CN117169664A - 一种局放传感器抗干扰***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种局放传感器抗干扰***及方法，包括信号接收模块、噪音信号模块、小波分解模块和小波重构降噪模块，信号接收模块是对信号的接收。本发明信号接收模块、噪音信号模块、小波分解模块和小波重构降噪模块相配合的设置方式，使局放传感器检测使用的过程中，能够将外部的信号进行接收后，通过区分分类后进行传输，传输至小波分解模块机小波重构降噪模块后，依次进行信号的分解及重构降噪，从而能够将接收到的干扰噪声信号重构成新的信号，进而能够避免影响局放传感器检测的环境，减少了对局放传感器的干扰信号，有效的提高了局放传感器检测的准确性，同时也提高了局放传感器检测的有效性及实用性。
Description
技术领域
本发明涉及局放传感器抗干扰领域，特别涉及一种局放传感器抗干扰***及方法。
背景技术
随着配电网的飞速发展，客户对供电的可靠性提出了越来越高的要求。因此，供电的检修工作量与难度也随之骤升，为减少配电运行维护人员压力，免去携带笨重的局放检测仪进行周期性巡检，配电专用局放在线检测技术应运而生。
现有的绝缘电流监测与诊断主要用于电容式绝缘设备，如电容式套管和电容式电压互感器等，因配电网设备工作电压低，绝缘电流难以监测，不宜在配电网设备应用，且介质损耗角正切的在线监测也需要监测泄露电流，但在现场强电磁环境下，监测困难，准确性较低，综上绝缘电流法和介质损耗较正切的在线监测在配电网适用性差、可靠性差，因此通过局部放电的监测与诊断实现设备绝缘状态预警越来越受到重视，局部放电的检测是设备绝缘状态监测的重要手段。
但现阶段在配电领域局放在线监测设备抗干扰能力弱，经常受到其他非局放信号的干扰产生错误的预警信号，影响了检测的环境，降低了检测的准确性和有效性，增加了配电运行维护人员的工作任务。
发明内容
本发明的目的在于提供一种局放传感器抗干扰***及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种局放传感器抗干扰***，包括：
信号接收模块，所述信号接收模块是对信号的接收，通过特征图谱分类法对信号进行分析，通过分类技术将干扰信号与放电信号进行分离；
噪音信号模块，将分离出的干扰信号进行传输；
小波分解模块，将接收到的信号在各个尺度上的小波系数设定一个阀值，若某尺度上的系数大于阀值，则认为其对应于放电信号，若小于阀值，则对应于噪声信号，且将噪音信号分成不同频系，为后续信号的重构提供基础；
小波重构降噪模块，所述小波重构降噪模块将阈值处理得到新小波系数，接着利用小波逆变换进行重构后得到降噪后的信号。
优选的，所述采集模块通过时频分析法确定采集到的信号是否准确，在确定信号的准确后通过特征图谱分类法对信号进行分析归类。
优选的，所述小波分解模块包括低频系数阙值处理模块和高频系数阙值处理模块，通过选定小波基底和分解层数，从而能够对含噪声信号进行小波分解，得到高频细节系数或低频相似系数。
优选的，所述小波重构降噪模块对得到的系数分别进行小波函数的乘积运算，得到每个系数的重构信号，将所得的重构信号进行叠加，得到重构的信号。
优选的，所述小波分解模块中通过分解得到的小波系数采用软阙值函数进行处理。
优选的，所述时频分析法是对放电脉冲群中的每一个放电脉冲进行波形特征提取，并将其压缩到特征空间中作为此脉冲波形的特征向量。
优选的，所述放电信号与干扰信号的波形特征有差异，不同类型放电信号的波形特征也存在差异。
优选的，所述波形特征提取过程中需在最大限度表征脉冲波形特征的前提下，含有最多的信息，从而使得高度相似的脉冲在特征空间中聚集在一起，然后将各子类内的全部放电脉冲的波形、时间序列转换为幅值、时间序列，再使用传统的方法对放电模式做出识别。
