一种GIS设备在线监测特高频信号降噪方法技术

本发明专利技术公开了一种GIS设备在线监测特高频信号降噪方法，实施步骤包括：获取GIS设备的原始特高频局部放电信号；结合B样条函数的EMD分解将原始特高频局部放电信号分解成有限个IMF分量；采用归一化自相关函数进行处理，找到总IMF分量中的分界IMF分量；提取含白噪声的IMF分量，对其使用类小波软阈值法进行滤波滤除白噪声；提取含特高频局部放电信号的IMF分量，将滤除白噪声得到的剩余IMF分量与含特高频局部放电信号的IMF分量进行重构，从而得到降噪后的在线监测特高频局部放电信号。本发明专利技术采用改进EMD分解降噪方法，将特高频信号中的白噪声有效去除，并使得去噪信号具有较小的复制误差和畸变，大大提高GIS故障诊断准确可靠水平，且降低在线监测的去噪耗时。

On line monitoring method for ultra high frequency signal noise reduction of GIS equipment

The invention discloses a GIS equipment on-line monitoring of UHF signal denoising method, the implementation steps include: the original UHF partial discharge signal acquisition device with GIS; B spline function EMD decomposition of the original UHF PD signal is decomposed into several IMF components; the normalized autocorrelation function, find the boundaries of the total the IMF component of the IMF component; extraction with white noise IMF component of wavelet soft threshold filtering method using the filtered white noise; extraction with ultra high frequency partial discharge signals of the IMF component, will get the remaining IMF filtered white noise component with ultra high frequency partial discharge signals of IMF components are reconstructed to obtain UHF on-line monitoring PD signal after noise reduction. The invention adopts the improved EMD decomposition method of noise reduction, the white noise of UHF signals in effective removal, and makes the signal denoising with smaller replication error and distortion, greatly improve the GIS fault diagnosis is accurate and reliable, and reduce the online monitoring of denoising time.

【技术实现步骤摘要】
一种GIS设备在线监测特高频信号降噪方法
本专利技术涉及GIS设备在线监测特高频信号检测技术，具体涉及一种GIS设备在线监测特高频信号降噪方法。
技术介绍
在制造装配过程中，气体绝缘开关设备(gasinsulatedswitchgear，GIS)常常会产生多类缺陷。其中主要影响GIS绝缘性质性能的缺陷有：自由微粒、绝缘表面脏污、导体之间接触不良、绝缘子缺陷、金属毛刺或尖端等几类，这些缺陷都能不同程度地引起GIS内部电场发生畸变，使得局部电场集中产生局部放电(partialdischarge，PD)，对GIS的正常运行有很大的危害。特高频(UltraHighFrequency,UHF)在线监测法作为GIS局部放电在线监测中较有效的方法之一，能够及时发现GIS内部的局部放电以及潜在性缺陷，但此检测方法的信号常受到白噪声干扰。在电力行业中得到了日益广泛应用的EMD分解(EmpiricalModeDecomposition，EMD)方法，在不需要知道任何先验知识的情况下，具有自主地建立一种能够在时间上和频率同时表示信号能量强弱的能力。但在目前文献中，GIS在线监测特高频信号的EMD分解中存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GIS设备在线监测特高频信号降噪方法，其特征在于实施步骤包括：1)获取GIS设备的原始特高频局部放电信号；2)结合B样条函数的EMD分解将原始特高频局部放电信号分解成有限个IMF分量；3)针对有限个IMF分量采用归一化自相关函数进行处理，找到总IMF分量中特高频局部放电信号与白噪声的分界IMF分量；4)根据特高频局部放电信号与白噪声的分界IMF分量提取含白噪声的IMF分量，对其使用类小波软阈值法进行滤波滤除白噪声；5)根据特高频局部放电信号与白噪声的分界IMF分量提取含特高频局部放电信号的IMF分量，将滤除白噪声得到的剩余IMF分量与含特高频局部放电信号的IMF分量进行重构，从而得到降噪后...

【技术特征摘要】
1.一种GIS设备在线监测特高频信号降噪方法，其特征在于实施步骤包括：1)获取GIS设备的原始特高频局部放电信号；2)结合B样条函数的EMD分解将原始特高频局部放电信号分解成有限个IMF分量；3)针对有限个IMF分量采用归一化自相关函数进行处理，找到总IMF分量中特高频局部放电信号与白噪声的分界IMF分量；4)根据特高频局部放电信号与白噪声的分界IMF分量提取含白噪声的IMF分量，对其使用类小波软阈值法进行滤波滤除白噪声；5)根据特高频局部放电信号与白噪声的分界IMF分量提取含特高频局部放电信号的IMF分量，将滤除白噪声得到的剩余IMF分量与含特高频局部放电信号的IMF分量进行重构，从而得到降噪后的在线监测特高频局部放电信号。2.根据权利要求1所述的GIS设备在线监测特高频信号降噪方法，其特征在于，步骤2)的详细步骤包括：2.1)初始化令r1(t)＝x(t),i＝1,k＝0，其中r1(t)表示初始序列信号，x(t)为原始特高频局部放电信号，i,k为中间变量；2.2)在k＝0的初始条件下，设置hk(t)的值为rk(t)，其中hk(t)表示去掉第k个均值曲线信号的原信号，rk(t)表示第k个序列信号；2.3)将中间变量k加1，使用B样条函数组成样条空间基，根据式(1)计算出第j个k阶B样条基函数；式(1)中，Bj,k(t)表示第j个k阶B样条基函数，Cik+1(t+k-j-i)表示矩阵系数；2.4)利用得到的B样条基函数，根据式(2)求出原始特高频局部放电信号x(t)的均值曲线函数mk(t)；式(2)中，mk(t)表示原始特高频局部放电信号x(t)的均值曲线函数，z表示原信号x(t)的全部极值点，k表示B样条函数的阶数，i表示[1，k-1]的整数取值，l表示信号取值区间长度，x(τj+l)表示在j+l的信号节点取值，Bj,k(t)表示第j个k阶B样条基函数；2.5)根据均值曲线函数mk(t)和含低频的信号hk(t)，采用式(3)计算去掉低频的新信号hk+1(t)；hk+1(t)＝hk(t)-mk(t)(3)式(3)中，hk+1(t)表示去掉低频的新信号，hk(t)表示含低频的信号，mk(t)表示原始特高频局部放电信号x(t)的均值曲线函数；2.6)根据式(4)计算门限阈值SD的值；式(4)中，SD表示门限阈值，hk+1(t)表示去掉低频的新信号，hk(t)表示含低频的信号；2.7)判断门限阈值SD是否不大于给定门限值，如果大于给定门限值，则跳转执行步骤2.3)；否则，将去掉低频的新信号hk+1(t)的值赋予IMFi量ci(t)，跳转执行下一步；2.8)根据式...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭红，张艺还，徐佳夫，刘星，杨思阳，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43