一种泄露电流的分离计算方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力传输控制领域，特别是一种泄露电流的分离计算方法。
【背景技术】
[0002]绝缘的交流泄漏电流中含周期分量，也经常包含很陡的脉冲分量，二者均含有体现绝缘状况的信息，有多种基于泄漏电流的绝缘分析需要对周期分量和脉冲分量进行分析，如果不能将二者进行准确分离，必将影响基于泄漏电流的外绝缘分析的效果。数字滤波和非滤波方式可实现对周期性分量和脉冲分量的分离。滤波方法通过滤除脉冲分量从而获得周期性分量，原理简单实现容易，该方法对待分离的两部分没有频率重叠时能达到较好效果。但脉冲分量的频谱分布非常广泛，周期性分量也有多次谐波所组成，而基于滤波的方式，尤其是基于频域的方法仅能获得某一频段内的信号作为分析所得的周期性分量，这样所得的周期性分量中必然舍弃了部分周期性分量，同时又保留了部分脉冲分量，在一定程度上影响分离的效果。而非滤波方式通过阈值判断电流中是否有脉冲，有则用无脉冲的信号替换。该方法原理简单、实现容易，在信号中周期分量周期性强且脉冲分量与周期分量区别明显时具有很好的效果。但实际中存在的脉冲放电幅值有大有小，当有较小幅值的脉冲放电发生在电流的非峰值区时，根据信号的最大幅值来判断该周期内是否发生放电就存在一定的难度，尤其要实现自动阈值则难度更大。因此，绝缘泄漏电流中周期分量与陡脉冲分量的分离有待于进一步研究。绝缘的交流泄漏电流中含周期分量，也经常包含很陡的脉冲分量，二者均含有体现绝缘状况的信息，有多种基于泄漏电流的绝缘分析需要对周期分量和脉冲分量进行分析，如果不能将二者进行准确分离，必将影响基于泄漏电流的外绝缘分析的效果。滤波方法通过滤除脉冲分量从而获得周期性分量，原理简单实现容易，该方法对待分离的两部分没有频率重叠时能达到较好效果。但脉冲分量的频谱分布非常广泛，周期性分量也有多次谐波所组成，而基于滤波的方式，尤其是基于频域的方法仅能获得某一频段内的信号作为分析所得的周期性分量，这样所得的周期性分量中必然舍弃了部分周期性分量，同时又保留了部分脉冲分量，在一定程度上影响分离的效果。而非滤波方式通过阈值判断电流中是否有脉冲，有则用无脉冲的信号替换。该方法原理简单、实现容易，在信号中周期分量周期性强且脉冲分量与周期分量区别明显时具有很好的效果。但实际中存在的脉冲放电幅值有大有小，当有较小幅值的脉冲放电发生在电流的非峰值区时，根据信号的最大幅值来判断该周期内是否发生放电就存在一定的难度，尤其要实现自动阈值则难度更大。因此，绝缘泄漏电流中周期分量与陡脉冲分量的分离有待于进一步研究。
【发明内容】
[0003]针对上述【背景技术】中提到的现有滤波方法只能对部分频段滤波的不足，本发明提出了一种泄漏电流分离计算方法。
[0004]为达到上述目的，本发明包括以下步骤:
步骤1:用特定元件获得绝缘的交流泄漏电流信号； 步骤2:通过第一指定方法以设定长度的滤波窗对绝缘的交流泄漏电流信号进行滤波得到第一信号序列；并以该第一指定方法以设定长度一半的滤波窗对第一信号序列再一次滤波，得到第二信号序列；
步骤3:通过第二指定方法对第二信号序列进行计算，得到第三信号序列；
步骤4:通过绝缘的交流泄漏电流信号和第三信号序列的差值得到第四信号序列；对第四信号序列进行判断，得到第五信号序列，则第五信号序列为陡脉冲分量；
步骤5:绝缘的交流泄漏电流信号和第五信号序列的差值为周期分量。
[0005]所述指定元件为无感电阻或罗氏线圈。
[0006]所述第一指定方法通过53H算法进行计算。
[0007]所述第二指定方法为平滑滤波器测量法。
[0008]所述通过第二指定方法对第二信号序列进行计算的公式为:
S3(i) = 0.25S2(1-l)+0.5S2(i)+0.25S2(i+l)
2 ^ i ^ N-l S3(i) = S2(i)i = l，N
其中:
S3(i)为第三信号序列；
S2(i)为第二信号序列； i为信号序列的序号；
N为泄漏电流信号总长度。
[0009]所述对第四信号序列进行判断，得到第五信号序列的过程为:
步骤4.1:获得第4信号序列中幅值为0的信号点所对应的位置信息组成的数组a(i)，
i = 1,2,......，L，L为信号幅值为0的次数；
步骤4.2:若a(i)和a(i+l)之间的脉冲信号序列的绝对值的最大值大于等于设定的阈值，此最大值为陡脉冲，则保留此段脉冲信号；否则不属于陡脉冲，对应脉冲信号置0。
[0010]本发明的优点有:本发明的优点有:
(1)能有效分离交流泄漏电流中的陡脉冲和周期分量
由于陡脉冲即为突变点，本发明通过53H算法可有效识别突变点，且考虑了脉冲的特征，采用基于自适应阈值法，有效识别出了真正的陡放电脉冲，陡脉冲和周期分量得到了有效的分离。
[0011](2)适用能力强
因为53H算法均能有效发现突变点，无论脉冲的幅值是大还是小，放电位置是在峰值还是在较小值上，本发明均能将陡脉冲分量与周期分量很好分离。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的流程图；
图2为实验原理图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0014]结合图1图2所示，本发明的技术方案是包括以下步骤:
