[发明专利]基于频谱能量分布概率的直流局部放电信号分类识别方法

权利要求书

1.一种基于频谱能量分布概率的直流局部放电信号分类识别方法，依次进行模型搭建步骤、数据采集步骤、平滑降噪处理步骤、频谱划分步骤、分布概率求取步骤，其特征在于，所述模型搭建步骤为高压直流电源及直流局部放电模拟、检测模型；所述数据采集步骤中，利用标准脉冲发生器对检测系统进行脉冲放电量幅值标定，读取该测量系统所显示信号幅值；所述平滑降噪处理部分，对高频耦合电流传感器采集到的原始局放脉冲波形，采用Savitzky-Golay算法进行降噪，所述频谱划分步骤中，采用直流局放脉冲波形频率特点对放电类型进行分类与识别；所述分布概率求取步骤中，计算得到各个频段的能量分布概率，并绘于能量分布概率图中。

2.根据权利要求1中所述的基于频谱能量分布概率的直流局部放电信号分类识别方法，其特征在于，所述高压直流电源及直流局部放电模拟、检测模型包括高压直流电源(1)、保护电阻(2)、电阻分压器(3)、油纸绝缘缺陷模型(4)、真空泵(5)、高频耦合电流传感器(6)、示波器(7)，所述高压直流电源(1)的一端接保护电阻(2)的一端，保护电阻(2)的另一端、电阻分压器(3)的一个固定端接油纸绝缘缺陷模型(4)的一端，电阻分压器(3)的另一个固定端、高压直流电源(1)的另一端接参考地，电阻分压器(3)的滑动端接示波器(7)的输入端，示波器(7)的输出端、油纸绝缘缺陷模型(4)的另一端接高频耦合电流传感器(6)，所述油纸绝缘缺陷模型(4)的内部与真空泵(5)连通。

3.根据权利要求1中所述的基于频谱能量分布概率的直流局部放电信号分类识别方法，其特征在于，所述数据采集步骤中，首先利用标准脉冲发生器对检测系统进行脉冲放电量幅值标定，由一个放电量已知并且可调节的脉冲信号源，以脉冲的形式将电荷注入高压电极，局放测量系统的增益调节至最大，调节触发值至脉冲电流信号水平，然后逐渐增加脉冲电流信号的幅值，直到该测量系统能够获取脉冲电流信号为止，继续增加脉冲源输出信号幅值，读取该测量系统所显示信号幅值。

4.根据权利要求1中所述的基于频谱能量分布概率的直流局部放电信号分类识别方法，其特征在于，拟合得到的放电幅值-放电强度关系式为Q＝0.77477+0.06794U-3.81892×10^-5U²。

5.根据权利要求1中所述的基于频谱能量分布概率的直流局部放电信号分类识别方法，其特征在于，在直流电压下，将出现局部放电时施加在试品两端的电压定义为局部放电起始电压，采用阶梯升压法确定试品直流局放起始电压。

6.根据权利要求1中所述的基于频谱能量分布概率的直流局部放电信号分类识别方法，其特征在于，所述平滑降噪处理步骤中，考虑一组以n＝0为中心的2M+1个数据，用如下多项式进行拟合

其最小二乘拟合的残差为：

利用卷积运算来求取拟合多项式的常数项，即对输入数据进行加权平均：

对上式求偏导数，则有：

化简后可得：

式中，i＝0,1,...,N，令A＝{a_ni},a_ni＝nⁱ,-M≤n≤M,0≤i≤N,B＝A^T·A，则有：

Ba＝A^T·Aa＝A^Tx (1.7)

a＝(A^T·A)^-1·A^Tx＝Hx (1.8)

H即为所求卷积系数。