电缆局部放电定位波前时刻算法的对比研究.pdf

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1、研究与开发电缆局部放电定位波前时刻算法的对比研究郑腾飞侯虎成唐明陈社强汪之昊(1．国网浙江兰溪市供电公司，浙江兰溪321100；2．西安交通大学电气X-程学院，西安710049)摘要本文基于AIC法、能量法、Gabor法、相位法以及阈值法计算高频脉冲信号的波前时刻，以波形起始时刻与相对误差为指标，分析高频正弦波、方波、高斯脉冲以及锯齿波脉冲等不同脉冲波形对算法的影响。并采用不同频率的正弦波高频单脉冲，对比分析上述5种算法在不同频率下的准确性。对比实验结果表明，在上述两种对比实验的情况下，AIC法的性能较为优越。关键词：阈值法；能量法；AI

2、C法；Gabor法；波前时刻TheComparativeStudyontheMethodsofPartialDischargeLocationbyTime—of-ArrivalAlgorithmZhengTengfeilHouHuchengiTangMing2ChenSheqiangiWangZhihaoi(1．ZhejiangPowerGridCorpofLanxiPowerSupplyBureau，Lanxi，Zhejiang321100；2．SchoolofElectricalEngineering，Xi’anJiaotongUni

3、versity,Xi’an710049)AbstractBasedontheAICmethod，theenergymethod，theGabormethod，thephasemethodandthethresholdmethod，acomparativestudytoinvestigatethemostsuitablealgorithmwiththewavefrontpointandtherelativeerrorasthecriterionispresentedinthispaper．Moreover，thesinewavepulsew

4、ithdifferentfrequenciestoanalyzetheaccuracyoftheabovementionedalgorithmisadoptedinthispaper．Finally,themostappropriatealgorithmbasedontheabovecomparativestudyresultsisobtained．Keywords：threshholdmethod：energymethod；AICmethod；Gabormethod；timeofarival电缆中的局部放电脉冲频率范围宽，成分复杂，后通

5、过特定高频信号的正弦波、方波、高斯脉冲与不同频率信号的传播速度及衰减情况各不相同。由锯齿波等波形的单脉冲，以起始时刻以及相对误差于半导体屏蔽层在低频时相当于导体，阻抗远小于为指标，分析不同脉冲波形对波前时刻算法的影响。电缆绝缘的容抗；而高频时，半导体层相当于有着同时，本文采用不同频率的正弦波单脉冲，分析上大介电常数的绝缘体。导致电缆低频时的单位长度述算法在不同脉冲频率下的准确性。综合脉冲波形电容大于高频的单位长度电容，因此低频时的波速以及脉冲频率两种实验的对比结果，可得出性能较要小于高频时的波速，称之为色散现象。色散对局为优越的算法。部放

6、电幅值测量的影响较小，但对局部放电信号的l波前时刻计算算法波前时刻确定产生较大影响，最终影响局部放电源定位的精度【j珥J。I．I阈值法．波前时刻的确定，在很多需要定位的场合非常寻找信号虮的波前时刻时，首先定义一个阈值有用。文献[5]采用能量法、阈值法、Gabor法对高，在所采集信号中大于该阈值的第一个点即为脉压开关柜中的局部放电点进行定位。大量的研究采冲的波前时刻。阈值的选取规则为用能量法、阈值法、Gabor法、相位法等算法对电=√Pn(1)缆中局部放电信号的起始时刻进行计算，从而定位电缆中的局部放电点{】。式中，m为调节参数，尸n为噪声

7、功率。本文首先介绍AIC法、能量法、Gabor法、相阈值法曲线如图1所示，图中虚线为阈值曲线，位法以及阈值法确定信号波前时刻的基本原理。然阈值曲线与信号的第一个交点即为波前时刻。301胃l-I藏贰2o15年第9期研究与开发将脉冲单独提取，再进行分析。因此，在较小的时OO8间窗内，若只包含单个脉冲，则能量法的准确性可OO6O04有效提高。Sk信号的能量曲lI线如图2所示，从图中>迪0．02可见，图中曲线的全局最小值即为信号的波前时1擘0∑X刻。2-ol02，艮一OO4=-0O6-008．二＼图1阈值法曲线在精确度要求不高或现场噪声较小的场合

8、，可使用阈值法求波前时刻，该方法简单方便，效果较好。然而在信号幅值过小或背景噪声水平过高的情t／~ts况下，该方法的准确度会急剧下降。1．2能量法图2能量法曲线能量法的基本原理为：在信号到达时