用于电力电缆分布式局部放电监测系统的信号识别和定位方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于电力电缆分布式局部放电监测系统的信号识别和定位方法，先对电力电缆局部放电传感器上的信号进行采集，将采集到的两个传感器感应信号进行同步处理；对同步后的采集信号计算出信号的背景噪声幅度，通过阈值计算去除背景噪声和小信号；再测量每个放电点的脉冲时域宽度，根据脉冲宽度和阈值，运用迭代法找出两组波形各自的放电信号；再对两组波形中的各个放电信号两两进行相关性计算，将相关系数高的两个放电信号认定为同一个放电信号；最后对认定为同一个放电信号的两个放电信号计算时间差，得到该放电信号对应的放电点位置。本发明专利技术可以在噪声和多个放电信号中，提取同一次放电信号，并且准确获知放电点位置。

【技术实现步骤摘要】
用于电力电缆分布式局部放电监测系统的信号识别和定位方法
本专利技术涉及一种用于电力电缆分布式局部放电监测系统的信号识别和定位方法。
技术介绍
电力电缆分布式局部放电监测系统，使用传感器(频电流传感器)感应局部放电信号，传感器安装在电缆接头的接地线或者电缆本体上面；基于两个传感器上的感应信号，确定两个传感器之间的电缆上是否存在放电点，并定位放电点的位置；使用采集设备对传感器上的感应信号进行采集，使用光纤在各个采集设备之间发送同步信号。对于两台采集设备采集到的两个传感器上的感应信号，通过去除光纤固定时延，比对两个传感器上的感应信号的时间差来计算放电点与两个传感器的距离，从而确定放电点位置。现场不但干扰噪声大，而且由于设备的采样率、采样长度与电缆的放电次数不匹配，导致一次数据采集中存在多次放电。如何有效的将同一次放电识别出来，并且准确获知放电点的时间对于精确计算放电点的位置显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为了克服上述现有技术的不足，提供一种用于电力电缆分布式局部放电监测系统的信号识别和定位方法，可以在噪声和多个放电信号中，提取同一次放电信号，并且准确获知放电点位置。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：用于电力电缆分布式局部放电监测系统的信号识别方法，步骤如下：步骤1：使用两台采集设备对电力电缆分布式局部放电监测系统中两个传感器上的感应信号进行采集，将采集到的两个传感器上的感应信号进行同步处理，消除不同位置的传感器感应信号的时间差；步骤2：对同步后的感应信号计算出信号的背景噪声幅度，再将背景噪声幅度乘以一个阈值系数，得到阈值；最后将同步后的两组信号分别进行阈值计算，大于或等于阈值的认为放电信号，去除信号中小于阈值的部分；步骤3：测量两组信号中每个放电点的脉冲时域宽度；步骤4：根据脉冲时域宽度和阈值，运用迭代法分别找出两组信号中的放电信号；步骤5：分别计算一组信号中的各个放电信号与另一组信号中的各个放电信号的相关系数，将相关系数大于设定值的两个放电信号认定为同一个放电信号；所述设定值根据经验取值。步骤6：对于认定为同一个放电信号的两个放电信号，计算它们的时间差，从而得出相应的放电点位置。进一步地，所述的步骤1具体为：两台采集设备之间用光纤进行连接，发送采集命令后，第一台采集设备开始采集一个传感器上的感应信号，同时触发信号通过光纤传递到第二台采集设备，此时，第二台采集设备开始采集另一个传感器上的感应信号，计算两台设备采集到的信号相差的时间，得到光纤传播时延；其中两个传感器的信号线是等长的，以消除由于信号线长不等导致的信号时延；在后续采集中，只要将先采集的信号去除光纤传播时延，那么两个信号就是同步信号。进一步地，所述的步骤2具体为：将采集到的感应信号中的各个数据，根据其采集时间划分至N个区间，每个区间的时间长度相等，N个区间中的数据依次记为：X1，X2，X3，X4，…，Xi，…，XN；求取每个区间中数据的最大值MAX(Xi)，i＝1，2，...