【技术实现步骤摘要】
一种基于超声波的局部放电检测方法
本专利技术涉及开关柜局部放电状态检测
,尤其涉及一种基于超声波的局部放电检测方法。
技术介绍
局部放电现象的发生会伴随声的物理变化过程,近年来国内外很多研究学者都致力于开关柜局部放电的检测技术的研究与比较,针对开关柜的局部放电提出了多种检测方法,相继提出了电脉冲检测、超高频检测、电磁波检测、光检测法及超声波检测法等。开关柜属于封闭式设备,为了不影响开关柜的正常运行,国内外的电力运行单位都倾向于采用非侵入式检测;近几年来,基于超声波的开关柜局部放电在线检测已被应用作为电力相关部门检测和诊断开关柜绝缘状况的重要手段,但其检测大都基于阈值进行类似“交通灯”原理的检测及借助人耳监听局部放电声音异常的辅助检测,且对局部放电产生的超声波信号的分析仅仅停留在通过检测信号幅值或者监听由超声波降频转换而来的音频信号声音的初级检测阶段,并无深入应用研究;检测手段存在判据单一,检测可靠性不高等缺陷。
技术实现思路
本专利技术提出了一种基于超声波的局部放电检测方法,能够对开关柜中的局部放电情况进行在线智能非侵入式检测,且检测可靠性高。本专利技术采用的技术方案为:一种基于超声波的局部放电检测方法,包括如下步骤:步骤S1;超声信号的采集和预处理;信号的采集主要由超声传感器来完成;预处理部分主要包括信号的预加重处理、FIR数字滤波和分帧;步骤S2;信号异常区间检测;采用短时平均能量和短时平均过零率作为信号异常区间检测的依据参数,方法为双门限阈值判定法;步骤S3;特征向量提取;基于语音端点检测技术提取信号中所有异常信号帧,并针对异常信号帧其特征参数;步 ...
【技术保护点】
1.一种基于超声波的局部放电检测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S1;超声信号的采集和预处理;信号的采集主要由超声传感器来完成;预处理部分主要包括信号的预加重处理、FIR数字滤波和分帧;步骤S2;信号异常区间检测;采用短时平均能量和短时平均过零率作为信号异常区间检测的依据参数,方法为双门限阈值判定法;步骤S3;特征向量提取;基于语音端点检测技术提取信号中所有异常信号帧,并针对异常信号帧其特征参数;步骤S4;基于偏最小二乘法降维优化;通过降维处理降低算法的复杂度,去除多余的信息,提高算法识别的精度;步骤S5;基于向量机进行有无故障分类;基于支持向量机作为训练与决策的依据,并利用模型进行分类。
【技术特征摘要】
1.一种基于超声波的局部放电检测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S1;超声信号的采集和预处理;信号的采集主要由超声传感器来完成;预处理部分主要包括信号的预加重处理、FIR数字滤波和分帧;步骤S2;信号异常区间检测;采用短时平均能量和短时平均过零率作为信号异常区间检测的依据参数,方法为双门限阈值判定法;步骤S3;特征向量提取;基于语音端点检测技术提取信号中所有异常信号帧,并针对异常信号帧其特征参数;步骤S4;基于偏最小二乘法降维优化;通过降维处理降低算法的复杂度,去除多余的信息,提高算法识别的精度;步骤S5;基于向量机进行有无故障分类;基于支持向量机作为训练与决策的依据,并利用模型进行分类。2.如权利要求1所述的基于超声波的局部放电检测方法,其特征在于:所述步骤S3具体包括如下步骤:步骤S3.1;计算MFCC系数均值和MFCC一阶差分系数均值特征向量;MFCC系数为梅尔频率倒谱系数,梅尔频率是基于人耳听觉特性提出来的,它与Hz频率成非线性对应关系,MFCC则是利用它们之间的这种关系,计算得到的Hz频谱特征,主要用于语音数据特征提取和降低运算维度;从Hz频率到梅尔频率对应公式为:M(f)=1125ln(1+f/700),其中M(f)是以梅尔为单位的感知频率,f是以Hz为单位的实际频率;步骤S3.2;计算短时平均幅度差均值特征向量;短时平均能量是通过对信号进行幅值的平方运算来表示能量变化,其计算公式为:L为超声信号分帧后的长度,k为延迟量,超声信号分帧后表示为yi(n);步骤S3.3;计算响度均值和响度变化范围特征向量;响度均值为使用信号在每一帧上幅值的均方根来近似表示,其计算公式为:其中x(n)为信号在每一帧上幅值;响度变化范围特征向量的计算公式为:步骤S3.4;计算频谱质心均值和带宽均值特征向量;频谱质心均值公式为:其中DFT(n)为信号第n个傅里叶变换系数;带宽均值计算公式为:步骤S3.5;计算子带能量均值和子带能量比均值特征向量;将0~fs/2频段分为若干个子带区间;设计对应区间的FIR滤波器,对异常信号帧进行滤波并计算各频域子带能量值,然后计算子带能量比,即每个子带能量与总能量的比值;步骤S3.6;计算过零率均值和高过零率;在语音的预处理中计算出原信号分帧以后每帧的过零率,根据端点检测技术提取异常信号帧的帧数,在总体的过零率中取出...
【专利技术属性】
技术研发人员:贺要锋,刘四军,史雷敏,吴占,刘斌,陈京,张柯,吴笃贵,闫国荣,张博,周稚昊,张云飞,
申请(专利权)人:国家电网公司,国网河南省电力公司许昌供电公司,纪年科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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