专利名称：一种局部放电信号的分离方法
技术领域：
本发明涉及一种局部放电信号处理方法，特别是涉及一种对局部放电信号分离的处理方法。
背景技术：
IEC60270标准对局部放电现象的定义是在高电压下固体或液体绝缘介质里仅被部分桥接的电气放电。对局部放电的检测和监视是非常重要的，因为局部放电现象通常是高电压设备绝缘击穿的前兆，一旦绝缘击穿，将造成巨大的停电和维修损失。在电力系统领域里，电力设备生产厂家和电力运营企业的运行人员都一直在为提高自身的质量控制过程而不懈努力，用以保护其最有价值的资产如发电机、电动机、变压器、GIS和电缆系统等。使用恰当的方法和手段对局部放电进行正确的检测和评估已经成为整个质量控制过程的一个重要构成部分。局部放电分析的难点在于检测和识别pc (皮库)范围内的非常微小的放电，而测试电压可能却高达几十万伏，并且还经常存在严重的外部干扰噪声，它们来自于相邻的高压设备发出的电晕，或者是其它无线电干扰。噪声有时看起来跟真实的局部放电是很相似的。并且随着电力电子元器件的广泛使用，这些干扰噪声即使是在测试环境较好的工厂里也会普遍存在。传统的局部放电识别手段是使用幅值/相位图来识别不同的局部放电故障。通常使用这种方法需要丰富的经验和知识的积累。并且当存在外部噪声和有多个放电源同时存在时使用这种方法识别不同的放电源将变得十分困难。特别是在测试旋转电机时，局部放电信号会通过容性和感性串扰耦合到相邻相的绕组上，这时如果使用传统的幅值/相位图方法会得到混叠有噪声、放电信号和串扰信号的复合图谱，这对于识别属于单独电源的放电类型是十分不利的。
发明内容
为了克服现有分析方法在存在干扰噪声和有多个放电源同时存在时不能把放电信号与噪声分开和不能识别单个放电源的放电类型的不足，本发明提出了一种局部放电信号的分离方法，该方法可以从含噪声的信号源中分离出局部放电信号，并且可以分离出属于单独放电源的局部放电信号。本发明解决上述技术问题的技术方案是一种局部放电信号分离的方法是在同一次测试时同时测试三组局部放电信号作为局部放电信号输入，从三组信号中选取属于同一次放电或噪声的三个不同大小的信号， 将这属于一次放电或噪声的三个不同大小的信号分别映射到三维欧氏空间中的三个不同维度上，映射时大小不变，在三维空间中选取一个子空间区域，即认定落在此子空间区域内的信号属于真实的局部放电信号，或认定落在此子空间区域内的信号是属于一个独立放电源的信号，然后选取三组信号中的某一组为分离组作为待输出的分离结果的信号，如果一次放电或噪声的信号落在选择的子空间区域内，则输出分离组同时刻的信号，如果没有落在选择的子空间区域内则屏蔽分离组同时刻的信号，输出和屏蔽结果即为最终的分离结果。通过上述方法即完成了对不同放电源局部放电信号和噪声信号的分离操作。本发明的有益效果是通过利用每个单独放电源的信号在三维欧氏空间中汇聚成一小簇和噪声信号在三维欧氏空间中沿体对角线汇聚成条带型的现象，在三维欧氏空间中进行相应的筛选即可从含噪声的信号源中分离出局部放电信号，并且可以分离出属于单独放电源的局部放电信号，从而可以绘制出属于单独放电源的幅值/相位图，这对于识别属于单独电源的放电类型是十分有利的。
图1是本发明在一次测试时同时测试三组局部放电信号，从中选取属于同一次放电或噪声的三个不同大小的信号的示意图。图中一号局部放电源1，噪声2，二号局部放电源3，一号信号组4，二号信号组5， 三号信号组6。图2是本发明将属于一次放电或噪声的三个信号分别映射到三维欧氏空间中的三个不同维度上，映射时大小不变的示意图。图中一号局部放电源1，噪声2，二号局部放电源3，一号信号组4，二号信号组5， 三号信号组6，三维欧氏空间7。图3是本发明在三维空间中选取一个子空间区域，即认定落在此子空间区域内的信号是真实的局部放电信号或是噪声干扰信号的示意图。图中子空间区域8，信号经过映射后落在欧氏空间的位置9。图4是本发明选取三组信号中的某一组作为分离组，如果一次放电或噪声的信号落在选择的子空间区域内，则输出分离组同时刻的信号，如果没有落在选择的子空间区域内则屏蔽分离组同时刻的信号的示意图。图中一号局部放电源1，噪声2，二号局部放电源3，一号信号组4，二号信号组5， 三号信号组6，三维欧氏空间7，子空间区域8，经过映射后落在子空间区域的信号9-1，经过映射后没有落在子空间区域的噪声信号9-2，经过映射后没有落在子空间区域的二号局部放电信号9-3，被屏蔽的噪声10-1，被屏蔽的二号局部放电源10-2。