，XN；求取MAX(Xi)，i＝1，2，...，XN的平均值:求得的Xave能反映此信号的背景噪声幅度，将Xave乘以阈值系数M，得到阈值H，即H＝M·Xav。所述阈值系数M根据信号的信噪比选取，阈值系数M大于或等于1，且小于或等于信号的信噪比。根据信号的信噪比选取阈值，不但以有效的去除噪声的干扰而且还能把小信号滤除，从而提取出有用的放电信号。进一步地，所述的步骤3具体为：用LabVIEW波形显示控件显示采集到的感应信号，放大其中的单个脉冲，测量涵盖单个脉冲完整波形的时域宽度(以确保脉冲时域宽度能涵盖整个放电信号)，即该单个脉冲对应的放电点的脉冲时域宽度。由于监测的高频信号，信号频率在1M以上，因此完整波形的时域宽度一般就几us。进一步地，所述的步骤4具体为：求取一组信号的最大值，如果最大值大于或等于阈值，则将以最大值所在时间点为中心的±1/2脉冲时域宽度内数据认为是一个放电信号，然后将这组信号中与前述放电信号对应的数据置零，对置零后的信号重复以上步骤，直到信号的最大值小于阈值时停止，得出这组信号中的多个放电信号。本专利技术还提供了一种用于电力电缆分布式局部放电监测系统的信号定位方法，首先采用上述信号识别方法进行信号识别，再对步骤5中认定为同一个放电信号的两个放电信号，计算它们的时间差，从而得出相应的放电点位置。具体方法为：对步骤5中认定为同一个放电信号的两个放电信号，将它们最大值所在时间点做差，即为两个放电信号的时间差Δt，设两个传感器之间的线路总长为l，传播速度为v，放电信号到达两个传感器的时间分别为t1和t2，那么就有：等式1：l＝vt1+vt1等式2：Δt＝t1-t2由此得出放电点距离两个传感器的距离分别为：本专利技术的有益效果：本专利技术通过计算阈值，有效地滤除了噪声的干扰,运用迭代算法，使用脉冲时域宽度进行限制，有效的提取出单个放电信号，消除放电信号抖动。附图说明图1为本专利技术的放电信号提取流程图。图2为脉冲时域宽度示意图。图3为两组信号相关性运算示意图。图4为LabVIEW程序框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术公开了一种用于电力电缆分布式局部放电监测系统的信号识别方法，参照图1，步骤如下：步骤1：使用两台采集设备对电力电缆分布式局部放电监测系统中两个传感器上的感应信号进行采集，将采集到的两个传感器上的感应信号进行同步处理，消除不同位置的传感器感应信号的时间差；两台采集设备之间用光纤进行连接，发送采集命令后，第一台采集设备开始采集一个传感器上的感应信号，同时触发信号通过光纤传递到第二台采集设备，此时，第二台采集设备开始采集另一个传感器上的感应信号，计算两台设备采集到的信号相差的时间，得到光纤传播时延；其中两个传感器的信号线是等长的，以消除由于信号线长不等导致的信号时延；在后续采集中，只要将先采集的信号去除光纤传播时延，那么两个信号就是同步信号。步骤2：阈值计算放电信号通常夹杂着许多噪声，由于放电信号的幅度一般比噪声大，因此用阈值可以区分出信号和噪声。但是一次采集波形中，多次放电信号的幅值不相等。阈值选取的过高容易丢失许多放电信号，阈值选取的过低，容易把许多噪声认为放电信号。本专利技术运用分段求极值配合阈值系数的方法，计算出合理的阈值。具体方法如下：将采集到的感应信号中的各个数据，根据其采集时间划分至N个区间，每个区间的时间长度相等，N个区间中的数据依次记为：X1，X2，X3，X4，…，Xi，…，XN；求取每个区间中数据的最大值MAX(Xi)，i＝1，2，...，XN；求取MAX(Xi)，i＝1，2，...，XN的平均值:Xave可以大致的反应背景噪声的幅值，但是Xave受信噪比的影响会有偏差，当信噪比较小时，幅度偏低。因此，需要再增加一个参数-阈值系数。