基于改进CFSFDP算法的变频谐振下电缆局部放电脉冲分离方法
发布时间：2021-04-11 01:23
变频串联谐振耐压是电力电缆交接试验中最常用的试验方法之一,但其无法检出潜伏性缺陷,而局部放电（partial discharge, PD）测试作为一种检测潜伏缺陷有效手段在变频串联谐振条件下又面临强干扰问题。为此提出了一种变频串联谐振下的电缆局部放电脉冲分离方法。该方法首先基于二阶包络线进行脉冲提取,并采取阈值策略剔除部分干扰;然后对脉冲频域及时域波形特征量进行提取,并利用基于改进的密度峰值快速搜索与聚类算法（clustering by fast search and find of density peaks,CFSFDP）对其进行自适应聚类及离散噪声剔除,从而实现局放脉冲与干扰信号的分离;最后将聚类结果返回至时域单波及局放相位分布（phase resolved partial discharge, PRPD）谱图,进一步判别局放信号簇。实验室测试结果表明,该方法可在变频电源强干扰下实现局放信号的分离与检出,为实现电力电缆谐振耐压与局放同步测试提供了一种可行的解决思路。
【文章来源】：高电压技术. 2020,46(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
变频式串联谐振原理图
基于上述条件，进一步分析变频电源干扰脉冲单波信号特征。图3(a)、3(b)为谐振条件下单个干扰信号与工频电压下单个局放信号时域波形图，图3(c)、3(d)分别为统计500个归一化干扰信号和局放信号的频谱均值曲线，阴影面积代表频谱标准差大小。干扰脉冲特征为：信号幅值较大，振荡增大一个周波后开始振荡衰减，频谱上表现为存在双频率峰值且标准差较大；而局放脉冲幅度小，呈指数衰减趋势，频谱上呈单一频率峰值点且波动幅度小，表明单一局放波形较变频电源干扰脉冲更为稳定。对比发现，干扰信号与局放信号时频域差别较明显，从中提取特征量会得到不错的分类效果。2 变频串联谐振PD信号分离策略
设原始数据序列为XN×1,Xi为信号幅值，N为原始数据长度。首先对原始数据进行去均值并取绝对值，连续搜索两次极大值，得到序列Vpeak，再对序列Vpeak进行线性插值得到长度为N的二阶包络线序列VN×1。2）脉冲边沿搜索
【参考文献】：
期刊论文
[1]热塑性电力电缆绝缘材料:历史与发展[J]. 黄兴溢,张军,江平开. 高电压技术. 2018(05)
[2]长距离电力电缆多谐振系统耐压试验方法的优化[J]. 曹京荥,陈杰,周志成,胡利斌,李陈莹,谭笑. 高电压技术. 2018(05)
[3]GIS局部放电特高频信号波形分析与特征参量提取[J]. 朱明晓,薛建议,邵先军,邓军波,张冠军,何文林. 高电压技术. 2017(12)
[4]挤包绝缘高压直流电缆的发展[J]. 钟力生,任海洋,曹亮,赵薇,高景晖. 高电压技术. 2017(11)
[5]新型基于反射系数谱的电力电缆局部缺陷定位方法[J]. 谢敏,周凯,赵世林,何珉,张福忠. 电网技术. 2017(09)
[6]电力电缆资产的状态评估与运维决策综述[J]. 周承科,李明贞,王航,周文俊,鲍玉川,唐泽洋. 高电压技术. 2016(08)
[7]硅橡胶/胶联聚乙烯界面金属颗粒沿面放电严重程度的评估[J]. 常文治,阎春雨,李成榕,毕建刚,葛振东. 电工技术学报. 2015(24)
[8]以电场特征理解电缆终端气隙的局部放电发展机理[J]. 万利,周凯,李旭涛,吴科. 高电压技术. 2014(12)
[9]高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J]. 周远翔,赵健康,刘睿,陈铮铮,张云霄. 高电压技术. 2014(09)
[10]电缆接头尖刺缺陷局部放电发展过程的研究[J]. 常文治,李成榕,苏錡,葛振东. 中国电机工程学报. 2013(07)
硕士论文
[1]电缆局部放电高频信号的提取及处理技术研究[D]. 张讥培.西南交通大学 2018
[2]基于现场交接试验的高压电缆交流耐压及局放技术应用研究[D]. 王一波.华北电力大学 2014
本文编号：3130685
【文章来源】：高电压技术. 2020,46(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
变频式串联谐振原理图
基于上述条件，进一步分析变频电源干扰脉冲单波信号特征。图3(a)、3(b)为谐振条件下单个干扰信号与工频电压下单个局放信号时域波形图，图3(c)、3(d)分别为统计500个归一化干扰信号和局放信号的频谱均值曲线，阴影面积代表频谱标准差大小。干扰脉冲特征为：信号幅值较大，振荡增大一个周波后开始振荡衰减，频谱上表现为存在双频率峰值且标准差较大；而局放脉冲幅度小，呈指数衰减趋势，频谱上呈单一频率峰值点且波动幅度小，表明单一局放波形较变频电源干扰脉冲更为稳定。对比发现，干扰信号与局放信号时频域差别较明显，从中提取特征量会得到不错的分类效果。2 变频串联谐振PD信号分离策略
设原始数据序列为XN×1,Xi为信号幅值，N为原始数据长度。首先对原始数据进行去均值并取绝对值，连续搜索两次极大值，得到序列Vpeak，再对序列Vpeak进行线性插值得到长度为N的二阶包络线序列VN×1。2）脉冲边沿搜索
【参考文献】：
期刊论文
[1]热塑性电力电缆绝缘材料:历史与发展[J]. 黄兴溢,张军,江平开. 高电压技术. 2018(05)
[2]长距离电力电缆多谐振系统耐压试验方法的优化[J]. 曹京荥,陈杰,周志成,胡利斌,李陈莹,谭笑. 高电压技术. 2018(05)
[3]GIS局部放电特高频信号波形分析与特征参量提取[J]. 朱明晓,薛建议,邵先军,邓军波,张冠军,何文林. 高电压技术. 2017(12)
[4]挤包绝缘高压直流电缆的发展[J]. 钟力生,任海洋,曹亮,赵薇,高景晖. 高电压技术. 2017(11)
[5]新型基于反射系数谱的电力电缆局部缺陷定位方法[J]. 谢敏,周凯,赵世林,何珉,张福忠. 电网技术. 2017(09)
[6]电力电缆资产的状态评估与运维决策综述[J]. 周承科,李明贞,王航,周文俊,鲍玉川,唐泽洋. 高电压技术. 2016(08)
[7]硅橡胶/胶联聚乙烯界面金属颗粒沿面放电严重程度的评估[J]. 常文治,阎春雨,李成榕,毕建刚,葛振东. 电工技术学报. 2015(24)
[8]以电场特征理解电缆终端气隙的局部放电发展机理[J]. 万利,周凯,李旭涛,吴科. 高电压技术. 2014(12)
[9]高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J]. 周远翔,赵健康,刘睿,陈铮铮,张云霄. 高电压技术. 2014(09)
[10]电缆接头尖刺缺陷局部放电发展过程的研究[J]. 常文治,李成榕,苏錡,葛振东. 中国电机工程学报. 2013(07)
硕士论文
[1]电缆局部放电高频信号的提取及处理技术研究[D]. 张讥培.西南交通大学 2018
[2]基于现场交接试验的高压电缆交流耐压及局放技术应用研究[D]. 王一波.华北电力大学 2014
本文编号：3130685
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