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特高频局部放电传感系统函数的线性关系判别方法及系统技术方案

技术编号：37666037 阅读：12 留言：0更新日期：2023-05-26 04:24
本发明专利技术公开了一种特高频局部放电传感系统函数的线性关系判别方法及系统，包括：分别将宽频电场信号和特高频传感器输出电压信号分解为频段互不混叠的多个第一子带信号和多个第二子带信号；分别对每个第一子带信号和第二子带信号进行噪声判断，并剔除确定为噪声的第一子带信号和第二子带信号；根据剩余的第一子带信号和第二子带信号计算每个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度和群延时平坦度；根据每个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度和群延时平坦度，确定特高频传感器的传递函数为线性关系。本发明专利技术通过计算有效子频带内传递函数幅值平坦度及群时延的方差，实现对传感器线性的判定，解决了特高频传感器线性判定常被忽略或难以计算的问题。常被忽略或难以计算的问题。常被忽略或难以计算的问题。

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【技术实现步骤摘要】
特高频局部放电传感系统函数的线性关系判别方法及系统


[0001]本专利技术涉及电气设备试验
，并且更具体地，涉及一种特高频局部放电传感系统函数的线性关系判别方法及系统。

技术介绍

[0002]针对高压电气设备绝缘的局部放电测量是评估设备绝缘状态的常用手段。局部放电测量技术包括传统的脉冲电流法，也包括特高频法、高频法、超声波法等一些系列新型带电检测技术，其中特高频法局部放电检测技术具备适当的定量、定位能力及便携性，得到了越来越广泛的应用。
[0003]然而，由于特高频(UHF)传感器设计原理各异，传感器频域色散效应导致了输出信号的失真。因此传感器是否符合信号系统中的线性要求，直接影响了后续信号处理及图谱分析。目前对特高频传感器是否线性的考虑较少，通常忽略了该因素对测量结果的影响，需要某种方法实现对特高频传感器的传感系统函数的线性关系的判别。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种特高频局部放电传感系统函数的线性关系判别方法及系统，以解决如何确定特高频传感器的传感系统函数的线性关系的问题。
[0005]为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种特高频局部放电传感系统函数的线性关系判别方法，所述方法包括：
[0006]分别将宽频电场信号和特高频传感器输出电压信号分解为频段互不混叠的多个第一子带信号和多个第二子带信号；
[0007]分别对每个第一子带信号和第二子带信号进行噪声判断，并剔除确定为噪声的第一子带信号和第二子带信号；
[0008]根据剩余的第一子带信号和第二子带信号计算每个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度和群延时平坦度；
[0009]根据所述每个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度和群延时平坦度，确定特高频传感器的传递函数为线性关系。
[0010]优选地，其中所述方法基于小波包分解分别将宽频电场信号和特高频传感器输出电压信号分解为频段互不混叠的多个第一子带信号和多个第二子带信号。
[0011]优选地，其中所述方法利用如下方式确定任一第一子带信号和第二子带信号是否为噪声，包括：
[0012]计算任一子带信号的峭度算子值，并当所述峭度算子值小于预设峭度算子阈值时，确定所述任一子带信号为噪声；
[0013]其中，利用如下方式确定任一子带信号的峭度算子值，包括：
[0014][0015]其中，kurtosis(X)表示X对应的峭度算子；X为宽频电场信号或特高频传感器输出电压信号经小波包分解后得到的子带信号；x
p
和分别表示第p个采样点的值和均值，n为采样点的总数；μ和σ分别表示X的期望和标准差。
[0016]优选地，其中所述根据剩余的第一子带信号和第二子带信号计算每个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度和群延时平坦度，包括：
[0017][0018]τ
eff,i
＝|t
e(t),i
‑
t
u(t),i
|，
[0019]其中，|H
eff,i
|为第i个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度；|e
max,i
(t)|为宽频电场信号对应的第i个第一子带信号的模极大值；|u
max,i
(t)|为特高频传感器输出电压信号对应的第i个第二子带信号的模极大值；τ
eff,i
为第i个有效子频带内传递函数对应的群延时平坦度；t
e(t),i
为宽频电场信号对应的第i个第一子带信号的脉冲起始点时刻；t
u(t),i
为特高频传感器输出电压信号对应的第i个第二子带信号的脉冲起始点时刻。
[0020]优选地，其中所述根据所述每个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度和群延时平坦度，确定特高频传感器的传递函数为线性关系，包括：
[0021]根据每个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度和群延时平坦度，计算幅值平坦度方差和群延时平坦度方差；
[0022]当所述幅值平坦度方差在第一预设范围内且所述群延时平坦度方差在第二预设范围内时，确定特高频传感器的传递函数为线性关系，反之，则确定特高频传感器的传递函数为非线性关系。
[0023]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种特高频局部放电传感系统函数的线性关系判别系统，所述系统包括：
[0024]信号分解单元，用于分别将宽频电场信号和特高频传感器输出电压信号分解为频段互不混叠的多个第一子带信号和多个第二子带信号；
[0025]噪声剔除单元，用于分别对每个第一子带信号和第二子带信号进行噪声判断，并剔除确定为噪声的第一子带信号和第二子带信号；