优选的，所述噪音信号模块包括基带传输模块、频带传输模块和载波模块，所述基带传输模块是按数据波的原样进行信号的直接传输，所述频带传输模块是采用调制、解调技术的传输方式，所述载波传输模块用于对信号的远距离传递。
本发明还提供了一种局放传感器抗干扰方法，包括以下步骤：
S1，对外部的信号进行接收，接收信号后通过时频分析法对信号进行分析，从而使信号分为干扰信号或放电信号；
S2，对分离出的干扰信号通过噪音信号模块进行传输，接着对干扰信号在不同尺度上的小波系数进行设置，从而能够再次区分信号的不同，进行精确的信号划分，使归于噪声信号的信号分成不同频系，以便于后续的信号重构；
S3，通过对不同频系的信号进行处理，从而能够得到新的小波系数，接着通过对系数进行运算，从而能够使每个系数进行重构，通过将所得的重构信号进行叠加，进而能够得到降噪后的信号。
本发明的技术效果和优点：
本发明通过信号接收模块、噪音信号模块、小波分解模块和小波重构降噪模块相配合的设置方式，使局放传感器检测使用的过程中，能够将外部的信号进行接收后，通过区分分类后进行传输，传输至小波分解模块机小波重构降噪模块后，依次进行信号的分解及重构降噪，从而能够将接收到的干扰噪声信号重构成新的信号，进而能够避免影响局放传感器检测的环境，减少了对局放传感器的干扰信号，有效的提高了局放传感器检测的准确性，降低了维护人员的工作负担，同时也提高了局放传感器检测的有效性及实用性。
附图说明
图1为本发明***结构示意图。
图中：1、信号接收模块；2、噪音信号模块；3、小波分解模块；4、小波重构降噪模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1所示的一种局放传感器抗干扰***，包括信号接收模块1、噪音信号模块2、小波分解模块3和小波重构降噪模块4，信号接收模块1是对信号的接收，通过特征图谱分类法对信号进行分析，通过分类技术将干扰信号与放电信号进行分离，采集模块1通过时频分析法确定采集到的信号是否准确，时频分析法是对放电脉冲群中的每一个放电脉冲进行波形特征提取，并将其压缩到特征空间中作为此脉冲波形的特征向量，放电信号与干扰信号的波形特征有差异，不同类型放电信号的波形特征也存在差异，波形特征提取过程中需在最大限度表征脉冲波形特征的前提下，含有最多的信息，从而使得高度相似的脉冲在特征空间中聚集在一起，然后将各子类内的全部放电脉冲的波形、时间序列转换为幅值、时间序列，再使用传统的方法对放电模式做出识别，在确定信号的准确后通过特征图谱分类法对信号进行分析归类，局放传感器的现场检测中，尽管检测***采用了硬件滤波电路设计，但是采样后的放电数据中还是会夹杂部分的外部干扰信号，因此在对采样数据进行分析处理之前需要对信号进行重构降噪，通过信号接收模块1对外部的信号进行接收，而特征图谱分类法则包括连续频谱与离散频谱、单音频谱与多音频谱、基带频谱与通带频谱、窄带频谱与宽带频谱，连续频谱是信号在整个频率范围内都存在连接的能量分布，离散频谱则是信号只在特定的频率点上存在能量分布，单音频谱是只有一个频率分量存在的频谱，例如正弦波信号，而多音频谱则是同时存在多个频率分量的频谱，例如复杂声音或混合信号，基带频谱是信号在频率范围中心附近的能量分布，通常包含零频率，通带频谱是信号通过调制后，在频域中心向外扩展的能量分布，窄带频谱是信号在相对较小的频率范围内存在的能量分布，例如低频信号或窄带通信信号，宽带频谱是信号在相对较大的频率范围内存在的能量分布，例如宽带通信信号或宽带噪声，根据需要选择适用信号分析方式，通过将接受的信号进行分析，使信号分为干扰信号或放电信号，从而能够对干扰信号进行传输，由此，能够有效的对接收的信号进行区分处理，有效的提高了信号处理的准确性和效率，同时也加强了局放传感器抗干扰的效率；
