一种基于单次波形累计幅值拟合线段的UHF到达时间差计算方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于单次波形累计幅值拟合线段的UHF到达时间差计算方法和装置，所述方法包括：同时采集待检测电力设备局部放电的两个UHF单次波形；对所述两个UHF单次波形分别进行小波去噪处理；根据去噪后的所述两个UHF单次波形，获得两条UHF单次波形幅值累计归一化曲线；对所述两条UHF单次波形幅值累计归一化曲线的上升段分别进行一次线性拟合，获得第一拟合直线L

【技术实现步骤摘要】
一种基于单次波形累计幅值拟合线段的UHF到达时间差计算方法和装置
本专利技术涉及电力设备局部放电检测
，尤其涉及一种基于单次波形累计幅值拟合线段的UHF到达时间差计算方法和装置。
技术介绍
电力设备的绝缘材料是保证电力设备正常运行的重要组件，但是由于绝缘材料在强电场作用下老化或绝缘材料加工缺陷，在电力设备运行中绝缘材料内部会出现局部放电，局部放电的发展会加速绝缘材料的老化，从而导致电力设备寿命缩短，所以必须尽早发现局部放电的发生位置，有助于降低电力设备事故发生率，保证电力设备正常运行。局部放电脉冲电流信号为ns级脉冲信号，其激发的超高频电磁波信号同样为宽频带信号，带宽从几十MHz到上GHz，通过计算多个同时采集的局部放电电磁波信号的到达时间差可以进行局部放电定位，其技术在GIS局部放电定位中应用较多，也较为成熟。目前基于空间或长直筒中电磁波信号的局部放电定位，可通过累积能量法确定电磁波信号的到达时间差，比较直观。但本申请专利技术人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现上述现有技术至少存在如下技术问题：现有技术中在使用累积能量算法确定电磁波信号的到达时间差时，由于需要通过肉眼选取合适的位置来判断，从而存在位置选取依赖检测人员经验、难度大，影响定位精度的技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种基于单次波形累计幅值拟合线段的UHF到达时间差计算方法和装置，用以解决现有技术中在使用累积能量算法确定电磁波信号的到达时间差时，由于需要通过肉眼选取合适的位置来判断，从而存在位置选取依赖检测人员经验、难度大，影响定位精度的技术问题，实现了提高波形信噪比，采用一次线性拟合，自动获取两个UHF单次波形到达时间差，直观有效，定位精度高的技术效果。鉴于上述问题，提出了本申请实施例以便提供一种基于单次波形累计幅值拟合线段的UHF到达时间差计算方法和装置。第一方面，本专利技术提供了一种基于单次波形累计幅值拟合线段的UHF到达时间差计算方法，所述方法包括：通过两个传感器同时采集待检测电力设备局部放电的第一UHF单次波形信号和第二UHF单次波形信号；对所述第一UHF单次波形信号和所述第二UHF单次波形信号进行小波去噪处理；根据去噪后的所述第一UHF单次波形信号和所述第二UHF单次波形信号，获得第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线和第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线；对所述第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线和所述第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线的上升段分别进行一次线性拟合，获得第一拟合直线L1和第二拟合直线L2；根据所述第一拟合直线L1、所述第二拟合直线L2以及采样率fs，获得所述第一UHF单次波形信号与所述第二UHF单次波形信号的到达时间差Δt。优选的，所述对所述第一UHF单次波形信号和所述第二UHF单次波形信号进行小波去噪处理，包括：确定合理小波分解层数及母小波，其中，所述母小波为‘db7’，‘db10’和‘db11’；对所述第一UHF单次波形和所述第二UHF单次波形分别进行小波分解处理；提取小波分解的相似系数a；根据所述相似系数a，对所述第一UHF单次波形和所述第二UHF单次波形进行重构；获得去噪后的所述第一UHF单次波形与所述第二UHF单次波形。优选的，所述小波分解层数为5层，最大分解层数表达式为：Jmax＝fix(log2(n/nw-1))其中，Jmax为小波分解的最大层数，n为信号的采样点数，nw为所选母小波分解滤波器的长度。优选的，所述根据去噪后的所述第一UHF单次波形信号和所述第二UHF单次波形信号，获得第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线和第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线，包括：对去噪后所述的第一UHF单次波形与所述第二UHF单次波形进行绝对值处理；再对绝对值处理后的所述第一UHF单次波形与所述第二UHF单次波形进行归一化处理，获得第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线与第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线，如下：xiN＝xi/xmax,xmax＝max{xi},i＝1,....,N；式中xiN为曲线中每一个采样点的归一化值，xi为UHF单次波行中的采样点，xmax为绝对值处理后的UHF单次波形与采样点中的最大值。优选的，所述对所述第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线和所述第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线的上升段分别进行一次线性拟合，获得第一拟合直线L1和第二拟合直线L2，包括：选取所述第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线与所述第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线的纵坐标y的区间为[a,b]，并计算得到对应的横坐标区间[x1a,x1b]和[x2a,x2b]；获得线性拟合曲线表达式为：y＝ax+b；利用最小二乘法，计算所述第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线与所述第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线的拟合直线参数a1，b1和a2，b2，获得第一拟合直线L1和第二拟合直线L2，其表达式为：L1:y＝a1x+b1；L2:y＝a2x+b2；优选的，所述根据所述第一拟合直线L1、所述第二拟合直线L2以及采样率fs，获得所述第一UHF单次波形信号与所述第二UHF单次波形信号的到达时间差Δt，包括：选取一组{yi}值，其中，{yi}的取值区间为[a,b]；将{yi}值分别代入第一拟合直线L1和第二拟合直线L2的表达式，计算得到{x2i}与{x1i}；计算{x2i}与{x1i}的差值，得到一组数据{Δxi}，其中，{Δxi}的表达式为：Δxi＝x2i-x1i根据{Δxi}，获得其中间值Δx；根据所述采样率fs，获得所述第一UHF单次波形信号与所述第二UHF单次波形信号的到达时间差Δt，其中，Δt的表达式为：Δt＝Δx/fs第二方面，本专利技术提供了一种基于单次波形累计幅值拟合线段的UHF到达时间差计算装