将所述电流信号标定为参考信号；

滤除所述参考信号中频率小于100Hz的成分，生成较高频段的噪声信号；

继续采集干路电流信号，并根据所述干路电流信号在频域的能量分布及所述噪声信号在频域的平均能量分布计算所述干路电流信号各频率的抑制因子；

将抑制因子与所述干路电流信号的频谱相乘得到降噪后的电流频谱；

将降噪后的电流频谱还原为时域信号，完成对干路电流信号的降噪处理，并将降噪处理后的干路电流信号作为多负载回路串联故障电弧检测系统的输入信号，用以判断线路中是否有故障电弧发生。

可选地，所述用于故障电弧诊断技术的电流信号降噪方法假定在同一用电场所，一定的用电周期内，用电负载种类及数量相对稳定，并假定所获得的较高频段的噪声信号为该用电周期内的背景噪声。