[发明专利]一种交联聚乙烯高压电缆局部放电特征提取方法

摘要

一种交联聚乙烯高压电缆局部放电特征的提取方法，属于高压电缆技术领域。本发明的目的是解决目前高压电缆局放检测方法中存在的局放特征提取不准确的问题，提供了一种对高压电缆局放特征进行提取的方法。本发明首先利用高频电流互感器实现交联聚乙烯高压电缆局放发生时的金属护套接地电流信号的采集，再将此电流信号转换为数字信号，然后对数字信号作小波包分解并对分解后的小波包节点系数或重构信号依次进行模极大值提取和奇异性检测并进行小波包能量指数熵运算，最后根据运算结果绘制放电特征曲线，实现交联聚乙烯高压电缆局部放电特征的提取。本发明可以提高电缆局放特征的提取精度，为下一步高压电缆局放的识别提供技术支持。

主权项

一种交联聚乙烯高压电缆局部放电特征提取方法，其特征在于：a、信号转换：利用HFCT传感器采集电缆护套接地电流信号并转换为电压信号，利用模数转换器将电压信号转换为16位数字信号；b、滤波：利用数字带通滤波器对获得的16位数字信号进行滤波，获得频率范围在0.5～20MHz的16位数字信号；c、对16位数字信号进行DB4小波包分解，使16位数字信号的不同频率分量相应地分布在不同的小波包尺度中，再对小波包分解得到的小波包节点系数或重构信号进行局放特征信息提取；局放特征信息提取的过程是：①对小波包节点系数或重构信号进行模极大值提取和奇异性检测：对各小波包节点系数或重构信号求取模的极大值，各小波尺度内的模极大值点汇聚为奇异点，利用阈值法筛选出奇异度异常的小波包节点系数或重构信号；②对奇异度异常的小波包系数或重构信号进行能量指数熵运算：离散小波包节点系数或重构信号矩阵为D＝{di，j(k)，k＝1，…，L，1≤i≤n，j＝1，…，2i}，L为被测信号原始数据长度，在D上定义一个滑动数据窗，窗宽为w∈N，滑动因子为δ∈N，该滑动数据窗表示为：W(m;w,δ)=di,1(1+mδ)di,1(2+mδ)...di,1(w+mδ)di,2(1+mδ)di,2(2+mδ)...di,2(w+mδ)............di,2i(1+mδ)di,2i(2+mδ)...di,2i(w+mδ)]]>上式中，m＝1，2，…，M，M＝(L‑w)/δ，di,j(k)为小波包节点(i，j)第k个离散小波包系数或重构信号，k为离散小波包系数或重构信号矩阵中元素位置变量，n为分解层数上限，M为小波包能量指数熵长度；则小波包能量指数熵运算的过程为：为信号在以(m+w/2)时刻为中心、窗宽为w∈N的滑动数据窗内的尺度i上2i个小波包系数组或重构信号的能量和，其中为(m+w/2)时刻滑动时间窗W(m，w，δ)内尺度i上第j个节点小波包系数或重构信号的能量和；令pm(j)＝Em(j)/E(m)且则(m+w/2)时刻的小波包能量指数熵为：HEPEi(m)=Σj=12ipm(j)e(1-pm(j))]]>上式中，e为然对数函数的底数d、在离散小波包节点系数或重构信号矩阵为D＝{di，j(k)，k＝1，…，L，1≤i≤n，j＝1，…，2i}上移动滑动时间窗W(m，w，δ)，重复步骤c，直到m＝M，最终得到一个小波包能量指数熵数组H={HPEEi(m),m=1,...,M,1≤i≤n,M=(L-w)/δ}]]>，以时间为横坐标，小波包能量指数熵为纵坐标，绘制电缆局放特征曲线；所述的滑动数据窗宽度w和滑动因子δ的具体设定方法为：对典型电缆局放脉冲宽度进行统计，令wmax表示电缆局放脉冲宽度最大值，令wmin表示局放特征脉冲宽度最小值，则滑动数据窗宽度w的选择条件为wmin≤w≤wmax；滑动因子δ选择条件为1≤δ≤0·2wmin。