置，所述装置包括：第一采集单元，所述第一采集单元用于通过两个传感器同时采集待检测电力设备局部放电的第一UHF单次波形信号和第二UHF单次波形信号；第一处理单元，所述第一处理单元用于对所述第一UHF单次波形信号和所述第二UHF单次波形信号进行小波去噪处理；第一获得单元，所述第一获得单元用于根据去噪后的所述第一UHF单次波形信号和所述第二UHF单次波形信号，获得第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线和第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线；第二获得单元，所述第二获得单元用于对所述第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线和所述第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线的上升段分别进行一次线性拟合，获得第一拟合直线L1和第二拟合直线L2；第三获得单元，所述第三获得单元用于根据所述第一拟合直线L1、所述第二拟合直线L2以及采样率fs，获得所述第一UHF单次波形信号与所述第二UHF单次波形信号的到达时间差Δt。优选的，所述第一处理单元包括：第一确定单元，所述第一确定单元用于确定合理小波分解层数及母小波，其中，所述母小波为‘db7’，‘db10’本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单次波形累计幅值拟合线段的UHF到达时间差计算方法，其特征在于，所述方法包括：/n通过两个传感器同时采集待检测电力设备局部放电的第一UHF单次波形信号和第二UHF单次波形信号；/n对所述第一UHF单次波形信号和所述第二UHF单次波形信号进行小波去噪处理；/n根据去噪后的所述第一UHF单次波形信号和所述第二UHF单次波形信号，获得第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线和第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线；/n对所述第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线和所述第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线的上升段分别进行一次线性拟合，获得第一拟合直线L

【技术特征摘要】
1.一种基于单次波形累计幅值拟合线段的UHF到达时间差计算方法，其特征在于，所述方法包括：
通过两个传感器同时采集待检测电力设备局部放电的第一UHF单次波形信号和第二UHF单次波形信号；
对所述第一UHF单次波形信号和所述第二UHF单次波形信号进行小波去噪处理；
根据去噪后的所述第一UHF单次波形信号和所述第二UHF单次波形信号，获得第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线和第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线；
对所述第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线和所述第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线的上升段分别进行一次线性拟合，获得第一拟合直线L1和第二拟合直线L2；
根据所述第一拟合直线L1、所述第二拟合直线L2以及采样率fs，获得所述第一UHF单次波形信号与所述第二UHF单次波形信号的到达时间差Δt。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一UHF单次波形信号和所述第二UHF单次波形信号进行小波去噪处理，包括：
确定合理小波分解层数及母小波，其中，所述母小波为‘db7’，‘db10’和‘db11’；
对所述第一UHF单次波形和所述第二UHF单次波形分别进行小波分解处理；
提取小波分解的相似系数a；
根据所述相似系数a，对所述第一UHF单次波形和所述第二UHF单次波形进行重构；
获得去噪后的所述第一UHF单次波形与所述第二UHF单次波形。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述小波分解层数为5层，最大分解层数表达式为：
Jmax＝fix(log2(n/nw-1))
其中，Jmax为小波分解的最大层数，n为信号的采样点数，nw为所选母小波分解滤波器的长度。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据去噪后的所述第一UHF单次波形信号和所述第二UHF单次波形信号，获得第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线和第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线，包括：
对去噪后所述的第一UHF单次波形与所述第二UHF单次波形进行绝对值处理；
再对绝对值处理后的所述第一UHF单次波形与所述第二UHF单次波形进行归一化处理，获得第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线与第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线，如下：
xiN＝xi/xmax,xmax＝max{xi},i＝1,....,N；
式中xiN为曲线中每一个采样点的归一化值，xi为UHF单次波行中的采样点，xmax为绝对值处理后的UHF单次波形与采样点中的最大值。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线和所述第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线的上升段分别进行一次线性拟合，获得第一拟合直线L1和第二拟合直线L2，包括：
选取所述第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线与所述第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线的纵坐标y的区间为[a,b]，并计算得到对应的横坐标区间[x1a,x1b]和[x2a,x2b]；
获得线性拟合曲线表达式为：y＝ax+b；
利用最小二乘法，计算所述第一UHF单次波形幅值累计归一化曲线与所述第二UHF单次波形幅值累计归一化曲线的拟合直线参数a1，b1和a2，b2，获得第一拟合直线L1和第二拟合直线L2，其表达式为：
L1:y＝a1x+b1；L2:y＝a2x+b2。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一拟合直线L1、所述第二拟合直线L2以及采样率fs，获得所述第一UHF单次波形信号与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王会勤，张承宇，许茂贤，李森明，俞哲锋，陈国祥，陈自球，顾范华，吕嘉琛，王新，宋良友，施凯，孙浩东，蒋晓峰，
申请(专利权)人：浙江浙能常山天然气发电有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33