步骤1:用无感电阻或罗氏线圈获得绝缘的交流泄漏电流信号，记为S ；
步骤2:通过53H算法对泄露电流的信号进行滤波，得到信号Si ；
步骤3:S2=S-S1，对S2进行处理获得放电脉冲分量，记为S3 ；
步骤4:S4=S-S3, S4即为分离得到的周期分量；
步骤5:绝缘的交流泄漏电流信号和第五信号序列的差值为周期分量。
[0015]其中，该53H算法，2个滤波窗长度可调，并不固定为5和3。对S2进行处理时假设脉冲是从过零点开始，然后幅值增加到峰值后再减少经过零点，根据此获得独立的脉冲。放电脉冲幅值大于临界值Ipc时认为该脉冲为陡放电脉冲。临界值Ipc为一个与绝缘的交流泄漏电流信号的幅值的均值成正比的量。
[0016]所述通过第二指定方法对第二信号序列进行计算的公式为:
S3(i) = 0.25S2(1-l)+0.5S2(i)+0.25S2(i+l)
2 ^ i ^ N-l S3(i) = S2(i)i = l，N
其中:
S3(i)为第三信号序列；
S2(i)为第二信号序列； i为信号序列的序号；
N为泄漏电流信号总长度。
[0017]所述对第四信号序列进行判断，得到第五信号序列的过程为:
步骤4.1:获得第4信号序列中幅值为0的信号点所对应的位置信息组成的数组a(i)，
i = 1,2,......，L，L为信号幅值为0的次数；
步骤4.2:若a(i)和a(i+l)之间的脉冲信号序列的绝对值的最大值大于等于设定的阈值，此最大值为陡脉冲，则保留此段脉冲信号；否则不属于陡脉冲，对应脉冲信号置0。
[0018]通过以上计算方法，能有效分离交流泄漏电流中的陡脉冲和周期分量。由于陡脉冲即为突变点，本发明通过53H算法可有效识别突变点，且考虑了脉冲的特征，采用基于自适应阈值法，有效识别出了真正的陡放电脉冲，故，陡脉冲和周期分量得到了有效的分离。且该方法适用能力强。因为53H算法均能有效发现突变点，无论脉冲的幅值是大还是小，放电位置是在峰值还是在较小值上，本发明均能将陡脉冲分量与周期分量很好分离。
[0019]本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种泄露电流的分离计算方法，其特征是该方法包括以下步骤: 步骤1:用特定元件获得绝缘的交流泄漏电流信号； 步骤2:通过第一指定方法以设定长度的滤波窗对绝缘的交流泄漏电流信号进行滤波得到第一信号序列；并以该第一指定方法以设定长度一半的滤波窗对第一信号序列再一次滤波，得到第二信号序列； 步骤3:通过第二指定方法对第二信号序列进行计算，得到第三信号序列； 步骤4:通过绝缘的交流泄漏电流信号和第三信号序列的差值得到第四信号序列；对第四信号序列进行判断，得到第五信号序列，则第五信号序列为陡脉冲分量； 步骤5:绝缘的交流泄漏电流信号和第五信号序列的差值为周期分量。2.根据权利要求1所述的一种泄漏电流的分离计算方法，其特征是:所述特定元件为无感电阻或罗氏线圈。3.根据权利要求1所述的一一种泄漏电流的分离计算方法，其特征是:所述第一指定方法通过53H算法进行计算。4.根据权利要求1所述的一种泄漏电流的分离计算方法，其特征是:所述第二指定方法为平滑滤波器测量法。5.根据权利要求1所述的一种泄漏电流的分离计算方法，其特征是:所述通过第二指定方法对第二信号序列进行计算的公式为:S3(i) = 0.25S2(1-l)+0.5S2(i)+0.25S2(i+l) 2 ^ i ^ N-l S3(i) = S2(i)i = l，N 其中: S3(i)为第三信号序列； S2(i)为第二信号序列； i为信号序列的序号； N为泄漏电流信号总长度。6.根据权利要求1所述的一种泄漏电流的分离计算方法，其特征是:所述对第四信号序列进行判断，得到第五信号序列的过程为: 步骤4.1:获得第4信号序列中幅值为0的信号点所对应的位置信息组成的数组a(i)，i = 1,2,......，L，L为信号幅值为0的次数； 步骤4.2:若a(i)和a(i+l)之间的脉冲信号序列的绝对值的最大值大于等于设定的阈值，此最大值为陡脉冲，则保留此段脉冲信号；否则不属于陡脉冲，对应脉冲信号置0。
【专利摘要】本发明公开了一种泄露电流的分离计算方法，包括以下步骤：步骤1：用特定元件获得绝缘的交流泄漏电流信号；步骤2：通过第一制定方法得到第二信号序列；步骤3：通过第二指定方法对第二信号序列进行计算，得到第三信号序列；步骤4：通过绝缘的交流泄漏电流信号和第三信号序列的差值得到第四信号序列；对第四信号序列进行判断，得到第五信号序列，则第五信号序列为陡脉冲分量；步骤5：绝缘的交流泄漏电流信号和第五信号序列的差值为周期分量。采用该计算方法能有效分离交流泄漏电流中的陡脉冲和周期分量，且计算方法的适用能力强。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105426649
【申请号】CN201410477086
【发明人】王皓, 范晶晶, 陈凌
【申请人】国家电网公司, 沁阳市电业综合公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2014年9月18日