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局放信号降噪方法分析

发布时间:2020-05-17 05:58:40人气:

降噪
降噪
局部放电源定位的难点之一即是如何有效地获取局部放电有效信号,即如何排除局放信号中的干扰。抑制干扰的途径通常有三种:一是消除干扰源,二是切断干扰途径,三是对信号进行后期处理
   
对于窄带干扰与白噪声,国内外己有大量文献提出了很多种不同且有一定效果的处理方法。如阈值滤波法、自适应滤波方法、小波方法等。对不同的干扰成份采用的信号处理方法也不一样。


(1)阈值滤波法

阈值滤波法是基于FFT(快速傅立叶变换)的一种方法。在线检测到的局部放电信号频带几乎分布于整个频域,频率表现为比较平坦的曲线,然而窄带干扰的频率曲线是尖峰状脉冲形,幅值远远超过局部放电信号的幅值。所以以脉冲信号幅值过某一阈值即为窄带干扰信号,将通过阈值法获得的干扰信号同原始信号相减再傅立叶逆变换为时域即获得了滤波后的局放信号。阈值法的缺点是此方法会造成局部放电有效信号能量损失较大。

(2)自适应滤波法

对于频率不能预知的干扰信号,很难使用固定系数的带通滤波器剔除。自适应滤波器是由减法器与带时延的多通带FIR滤波器组成。该方法利用干扰信号与局部放电信号的自相关性不同来区分两者。自适应滤波器的去干扰性能受自适应算法和参考时延的影响很大。参考时延与检测信号密切相关,当干扰为单频时,参考时延较易选择,但是实际中干扰一般由多种频率的信号叠加组成,频率波的相关性并不相同,选择参考时延式比较兼顾各干扰信号,故很难确定适当的参考时延。

(3)小波变换方法

利用小波变换处理窄带信号的原理是选择合适的尺度因子及小波基进行小波变换,使有效的信号的主频保留在某级带通滤波器内,通过输出细节差异化较好地抑制了高频或低频的干扰。但是小波方法对于不同的波形的信号,不易选择最佳尺度,在实际应用式需要反复尝试,且当局部放电微弱时也十分难以选择恰当的小波系数与小波,故该方法的使用局限性很大。

上述方法对抑制不同的干扰都可以达到很好的效果,但是无法完全独立地排除所有干扰,且现场采集的局放信号存在多种类型的干扰,故采用分层式抑制干扰的方式可以更加有效地去除各种干扰,并保证原始局放信号能量损失较小。分层式干扰抑制模型见下图所示。
局部放电信号分层式抑制干扰
局部放电信号分层式抑制干扰

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