一种基于声音信号采集的局部放电检测系统及其检测方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于声音信号采集的局部放电检测系统，所述局部放电检测系统包括信号采集单元、信号放大单元、A/D转换单元、控制处理单元、存储单元、按键输入单元、显示单元、报警单元和通信单元；所述局部放电检测系统对采集的局部放电声音信号进行转换、去除噪声信号处理，得到有效的放电信号，并进行分析判断是否超过报警值，并进行及时的报警处理，实现对电力设备局部放电现象的及时有效的检测。本发明专利技术提供一种基于声音信号采集的局部放电检测系统和方法，采用改进的阀值函数有效滤除噪声信号，提高了局部放电信号提取效果，实现用电设备局部放电的有效检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于声音信号采集的局部放电检测系统及其检测方法
本专利技术属于电力检测
，特别涉及一种基于声音信号采集的局部放电检测系统及其检测方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，越来越多的电气设备被人们使用，电气设备的绝缘性是其安全可靠的工作的重要保障，是电力系统安全运行的基础。据统计，大约2/3的电网事故是由电气设备的绝缘失效造成的，受不同因素的影响，电气设备的绝缘介质会有不同程度的老化或者损坏，在强电场的作用下，绝缘介质会被击穿，造成电网故障。实验表明，局部放电的参数具有很高的灵敏性，能够有效的反映电气设备的绝缘状况。对电气设备进行局部放电检测能够及时发现电气设备内部的局部放电，防止电力系统发生严重事故，提高电力系统的供电可靠性。局部放电检测环境一般比较复杂，存在大量的电磁干扰，尤其是在变电站等场合，存在着外部带电体的电晕放电、接地系统、载波通信等所形成的强烈噪声，加上局部放电信号本身比较微弱，使得大多数局部放电检测效果不是很好。本专利技术采集用电设备局部放电的声音信号，采用改进的阀值函数有效滤除噪声信号，提高了局部放电信号提取效果，实现用电设备局部放电的有效检测。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于声音信号采集的局部放电检测系统和方法，采用改进的阀值函数有效滤除噪声信号，提高了局部放电信号提取效果，实现用电设备局部放电的有效检测。本专利技术具体为一种基于声音信号采集的局部放电检测系统，所述局部放电检测系统包括信号采集单元、信号放大单元、A/D转换单元、控制处理单元、存储单元、按键输入单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述信号采集单元与所述信号放大单元、所述A/D转换单元、所述控制处理单元顺序连接，所述控制处理单元还分别与所述存储单元、所述按键输入单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述局部放电检测系统对采集的局部放电声音信号进行转换、去除噪声信号处理，得到有效的放电信号，并进行分析判断是否超过报警值，并进行及时的报警处理，实现对电力设备局部放电现象的及时有效的检测。所述信号采集单元采用压电传感器对所述局部放电声音信号进行初步采集，将所述声音信号转换为电压信号输出；所述信号放大单元采用前置放大器对信号进行放大处理，输出符合所述A/D转换单元输入要求的信号。所述按键输入单元配合所述存储单元和所述显示单元进行参数设置，所述参数包括局部放电报警值和变化率报警值。所述报警单元采用声光报警器；所述通信单元采用无线通信技术将局部放电检测结果和数据曲线传输至监控中心。所述控制处理单元采用数字处理器对采集的数据进行噪声滤除、比较分析，通过所述存储对采集的数据和报警信息进行存储，并形成数据报表、报警报表和历史曲线，能够通过所述按键输入单元进行信息查询。本专利技术还提供一种基于声音信号采集的局部放电检测系统的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：步骤(1)：所述压电传感器初步采集局部放电声音信号，输出电压信号；步骤(2)：经过所述放大单元对信号进行放大处理；步骤(3)：经过所述A/D转换单元进行A/D转换；步骤(4)：所述控制处理单元从预先设定的小波库DB＝{dbi|i＝1,2···10}中依次选取小波对采集的信号进行小波分解；步骤(5)：计算所述信号在逼近空间的香农信息熵p(i)为各频段系数的分布概率；步骤(6)：将低频系数香农信息熵最小的基函数作为小波分解的最小基波；步骤(7)：对采集的信号采用最小基波进行小波分解；步骤(8)：确定滤除噪声信号的阀值med()为求中值函数，d1,k为小波分解后的高频系数，N为小波系数的长度；步骤(9)：小波分解后的信号经过阀值函数滤除噪声信号，为经过阀值处理后的小波系数，wj,k为小波系数，αj为调整系数，αj∈(0,+∞)；步骤(10)：经过级联数字陷波器滤除窄带干扰信号，得到有效的放电信号；步骤(11)：将信号与所述局部放电报警值进行比较，若大于所述局部放电报警值，通过所述报警单元发出局部放电异常报警信号；步骤(12)：计算所述局部放电信号的变化率，并与所述变化率报警值进行比较，若大于所述变化率报警值，通过所述报警单元发出局部放电变化异常报警信号；步骤(13)：所述控制处理单元对采集的信号和报警信号形成数据报表、报警报表和历史曲线，并通过所述存储单元进行存储。步骤(14)：经过所述通信单元将检测数据传输至所述监控中心。附图说明图1为本专利技术一种基于声音信号采集的局部放电检测系统的结构示意图。图2为本专利技术一种基于声音信号采集的局部放电检测系统检测方法的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术一种基于声音信号采集的局部放电检测系统的具体实施方式做详细阐述。