优选的，噪音信号模块2将分离出的干扰信号进行传输，噪音信号模块2包括基带传输模块、频带传输模块和载波模块，基带传输模块是按数据波的原样进行信号的直接传输，频带传输模块是采用调制、解调技术的传输方式，载波传输模块用于对信号的远距离传递，基带传输模块在对信号数据传输的过程中，不包含任何调制，能够在数字通信的信道上直接传送数据，但基数传输模块不适用于传输语言和图形信息，频带传输模块在对信号传输时，采用调制、解调技术的传输方式，在传输端能够对数据进行变换，且变化呈具有一定频带范围的模拟信号，从而能够使信号适应在模拟信道上的传输，而在接收端则可通过调制手段进行信号的相反变化，从而能够将信号进行复原，载波传输模块虽然基带数字信号可以在传输距离不远的情况下直接进行传输，但传输远距离时，则需要调制信号频谱搬移到高频处才能进行信号的传输，根据传输的需要，可选择不用的传输模块进行信号的传输，从而能够有效的适用于信号的传输作业，进而有效的提高了信号传输的灵活性；
进一步的，小波分解模块3将接收到的信号在各个尺度上的小波系数设定一个阀值，若某尺度上的系数大于阀值，则认为其对应于放电信号，若小于阀值，则对应于噪声信号，且将噪音信号分成不同频系，为后续信号的重构提供基础，小波分解模块3包括低频系数阙值处理模块和高频系数阙值处理模块，通过选定小波基底和分解层数，从而能够对含噪声信号进行小波分解，得到高频细节系数或低频相似系数，小波分解模块3中通过分解得到的小波系数采用软阙值函数进行处理，小波分解先进行取样，是对信号进行预处理，若信号连续，则需要以能够捕获原信号必要细节的速率取样，接着对信号进行分解，信号取样后，通过多分辨率算法将信号进行逐步分解，从而能够得到高频细节系数或低频相似系数，由此，能够为后续信号的重构降噪提供便捷性，同时通过对干扰信号的再次区分，提高了信号检测的准确性，进而加强了对信号重构降噪的有效性；
更进一步的，小波重构降噪模块4将阈值处理得到新小波系数，接着利用小波逆变换进行重构后得到降噪后的信号，小波重构降噪模块4对得到的系数分别进行小波函数的乘积运算，得到每个系数的重构信号，将所得的重构信号进行叠加，得到重构的信号，从而得到了降噪后的信号，由此能够避免局放传感器在检测使用的过程中，受到干扰信号的影响，通过将干扰信号转变成放电信号，加强了局放传感器抗干扰的性能，同时有效的提高了局放传感器检测的准确性和效果，进而也有效的加强了局放传感器的实用性和有效性。
本发明还提供了一种局放传感器抗干扰方法，包括以下步骤：
S1，对外部的信号进行接收，接收信号后通过时频分析法对信号进行分析，从而使信号分为干扰信号或放电信号；
S2，对分离出的干扰信号通过噪音信号模块2进行传输，接着对干扰信号在不同尺度上的小波系数进行设置，从而能够再次区分信号的不同，进行精确的信号划分，使归于噪声信号的信号分成不同频系，以便于后续的信号重构；
S3，通过对不同频系的信号进行处理，从而能够得到新的小波系数，接着通过对系数进行运算，从而能够使每个系数进行重构，通过将所得的重构信号进行叠加，进而能够得到降噪后的信号。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种局放传感器抗干扰***，其特征在于，包括：
信号接收模块(1)，所述信号接收模块(1)是对信号的接收，通过特征图谱分类法对信号进行分析，通过分类技术将干扰信号与放电信号进行分离；
噪音信号模块(2)，将分离出的干扰信号进行传输；
小波分解模块(3)，将接收到的信号在各个尺度上的小波系数设定一个阀值，若某尺度上的系数大于阀值，则认为其对应于放电信号，若小于阀值，则对应于噪声信号，且将噪音信号分成不同频系，为后续信号的重构提供基础；
