基于小波变换提取局部放电脉冲特征的影响因素分析

针对局部放电测量中存在的缓变窄带噪声，采用小波变换技术来提高局部放电脉冲，通过计算机模拟，着重分析了基于小波变换提取局部放电脉冲特征的各种影响因素，并在此基础上了用小波变换方法提取场测试局部放电脉冲信号，研究结果表明：利用小波变换能有效地从窄带噪声中提取电泳的特征。     

采用独立成分分析的局部放电脉冲双通道提取技术研究

简单介绍了独立成分分析(ICA)基本模型的假设、含混性问题及模型估计的等变化性.根据局部放电脉冲序列幅值的超高斯分布特性以及实际工况下的其他条件,得出了将ICA基本模型用于强背景白噪声下微弱局部放电脉冲信号提取的可行性.针对IEC60270规定的标准脉冲电流法,基于双通道超宽带检测,对试品放电状态下的脉冲提取进行了仿真,对直流下油纸绝缘针板模型进行局部放电实验,并给出直流下局部放电脉冲提取的ICA含混性消除方法.实验结果表明,该方法能够提取出被白噪声完全淹没的局部放电脉冲信号,可以恢复出局部放电波形之间相对幅值关系和单个脉冲波形以及脉冲极值所对应的时间点等重要局部放电信息.     

局部放电脉冲群的实用快速分类技术及应用

对108/s高速采样率获取的超宽带局放脉冲波形-时间序列,使用等效时频法提取了局部放电脉冲群的波形特征参数,并研究了模糊C均值聚类算法的特性及其在局部放电脉冲波形特征向量参数处理中的应用.基于GIS的局部放电试验数据处理表明:由等效时频特征提取和模糊C均值聚类分析组成的局部放电脉冲群快速分类技术可以对多个局部放电源构成的脉冲群进行准确分类.这为研制基于单个脉冲的局部放电超宽带检测与模式识别系统提供了实用的脉冲群快速分类技术.     

以复小波变换系数为特征量的局放模式识别

复小波变换在时域和频域都具有表征信号局部特征的能力,且复小波变换提供了独有的相位信息.文中对4种典型绝缘缺陷产生的局部放电脉冲波形进行复小波变换,用模糊聚类的方法分别对各尺度复小波系数的实部R、虚部I以及复合信息系数R|I|聚类分析,将聚类的能量作为模式识别的特征量.通过大量的实验获得放电样本,用构建的BP神经网络作为分类器,对4种典型绝缘缺陷产生的局部放电进行了有效识别,结果表明:从复小波的复合信息系数R|I|中提取的特征量优于从实部R、虚部I以及实小波系数中提取的特征量.     

油纸绝缘中局部放电的超宽频特性研究

利用超宽频带技术对油纸绝缘局部放电的特性进行了研究,分析了电极形状、绝缘形状、绝缘材料类型对放电脉冲特性的影响,以及脉冲随外加电压的变化。研究结果表明：油纸绝缘中的局部放电脉冲与电极的形状关系不大,但随绝缘材料的不同而不同;在一定电压范围内,放电脉冲的形状变化不大,且其峰值变化具有较强的随机性;当外施电压超过某一范围时,放电脉冲的形状将产生明显的变化,波形不再惟一,脉冲的峰值也逐渐增大。研究结果对于利用放电脉冲波形特征进行模式识别和剔除外来干扰具有一定的理论价值和工程应用的参考意义。     

雷电冲击电压下油纸绝缘气隙模型的局部放电测量与分析

介绍了冲击电压下油纸绝缘气隙局部放电的机理与过程,构建了油纸绝缘气隙模型,设计了冲击电压下油纸绝缘气隙局部放电的测量系统,采用ORIGIN数值分析软件进行局部放电脉冲的分析与处理,并分析了冲击电压下局部放电主脉冲及波尾多次脉冲的波形特征,探讨了雷电冲击电压下油纸绝缘气隙模型的局部放电起始电压和平均放电重复率等参数性质.试验结果表明:油纸绝缘气隙模型在雷电冲击电压下的局部放电脉冲分为波头时间的主放电脉冲和波尾时间的多次低幅值脉冲,冲击电压的等效频率很高,在测量信号中存在一个幅值很高的由容性电流引起的电压信号叠加在局部放电信号之上,要进行滤波处理;冲击电压波形的随机性与局部放电信号的随机性导致冲击电压下的局部放电信号分散性很大,需要采用统计的方法进行分析.这些试验结论为油纸绝缘类电力设备绝缘状态评估奠定了基础.     

