[发明专利]一种GIS异响缺陷检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种GIS异响缺陷检测方法及装置。本发明的检测方法包括以下步骤：步骤S1：信号处理阶段，以变分模态分解的方法进行信号处理；步骤S2：声纹分析阶段，对上述变分模态分解方法所得的重组信号进行声纹分析，提取其线性预测倒谱系数LPCC作为特征参数；步骤S3：状态识别阶段，以预设比例范围为标准，根据上述LPCC特征比值与该预设比例范围的关系，进行缺陷检测诊断。本发明可实现非接触式的、长阶段周期性的GIS状态检测，简化了检测过程与人工操作过程，提高了自动化工作性能，可以直接应用于运行时的检测与诊断。

技术领域

本发明属于电力行业设备故障诊断技术领域，尤其涉及一种GIS异响缺陷检测方法及装置。

背景技术

目前，GIS存在的缺陷会导致设备发生异常振动与声响。GIS异响时的声纹特征与设备正常运行时存在差异，因此，GIS运行时的声纹分析也可作为缺陷检测的有力手段，GIS缺陷监测主要是利用加速度传感器或应变传感器的接触式测量。

上述的GIS缺陷监测方法具有局限性，且不能发现早期故障，对于排查故障有滞后性。

现有的声学实时检测都是异响工况下的人工操作，难以实现自动化长期检测。

发明内容

基于上述现有技术存在的技术问题，本发明提供一种GIS异响缺陷检测方法及装置，以实现无需人工参与的检测过程。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种GIS异响缺陷检测方法，其包括以下步骤：

步骤S1：信号处理阶段，以变分模态分解的方法进行信号处理，避免模态混叠带来的影响；

步骤S2：声纹分析阶段，对上述变分模态分解方法所得的重组信号进行声纹分析，提取其线性预测倒谱系数LPCC作为特征参数；

步骤S3：状态识别阶段，以预设比例范围为标准，根据上述LPCC特征比值与该范围的关系，进行缺陷检测诊断。

优选地，所述步骤S1中变分模态分解的方法为：将复杂的信号分解为预设尺度的K个调幅调频(AM-FM)分量信号，将信号的分解引入到变分模型中，同时通过设定带宽参数α和中心角频率初始化方式得到估算的K个中心角频率ωk，然后再根据不同的中心角频率ωk获得各模态函数u_k，并且每个模态函数是一个单分量的调幅调频(AM-FM)函数，每个限带的本征模态函数BIMF分量的中心频率和带宽不断地相互交替迭代更新，最后自适应地分解信号的频带，得到预设尺度数K个窄带BIMF(Band-Limited Intrinsic Mode Function)分量，采用5个BIMF分量估计BIMF分量频率带宽，具体方法步骤如下：

a)对每个模态函数u_k，通过Hilbert变换求边际谱；

b)利用指数修正，移动模态函数的频谱到各自估算的中心频率；

c)通过高斯平滑对信号解调获得各模态函数带宽。

优选地，所述限带的本征模态函数(BIMF)定义为：

u_k(t)＝A_k(t)cos[φ_k(t)]，

其中，相位函数φ_k(t)为非单调递减，即φ'_k(t)≥0，包络线A_k(t)≥0；

使用卡森原理对BIMF带宽估计为：

BW_AM-FM＝2(Δf+f_FM+f_AM)，

其中，Δf为瞬时频率的最大偏差；f_FM为瞬时频率的偏移率；f_AM为包络线A_k(t)的最高频率。