小波重构降噪模块(4)，所述小波重构降噪模块(4)将阈值处理得到新小波系数，接着利用小波逆变换进行重构后得到降噪后的信号。
2.根据权利要求1所述的一种局放传感器抗干扰***，其特征在于，所述采集模块(1)通过时频分析法确定采集到的信号是否准确，在确定信号的准确后通过特征图谱分类法对信号进行分析归类。
3.根据权利要求1所述的一种局放传感器抗干扰***，其特征在于，所述小波分解模块(3)包括低频系数阙值处理模块和高频系数阙值处理模块，通过选定小波基底和分解层数，从而能够对含噪声信号进行小波分解，得到高频细节系数或低频相似系数。
4.根据权利要求1所述的一种局放传感器抗干扰***，其特征在于，所述小波重构降噪模块(4)对得到的系数分别进行小波函数的乘积运算，得到每个系数的重构信号，将所得的重构信号进行叠加，得到重构的信号。
5.根据权利要求1所述的一种局放传感器抗干扰***，其特征在于，所述小波分解模块(3)中通过分解得到的小波系数采用软阙值函数进行处理。
6.根据权利要求1所述的一种局放传感器抗干扰***，其特征在于，所述时频分析法是对放电脉冲群中的每一个放电脉冲进行波形特征提取，并将其压缩到特征空间中作为此脉冲波形的特征向量。
7.根据权利要求6所述的一种局放传感器抗干扰***，其特征在于，所述波形特征提取过程中需在最大限度表征脉冲波形特征的前提下，含有最多的信息，从而使得高度相似的脉冲在特征空间中聚集在一起，然后将各子类内的全部放电脉冲的波形、时间序列转换为幅值、时间序列，再使用传统的方法对放电模式做出识别。
8.根据权利要求1所述的一种局放传感器抗干扰***，其特征在于，所述干扰信号和放电信号的波形特征有差异，不同类型放电信号的波形特征也存在差异。
9.根据权利要求1所述的一种局放传感器抗干扰***，其特征在于，所述噪音信号模块(2)包括基带传输模块、频带传输模块和载波模块，所述基带传输模块是按数据波的原样进行信号的直接传输，所述频带传输模块是采用调制、解调技术的传输方式，所述载波传输模块用于对信号的远距离传递。
10.根据权利要求1-9所述的任意一项所述的一种局放传感器抗干扰方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，对外部的信号进行接收，接收信号后通过时频分析法对信号进行分析，从而使信号分为干扰信号或放电信号；
S2，对分离出的干扰信号通过噪音信号模块(2)进行传输，接着对干扰信号在不同尺度上的小波系数进行设置，从而能够再次区分信号的不同，进行精确的信号划分，使归于噪声信号的信号分成不同频系，以便于后续的信号重构；
S3，通过对不同频系的信号进行处理，从而能够得到新的小波系数，接着通过对系数进行运算，从而能够使每个系数进行重构，通过将所得的重构信号进行叠加，进而能够得到降噪后的信号。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117554007A (zh) * | 2024-01-12 | 2024-02-13 | 陕西炬烽建筑劳务有限公司 | 一种桥梁伸缩缝测量装置 |
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2023
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Cited By (2)
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| CN117554007B (zh) * | 2024-01-12 | 2024-03-26 | 陕西炬烽建筑劳务有限公司 | 一种桥梁伸缩缝测量装置 |
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