如图1所示，本专利技术的局部放电检测系统包括信号采集单元、信号放大单元、A/D转换单元、控制处理单元、存储单元、按键输入单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述信号采集单元与所述信号放大单元、所述A/D转换单元、所述控制处理单元顺序连接，所述控制处理单元还分别与所述存储单元、所述按键输入单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述局部放电检测系统对采集的局部放电声音信号进行转换、去除噪声信号处理，得到有效的放电信号，并进行分析判断是否超过报警值，并进行及时的报警处理，实现对电力设备局部放电现象的及时有效的检测。所述信号采集单元采用压电传感器对所述局部放电声音信号进行初步采集，将所述声音信号转换为电压信号输出；所述信号放大单元采用前置放大器对信号进行放大处理，输出符合所述A/D转换单元输入要求的信号。所述按键输入单元配合所述存储单元和所述显示单元进行参数设置，所述参数包括局部放电报警值和变化率报警值。所述报警单元采用声光报警器；所述通信单元采用无线通信技术将局部放电检测结果和数据曲线传输至监控中心。所述控制处理单元采用数字处理器对采集的数据进行噪声滤除、比较分析，通过所述存储对采集的数据和报警信息进行存储，并形成数据报表、报警报表和历史曲线，能够通过所述按键输入单元进行信息查询。如图2所示，本专利技术还提供一种基于声音信号采集的局部放电检测系统的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：步骤(1)：所述压电传感器初步采集局部放电声音信号，输出电压信号；步骤(2)：经过所述放大单元对信号进行放大处理；步骤(3)：经过所述A/D转换单元进行A/D转换；步骤(4)：所述控制处理单元从预先设定的小波库DB＝{dbi|i＝1,2···10}中依次选取小波对采集的信号进行小波分解；步骤(5)：计算所述信号在逼近空间的香农信息熵p(i)为各频段系数的分布概率；步骤(6)：将低频系数香农信息熵最小的基函数作为小波分解的最小基波；步骤(7)：对采集的信号采用最小基波进行小波分解；步骤(8)：确定滤除噪声信号的阀值med()为求中值函数，d1,k为小波分解后的高频系数，N为小波系数的长度；步骤(9)：小波分解后的信号经过阀值函数滤除噪声信号，为经过阀值处理后的小波系数，wj,k为小波系数，αj为调整系数，αj∈(0,+∞)；步骤(10)：经过级联数字陷波器滤除窄带干扰信号，得到有效的放电信号；步骤(11)：将信号与所述局部放电报警值进行比较，若大于所述局部放电报警值，通过所述报警单元发出局部放电异常报警信号；步骤(12)：计算所述局部放电信号的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于声音信号采集的局部放电检测系统，其特征在于，所述局部放电检测系统包括信号采集单元、信号放大单元、A/D转换单元、控制处理单元、存储单元、按键输入单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述信号采集单元与所述信号放大单元、所述A/D转换单元、所述控制处理单元顺序连接，所述控制处理单元还分别与所述存储单元、所述按键输入单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述局部放电检测系统对采集的局部放电声音信号进行转换、去除噪声信号处理，得到有效的放电信号，并进行分析判断是否超过报警值，并进行及时的报警处理，实现对电力设备局部放电现象的及时有效的检测。

【技术特征摘要】
1.一种基于声音信号采集的局部放电检测系统，其特征在于，所述局部放电检测系统包括信号采集单元、信号放大单元、A/D转换单元、控制处理单元、存储单元、按键输入单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述信号采集单元与所述信号放大单元、所述A/D转换单元、所述控制处理单元顺序连接，所述控制处理单元还分别与所述存储单元、所述按键输入单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述局部放电检测系统对采集的局部放电声音信号进行转换、去除噪声信号处理，得到有效的放电信号，并进行分析判断是否超过报警值，并进行及时的报警处理，实现对电力设备局部放电现象的及时有效的检测。2.根据权利要求1所述的一种基于声音信号采集的局部放电检测系统，其特征在于，所述信号采集单元采用压电传感器对所述局部放电声音信号进行初步采集，将所述声音信号转换为电压信号输出；所述信号放大单元采用前置放大器对信号进行放大处理，输出符合所述A/D转换单元输入要求的信号。3.根据权利要求2所述的一种基于声音信号采集的局部放电检测系统，其特征在于，所述按键输入单元配合所述存储单元和所述显示单元进行参数设置，所述参数包括局部放电报警值和变化率报警值。4.根据权利要求3所述的一种基于声音信号采集的局部放电检测系统，其特征在于，所述报警单元采用声光报警器；所述通信单元采用无线通信技术将局部放电检测结果和数据曲线传输至监控中心。5.根据权利要求4所述的一种基于声音信号采集的局部放电检测系统，其特征在于，所述控制处理单元采用数字处理器对采集的数据进行噪声滤除、比较分析，通过所述存储对采集的数据和报警信息进行存储，并形成数据报表、报警报表和历...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雨新，徐以超，郭建，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32