利用小波變換去除局部放電噪聲分析

2017-03-16 13:04:35程琳衣麗葵

山東工業技術 2017年3期

程琳+衣麗葵

摘要：針對現場中局部放電信號被強烈的噪聲所干擾，有時這些噪聲完全淹沒了局部放電信號，而傳統的小波變換去除噪聲的方法不能很好地去除噪聲信號這一問題。提出了改進小波變換消除局部放電噪聲的理論。

關鍵詞：局部放電；小波去噪；閾值去噪

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.180

0 引言

局部放電是導致電氣設備絕緣劣化的重要因素，因此局部放電在線監測對于及時準確地了解電氣設備的損壞狀況有著十分重要的意義。而現場中存在各種噪聲信號，使我們提取局部放電信號變得十分困難。處理采集到的局放信號的噪聲變得十分重要。

1 小波去噪的原理

1.1 小波變換

小波變換的時頻窗是可以由伸縮因子a和平移因子b來調節的，平移因子b，可以改變窗口在相平面時間軸上的位置，而伸縮因子b的大小不僅能影響窗口在頻率軸上的位置，還能改變窗口的形狀。小波變換對不同的頻率在時域上的取樣步長是可調節的，在低頻時，小波變換的時間分辨率較低，頻率分辨率較高：在高頻時，小波變換的時間分辨率較高，而頻率分辨率較低[2]。

1.2 小波去噪理論

從信號學的角度看，小波去噪是一個信號濾波的問題。盡管在很大程度上小波去噪可以看成是低通濾波，但由于在去噪后，還能成功地保留信號特征，所以在這一點上又優于傳統的低通濾波器。由此可見，小波去噪實際上是特征提取和低通濾波的綜合，其流程框圖如圖1所示。

2 局部放電數學模型

理論和實踐表明，局部放電信號為高頻信號，產生局部放電的物理過程時間很短，局部放電脈沖上升沿通常為幾到幾十納秒，下降沿為幾到幾十微秒。因此在理論分析中可用下面的數學模型等效，為一個脈沖波形：

（1）單指數衰減形式。

（2）雙指數衰減形式。

（3）單指數衰減震蕩形式。

（4）雙指數衰減震蕩形式。

其中用的比較多的是模式1和模式4所代表的信號模型，模式1可以代表局放信號的原始波形，而模式4代表了工程檢測中經常碰到的局放信號波形。

3 小波去噪仿真分析

模擬第四種數學模型，如圖2所示振幅為1mv，，，采樣頻率為1MHz。

通過仿真，我們可以清楚地看到改進算法后有效的去除了白噪聲，較舊的去噪方法有很大的優勢。