根据信号的信噪比选取合适的阈值系数M，得出最终的阈值：H＝M·Xav。步骤3：测量每个放电点的脉冲时域宽度，确保脉冲时域宽度可以涵盖整个放电信号；用LabVIEW波形显示控件显示采集到的感应信号，通过放大单个脉冲，可以大致得出脉冲时域宽度。脉冲时域宽度要比脉冲稍宽，又不影响其余的脉冲。如图2所示，脉冲时域宽度取4us可以涵盖整个脉冲。步骤4：根据脉冲时域宽度和阈值，运用迭代法找本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电力电缆分布式局部放电监测系统的信号识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：使用两台采集设备对电力电缆分布式局部放电监测系统中两个传感器上的感应信号进行采集，将采集到的两个传感器上的感应信号进行同步处理；步骤2：对同步后的感应信号计算出信号的背景噪声幅度，再将背景噪声幅度乘以一个阈值系数，得到阈值；最后将同步后的两组信号分别进行阈值计算，去除信号中小于阈值的部分；步骤3：测量两组信号中每个放电点的脉冲时域宽度；步骤4：根据脉冲时域宽度和阈值，运用迭代法分别找出两组信号中的放电信号；步骤5：分别计算一组信号中的各个放电信号与另一组信号中的各个放电信号的相关系数，将相关系数大于设定值的两个放电信号认定为同一个放电信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于电力电缆分布式局部放电监测系统的信号识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：使用两台采集设备对电力电缆分布式局部放电监测系统中两个传感器上的感应信号进行采集，将采集到的两个传感器上的感应信号进行同步处理；步骤2：对同步后的感应信号计算出信号的背景噪声幅度，再将背景噪声幅度乘以一个阈值系数，得到阈值；最后将同步后的两组信号分别进行阈值计算，去除信号中小于阈值的部分；步骤3：测量两组信号中每个放电点的脉冲时域宽度；步骤4：根据脉冲时域宽度和阈值，运用迭代法分别找出两组信号中的放电信号；步骤5：分别计算一组信号中的各个放电信号与另一组信号中的各个放电信号的相关系数，将相关系数大于设定值的两个放电信号认定为同一个放电信号。2.根据权利要求1所述的用于电力电缆分布式局部放电监测系统的信号识别方法，其特征在于，所述的步骤1具体为：两台采集设备之间用光纤进行连接，发送采集命令后，第一台采集设备开始采集一个传感器上的感应信号，同时触发信号通过光纤传递到第二台采集设备，此时，第二台采集设备开始采集另一个传感器上的感应信号，计算两台设备采集到的信号相差的时间，得到光纤传播时延；将先采集的信号去除光纤传播时延，则两个信号为同步信号；其中两个传感器的信号线是等长的。3.根据权利要求1所述的用于电力电缆分布式局部放电监测系统的信号识别方法，其特征在于，所述的步骤2中，信号的背景噪声幅度的计算方法为：将采集到的感应信号中的各个数据，根据其采集时间划分至N个区间，每个区间的时间长度相等，N个区间中的数据依次记为：X1，X2，X3，X4，…，Xi，…，XN；求取每个区间中数据的最大值MAX(Xi)，i＝1，2，...，XN；求取MAX(Xi)，i＝1，2，...，XN的平均值:将求得的Xave作为此...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏菲，逯怀东，高自彬，刘哲，葛少伟，侯建峰，王宝勇，牟泽刚，李德泉，汪培月，王兴振，马聪，周金宝，刘圣安，万望龙，邓名高，许岳兵，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司济南供电公司，湖南湘能智能电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37