具体实施例方式以下通过具体实施方式
，结合附图对本发明作进一步说明。如图1所示，在同一次测试时分别通过三个信号组进行测量，分别为一号信号组 4、二号信号组5、三号信号组5，从这三组测量信号中选取属于同一次放电或噪声的三个不同大小的信号，分别为一号局部放电源1的信号、噪声2的信号、二号局部放电源3的信号。如图2所示，将属于一次放电或噪声的三个不同大小的信号分别映射到三维欧氏空间7中的三个不同维度上，这次映射时大小不变，即原信号的大小与映射后对应维度的大小是相等的。如图3所示，在三维欧氏空间7中选取一个子空间区域8，认定落在此子空间区域 8内的映射后信号是真实局部放电信号，或认定落在此子空间区域内的信号是噪声干扰信号。以此作为判定噪声和真实局部放电的判据
如图4所示，利用一号信号组4，二号信号组5，三号信号组6同时对局部放电信号进行测量，当放电信号被测量之后(如一号局部放电源1)，则把其映射到三维欧氏空间7 中去，这其中，经过映射后落在子空间区域的信号9-1则认为此信号是局部放电信号，并最终输出该信号；而经过映射后没有落在子空间区域的噪声信号9-2和经过映射后没有落在子空间区域的2号局部放电信号9-3则会被屏蔽，最终显示为被屏蔽的噪声10-1，被屏蔽的 2号局部放电源10-2。如果信号经过映射后落在欧氏空间的位置9落到子空间区域8则认为此信号是局部放电信号，并最终输出该信号。如果没有落到子空间区域8，就将其定义为被屏蔽分离组信号10。
权利要求
1. 一种局部放电信号分离的方法，其特征在于，在同一次测试时同时测量三组局部放电信号作为局部放电信号输入，从三组局部放电信号中选取属于同一个放电或噪声的三个大小不同信号，将这些属于一个放电或噪声的三个大小不同信号，分别映射到三维欧氏空间中的三个不同维度上，映射时大小不变，在三维空间中选取一个子空间区域，即认定落在此子空间区域内的信号属于真实的局部放电信号，或认定落在此子空间区域内的信号是属于一个独立局部放电源的信号，然后选取三组信号中的一组为分离组作为待输出的分离结果的信号，如果一次放电或噪声的信号落在所选子空间区域内，则输出该分离组的信号，如果没有落在选择的子空间区域内则屏蔽此分离组，最终的输出和屏蔽结果即为分离结果， 通过上述方法即完成了对不同局部放电源局部放电信号和噪声信号的分离操作。
全文摘要
本发明公开了一种局部放电信号分离的方法。在同一次测试时分别通过三个信号组进行测量，从三组信号中选取属于同一次放电或噪声的三个不同大小的信号，将这属于一次放电或噪声的三个不同大小的信号分别映射到三维欧氏空间中的三个不同维度上，映射时大小不变。在三维空间中选取一个子空间区域，即认定落在此子空间区域内的信号属于真实的局部放电信号，或认定落在此子空间区域内的信号是属于一个独立局部放电源的信号，然后选取三组信号中的某一组作为分离组，如果一次放电或噪声的信号落在选择的子空间区域，则输出分离组同时刻的信号，如果没有落在选择的子空间区域内则屏蔽分离组同时刻的信号，输出和屏蔽结果即为最终的分离结果。本发明方法可以从含噪声的信号源中分离出局部放电信号，并且可以分离出属于单独放电源的局部放电信号。
文档编号G01R31/12GK102495337SQ20111038055
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者唐捷, 许飞, 赵坚, 陈智勇, 韦巍, 黄金剑 申请人:广西电网公司电力科学研究院