[发明专利]一种基于工频正弦相似度的局放音频识别方法及系统

说明书

本发明涉及音频识别技术领域，尤其涉及一种基于工频正弦相似度的局放音频识别方法及系统，其方法通过对待测设备发出的特定频段内的音频信号进行采集和预处理，并对纯净音频信号拟合的音频波形进行窗口分割，将分割得到的子波形进行排列，计算每个子波形和预设的正弦波波形的相似度，从而子波形时序集合中剔除相似度较低的子波形，并对每个子波形进行离散化处理，并将离散得到的离散点按照相应的位置构建离散点矩阵，并计算相应的子波形的最大斜率，根据最大斜率来确定脉冲波形，还根据脉冲波形的相位位置及相位差以及脉冲波形的数量来判断音频信号是否为局放音频，从而提高了局放音频识别的灵敏度，还降低了高频信号对识别结果的干扰程度。

技术领域

本发明涉及音频识别技术领域，尤其涉及一种基于工频正弦相似度的局放音频识别方法及系统。

背景技术

目前，虽然配电网中开关柜等电力设备具有一定的耐受能力，但在长期运行的情况下会出现绝缘老化的问题，出现绝缘缺陷后电力设备容易产生局部放电现象，而局部放电的产生又会对电力设备的绝缘状况和运行状况产生巨大的影响，严重时会造成事故的发生，危及到人身安全并造成电网的大规模停电。

电力设备产生局部放电时通常会伴随产生电脉冲，超声波，电磁辐射等物理现象，根据不同的物理现象去检测局部放电信号的方法有很多，针对声音这一现象通常采用的是超声波检测方法。局放产生时，发射的声波频段很宽，频率大于20Khz人耳无法识别的声波分量为超声波。

超声波检测方法是通过在设备外壳上安装超声波传感器，将声波信号转化为电压信号，经过分析处理得到放电信号的特征量、放电大小等。

超声波检测方法是通过在设备外壳上安装超声波传感器，将声波信号转化为电压信号，经过一系列复杂分析处理得到放电信号的特征量、放电大小等。

但超声波检测方法成本高，对环境要求高且易受高频信号的干扰，在现场复杂的运行情况下并不是一种有效经济的选择，且检测过程复杂。若是高压导体周边区域存在局部放电的情况，应用超声波法来检测则导致灵敏度比较低，抗机械振动的干扰能力较差，如检测场地的自然风所形成的干扰，对检测本身带来很大干扰。

发明内容

本发明提供了一种基于工频正弦相似度的局放音频识别方法及系统，解决了检测灵敏度比较低，易受高频信号干扰的技术问题。

有鉴于此，本发明第一方面提供了一种基于工频正弦相似度的局放音频识别方法，包括以下步骤：

S1、获取待测设备在预设频段内发出的音频信号；

S2、对所述音频信号进行预处理，以得到纯净音频信号；

S3、判断所述纯净音频信号是否具有工频周期性特征，若判定所述纯净音频信号具有工频周期性特征，则执行下一步，若判定所述纯净音频信号不具有工频周期性特征，则结束；

S4、将所述纯净音频信号拟合成音频波形，将所述音频波形按照预设的相位区间进行窗口分割处理，得到若干个子波形，将若干个所述子波形按照时序进行排列，得到子波形时序集合；

S5、计算每个所述子波形和预设的正弦波波形的相似度，以得到所述相似度小于预设的相似度的子波形，将其在所述子波形时序集合中进行剔除；

S6、将经过步骤S5得到的所述子波形时序集合中的每个子波形进行离散化处理，从而得到若干个离散点，将若干个所述离散点按照相应的位置构建离散点矩阵，所述离散点矩阵中的每个元素表示离散点及其坐标位置；

S7、基于所述离散点矩阵计算相应的子波形的最大斜率，判断所述最大斜率是否大于预设斜率，若所述最大斜率大于所述预设斜率，则将相应的子波形判定为脉冲波形；