局部放电脉冲波形数字测量与分析系统

为检测局部放电快速变化的脉冲电流波形及根据波形进行放电模式识别工作 ,研制了一套数字测量与分析系统。系统硬件部分包括宽带信号检测器件、高速数字示波器等。实测着重考虑了高压测量中的屏蔽 ,高速采集系统的带宽 ,以及放电实验样品的多样性等因素。结果证明该测量系统具有灵敏度高 ,测量准确 ,对脉冲波形畸变小等优点 ,可用于测量局部放电脉冲波形。系统软件的采样程序能够通过人机界面完成对示波器的通信与控制 ,数据的人工或自动采集 ,波形绘制与打印 ,数据的二进制、ASCII码、图形文件保存及文件间转化。系统软件的数据处理程序能够完成对波形的检出和特征量的提取。特征提取中应用了包括自回归模型在内的多种方法。采用前馈神经网络对不同的放电模式进行了识别。研究结果表明 ,利用局部放电的脉冲波形可以识别不同模式的放电     

复小波提取强电磁干扰环境中的局部放电信号方法

在现有文献研究结果的基础上，系统地分析了局部放电信号与电磁干扰的相位信息特征，通过对实小波与复小波消除电磁噪声干扰的机理研究，发现复小波可将局放信号特征更好地从强干扰中提取出来。研究结果表明：研究局部放电在线监测时，采用复小波的分析方法能够更全面、更详细地获得原信号特征信息，实测数据证实复小波比实小波分析效果更好。     

高压交联聚乙烯电缆附件局部放电特性分析

构建了110 kV电缆中间接头内部4种典型绝缘缺陷物理模型,通过建立电缆附件局部放电(partial discharge,PD)试验研究平台,获取不同绝缘缺陷模型下的放电数据,并构造了三维放电图谱,分析了单次脉冲的时频域特征及放电统计特性.试验结果显示,在起始放电阶段各缺陷下的放电脉冲波形比较稳定,时频特性有明显差异,其随机性主要表现为脉冲峰值的波动,而放电区间、放电重复率等统计特征也有很大不同,这些特征可用作放电类型识别的依据.     

直流下油中局部放电脉冲波形测量与特性分析

在简述直流下局部放电模型及其检测方法之后,设计了直流下局部放电试验以及具有超宽频率响应的脉冲波形测量系统.为了验证测试电路具有足够的频率响应范围,利用方波源产生的陡下降沿对测量电阻进行了校验,同时对直流下空气中电晕放电波形进行了测量,结果均表明该系统满足试验要求.在上述工作基础之上,构造了6种油纸绝缘模型以模拟换流变压器的典型缺陷,并利用该测量系统获取了缺陷模型在直流下的大量放电脉冲波形.试验结果分析表明,直流下变压器油中放电稳定,放电脉冲不存在振荡分量和过冲,放电规律与阐述的直流下局部放电模型一致,不同放电波形的特征参数均有差别.这些特性为直流下局部放电类型识别提供了试验依据.     

On-Line Partial Discharge Monitoring and Diagnostic System for Power Transformer

This paper introduces a computerized on-line partial discharge （PD） monitoring and diagnostic system for transformers. The system, which is already in use in a power station, uses wide-band active transducers and a data acquisition unit with modularized and exchangeable components. The system software is a power equipment monitoring and diagnostic system, which is based on the component object model, and was developed for monitoring multiple parameters in multiple power supply systems. The statistical characteristics of PDs in power transformers were studied using 7 experimental models for simulating PDs in transformers and 3 models for simulating interfering discharges in air. The discharge features were analyzed using a 3-D pattern chart with a three-layer back-propagation artificial neural network used to recognize the patterns. The results show that PDs in air and oil can be distinguished. The model can be used for interference rejection on-line monitoring of partial discharge in transformers.     

基于门限值小波包变换抑制局部放电白噪干扰

分析了局部放电在线监测系统中局部放电信号及白噪干扰小波变换特征，局部放电信号在大部分尺度上具有较大的幅度，而白噪声信号随尺度的增加而迅速趋于零，从而对信号在各个尺度上的小波系数设定一个门限，如果某尺度上的系数大于门限，则认为它对应于局部放电信号，否则对应于噪声信号。提出了用基于门限值的小波包变换方法从白噪中提取局部放电信号的方法。实测数据分析结果表明，经此法处理后信噪比明显提高，可用于在线监测局部放电信号中白噪干扰的抑制。     

High sensitivity, fast speed and self-powered ultraviolet photodetectors based on ZnO micro/nanowire networks

Ultraviolet(UV) photodetectors(PDs) based on ZnO micro/nanowire(MNW) networks with Pt contacts have been fabricated on glass substrates. The PDs exhibited a high photosensitivity(5 103) for 365 nm UV light with a fast recovery time(0.2 s) at a reverse bias voltage of 2 V. The light induced modulation of Schottky barrier and MNW–MNW junction barrier was employed to account for the results. It was also observed that the PD had a high on–off ratio of 800 without external bias. The photovoltaic effect was proposed to explain the self-powered phenomenon.     

