[发明专利]局部放电暂态对地电压现场噪声评估方法

摘要

本发明公开了一种局部放电暂态对地电压现场噪声评估方法，本方法录制全带宽地电波传感器的背景噪声干扰信号；对噪声干扰信号波形进行时‑频谱分析，得到录制信号的时频变化特征和噪声强度；对噪声干扰信号周期特征分析，得到噪声强度的周期性变化包络；建立时频特征参数随时间的变化曲线，对噪声干扰信号进行频率重构，得到其周期性变化的时频分布谱图，选择观测周期内相应时刻滤波器滤波中心频率上下带宽后，得到滤波后噪声强度变化曲线；针对是否含有模拟滤波器的传感器，分别设定其阈值和带宽。本方法能够全面客观反映现场应用环境的噪声干扰特征，优化传感器噪声阈值和带宽选择策略，提高开关设备局部放电故障诊断和预警的准确性。

主权项

1.一种局部放电暂态对地电压现场噪声评估方法，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一、地电波干扰信号录制，将全带宽的地电波传感器安置于开关设备的监测位置，录制其模拟响应带宽内的背景噪声干扰信号,连续录制时长窗口和间隔时间由录制采样单元的存储容量决定；步骤二、噪声干扰信号强度的频谱分析，选用短时傅里叶变换或S分布变换对噪声干扰信号波形进行时‑频谱分析，得到录制信号的时频变化特征和噪声强度；短时傅里叶变换公式如式(1)：其中，STFTz为短时傅里叶变换算子，t、t’为时间变量，f为频率变量，z为离散原始信号，η为窗函数，对于给定的时间t，STFTz(t,f)为该时刻的频谱；S变换公式如式(2):其中，S为S变换算子，t、τ为时间变量，f为频率变量，z为离散原始信号，g_f为高斯窗函数，通过时间t和频率f的调整可以改变窗口大小，在信号的低频部分，时窗较宽，而在信号的高频部分，时窗较窄；步骤三、噪声干扰信号周期特征分析，建立噪声干扰信号强度随时间的变化曲线，根据传感器适用环境，将单位时长内的强度最大值进行记录，得到噪声强度的周期性变化包络，S(t)＝max(S_cyc(1),S_cyc(2),…,S_cyc(n))  (3)其中，S(t)为n个周期的包络曲线，Scyc(1)…Scyc(n)为第1个到第n个周期的变化曲线；步骤四、噪声干扰信号的时‑频谱分布及噪声阈值，建立时频特征参数随时间的变化曲线，对单位观测周期获得的噪声干扰信号进行频率重构，对总时长内频率重构信号进行时频特征分析，得到其周期性变化的时频分布谱图，选择观测周期内相应时刻滤波器滤波中心频率上下带宽后，得到滤波后噪声强度变化曲线；步骤五、如噪声全波带幅值存在明显周期性强度噪声环境，噪声阈值直接采用噪声强度变化曲线设定；如噪声全波带幅值不存在可描述的周期性强度噪声环境，噪声阈值直接设定为评估时长内噪声幅值概率分布上限；对于不含模拟滤波器的传感器，传感器带宽设定为滤波器滤波中心频率上下带宽，对于含模拟滤波器的传感器，若噪声时频分布具备可描述的周期性，直接根据噪声主要频率分布选取数字或硬件滤波带宽为传感器带宽；若噪声时频分布不具备可描述的周期性，直接设定为完整噪声录制时间内噪声频率概率分布的上、下限为传感器带宽。