[0026]计算单元，用于根据剩余的第一子带信号和第二子带信号计算每个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度和群延时平坦度；
[0027]线性关系确定单元，用于根据所述每个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度和群延时平坦度，确定特高频传感器的传递函数为线性关系。
[0028]优选地，其中所述信号分解单元，基于小波包分解分别将宽频电场信号和特高频传感器输出电压信号分解为频段互不混叠的多个第一子带信号和多个第二子带信号。
[0029]优选地，其中所述噪声剔除单元，利用如下方式确定任一第一子带信号和第二子带信号是否为噪声，包括：
[0030]计算任一子带信号的峭度算子值，并当所述峭度算子值小于预设峭度算子阈值时，确定所述任一子带信号为噪声；
[0031]其中，利用如下方式确定任一子带信号的峭度算子值，包括：
[0032][0033]其中，kurtosis(X)表示X对应的峭度算子；X为宽频电场信号或特高频传感器输出电压信号经小波包分解后得到的子带信号；x
p
和分别表示第p个采样点的值和均值，n为采样点的总数；μ和σ分别表示X的期望和标准差。
[0034]优选地，其中所述计算单元，根据剩余的第一子带信号和第二子带信号计算每个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度和群延时平坦度，包括：
[0035][0036]τ
eff,i
＝|t
e(t),i
‑
t
u(t),i
|，
[0037]其中，|H
eff,i
|为第i个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度；|e
max,i
(t)|为宽频电场信号对应的第i个第一子带信号的模极大值；|u
max,i
(t)|为特高频传感器输出电压信号对应的第i个第二子带信号的模极大值；τ
eff,i
为第i个有效子频带内传递函数对应的群延时平坦度；t
e(t),i
为宽频电场信号对应的第i个第一子带信号的脉冲起始点时刻；t
u(t),i
为特高频传感器输出电压信号对应的第i个第二子带信号的脉冲起始点时刻。
[0038]优选地，其中所述线性关系确定单元，根据所述每个有效子频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特高频局部放电传感系统函数的线性关系判别方法，其特征在于，所述方法包括：分别将宽频电场信号和特高频传感器输出电压信号分解为频段互不混叠的多个第一子带信号和多个第二子带信号；分别对每个第一子带信号和第二子带信号进行噪声判断，并剔除确定为噪声的第一子带信号和第二子带信号；根据剩余的第一子带信号和第二子带信号计算每个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度和群延时平坦度；根据所述每个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度和群延时平坦度，确定特高频传感器的传递函数为线性关系。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法基于小波包分解分别将宽频电场信号和特高频传感器输出电压信号分解为频段互不混叠的多个第一子带信号和多个第二子带信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法利用如下方式确定任一第一子带信号和第二子带信号是否为噪声，包括：计算任一子带信号的峭度算子值，并当所述峭度算子值小于预设峭度算子阈值时，确定所述任一子带信号为噪声；其中，利用如下方式确定任一子带信号的峭度算子值，包括：其中，kurtosis(X)表示X对应的峭度算子；X为宽频电场信号或特高频传感器输出电压信号经小波包分解后得到的子带信号；x
p
和分别表示第p个采样点的值和均值，n为采样点的总数；μ和σ分别表示X的期望和标准差。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据剩余的第一子带信号和第二子带信号计算每个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度和群延时平坦度，包括：τ
eff,i
＝|t
e(t),i
‑
t
u(t),i
|，其中，|H
eff,i
|为第i个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度；|e
max,i
(t)|为宽频电场信号对应的第i个第一子带信号的模极大值；|u
max,i
(t)|为特高频传感器输出电压信号对应的第i个第二子带信号的模极大值；τ
eff,i
为第i个有效子频带内传递函数对应的群延时平坦度；t
e(t),i
为宽频电场信号对应的第i个第一子带信号的脉冲起始点时刻；t
u(t),i
为特高频传感器输出电压信号对应的第i个第二子带信号的脉冲起始点时刻。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度和群延时平坦度，确定特高频传感器的传递函数为线性关系，包括：根据每个有效子频带内传递函数对应的幅值平坦度和群延时平坦度，计算幅值平坦度方差和群延时平坦度方差；
当所述幅值平坦度方差在第一预设范围内且所述群延时平坦度方差在第二预设范围内时，确定特高频传感器的传递函数为线性关系，反之，则确定特高频传感器的传递函数为非线性关系。6.一种特高频局部放电传感系统函数的线性关系判别系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玮，张军，姜春阳，刁赢龙，韦谦，龙嘉川，丁国成，杨孝志，李永福，张围围，秦金飞，李程启，许光可，费传鹤，黄涛，田振宁，沈国堂，潘翻翻，王斯琪，付济良，汪泉，卢冰，金淼，陈习文，聂高宁，王旭，陈卓，郭鹏，王欢，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司武汉分院国网安徽省电力有限公司电力科学研究院国网重庆市电力公司电力科学研究院国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：

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