抑制局部放电混合干扰的浮阈值量化算法

由于局部放电(PD)信号与含有的混合干扰(白噪和窄带)在能量分布频段上存在明显差异,根据小波包变换各节点分解系数能够有效反映被分析信号能量变化的特点,建立一种以反映PD信号分解系数中噪声能量为判据的浮阈值量化算法,使得最优基下各节点阈值随相应节点分解系数中信号噪声强度的变化而变化,自适应地决定各节点最佳阈值选择,以实现对PD信号分解系数更精细划分。通过对含有混合干扰的仿真与实测PD信号的小波包最优分解,分别用传统全局阈值量化算法与笔者建立的浮阈值量化算法进行了干扰抑制效果的对比,结果表明：后者具有更强的抑制混合干扰的能力,且混合干扰抑制前后PD信号波形相似度更高。     

A comprehensive consideration of bias voltage and temperature to extract the intrinsic frequency response of photodiodes

Frequency response is one of the most important characteristics of photodiode (PD). The upper limitation of the bandwidth of a PD is determined by its intrinsic frequency response. Based on the extraction method to extract the intrinsic frequency response, we take a further study to analyze the impact of the reverse bias voltage and the temperature on the frequency response of PDs. With the help of physical model, the experimental data and fitted results based on the reverse bias voltage and temperature separately are discussed, then the most reliable intrinsic frequency response of a PD is obtained.     

哌啶衍生物抗氧化作用结构-活性关系的理论阐释

哌啶衍生物(piperidine derivatives, 简称PDs)是一类新型抗氧化剂,具有较强的抑制脂质过氧化的能力.实验测得PDs的活性顺序为SH取代产物＞NH2取代产物＞OH基取代产物.本文用密度泛函理论(density function theory, 简称DFT)方法B3LYP/ 6-31G(d,p)计算了X-H(X＝O,N,S)键的解离焓(bond dissociation enthapies, 简称BDEs)以阐明PDs的结构-活性关系.结果表明,X-H BDEs的顺序是O-H＞N-H＞S-H.鉴于BDEs与抗氧化剂活性呈负相关,因此X-H BDEs的差异圆满解释了PDs的活性顺序,而前者又源于X原子电负性的差异,这提示实践中可以考虑用SH取代OH以进一步提高酚类抗氧化剂的活性.此外,本文还比较了半经验量子化学方法AM1和B3LYP/ 6-31G(d,p)对不同取代的PDs结构优化的效果,发现AM1方法对OH取代物的优化效果最好,对NH2,SH取代物优化效果较差.     

一种抑制PD白噪干扰的有效复合信息技术

根据局部放电(partial discharge,PD)信号与白噪干扰经复小波变换后的不同特点,利用复小波变换后实部、虚部的简单信息构造出一种抑制白噪干扰的实、虚部组合序列的有效复合信息,分析该复合信息中序列幂指数对PD去噪性能的影响,并用去噪前后描述信号波形相似参数(normalized correlation coefficient,NCC),结合信噪比(signal to noise ratio,SNR),对用复小波变换去噪后的效果进行综合评价,给出不同的局部放电波形对应的复合信息序列幂指数值,最后,用所构造的db4复小波对仿真和实测PD信号进行了去噪。研究结果证明了在众多的复合信息中,复小波变换实、虚部组合序列的复合信息能有效抑制PD白噪干扰,畸变小,在-7 dB的强噪声中,提取PD信号的NCC和SNR仍高达0.918 6和17.42 dB,有利于PD检测。     

电缆局部放电检测中周期性窄带干扰的抑制

局部放电检测系统由于覆盖了比较宽的频带,采集到的信号中会不可避免地包括背景噪声或干扰信号,针对局部放电检测中比较严重的周期性窄带干扰信号,介绍了现有的抑制此类干扰的方法。研究了基于db4小波基的软阈值小波包变换去除周期性窄带干扰的方法,在实验室环境下,对交联聚乙烯（XLPE）电缆的局部放电进行检测,用小波包变换去除所采集波形的周期性窄带干扰,由试验结果可以得出小波包变换抑制周期性窄带干扰效果良好．     

一种用于复小波变换的有效系数阈值

构造了用于抑制局部放电信号中白噪声的复小波,并分析了现有几种小波阈值的不足,根据局部放电的小波变换系数具有模极大值的特点,提出了有效小波系数阈值法．用有效小波系数阈值法对4种模拟局部放电信号和实验室实测局部放电信号进行去噪研究,并与史坦的无偏似然估计阈值法和极大极小原理选择阈值法进行了比较,结果表明有效小波系数阈值法具有自适应功能,抑制白噪声比较彻底。提取的局部放电信号失真较小．     

采用高阶累积量的环网柜局部放电在线检测

根据环网柜的绝缘缺陷,设计3种典型的局部放电模型,搭建局部放电试验平台.借助射频电流传感器获取局部放电混合信号,经过放大和高速A/D采样后,将信号送入微型计算机进行处理.采用四阶累积量作为局部放电特征量,抑制随机噪声干扰,提高信噪比.通过Otsu算法确定检测判据,实现局部放电的在线检测.将检测算法移植到现场可编程门阵列(FPGA)上,研发环网柜局部放电在线检测装置.试验结果表明:该装置能够适应较强的噪声环境,且具有良好的实时检测效果.