本發(fā)明屬于電力設(shè)備局部放電檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從白噪聲中提取局部放電射頻信號的小波包去噪方法，用于電力設(shè)備局部放電類型的識別。

背景技術(shù)：
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電力設(shè)備的絕緣材料是保證電力設(shè)備正常運行的重要組件，但是由于絕緣材料在強(qiáng)電場作用下老化或絕緣材料加工缺陷，在電力設(shè)備運行中絕緣材料內(nèi)部會出現(xiàn)局部放電，局部放電的發(fā)展會加速絕緣材料的老化，從而導(dǎo)致電力設(shè)備壽命縮短，所以必須盡早發(fā)現(xiàn)和識別局部放電的類型，采用措施減緩電力設(shè)備的老化。

局部放電射頻檢測技術(shù)能夠有效地耦合局部放電信號且能夠量化局部放電信號，但是由于現(xiàn)場電磁環(huán)境復(fù)雜，局部放電射頻信號往往中會夾雜大量的噪聲信號，其中白噪聲是一種主要的噪聲。如何有效的從白噪聲中提取局部放電射頻信號，對于繪制局部放電類型的識別譜圖、計算放電量有著重要的作用。目前從白噪聲提取局部放電的方法較多，但是往往模型或者計算過程復(fù)雜，從工程應(yīng)用角度出發(fā)，需要一個簡單快速有效的白噪聲去除方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是為了從白噪聲中提取局部放電射頻信號，提供了一種從白噪聲中提取局部放電射頻信號的小波包去噪方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

從白噪聲中提取局部放電射頻信號的小波包去噪方法，包括以下步驟：

1)對采集到的局部放電射頻信號進(jìn)行n層小波包分解，得到局部放電射頻信號小波包分解系數(shù)；

2)根據(jù)小波包分解系數(shù)計算噪聲閾值，并對小波包分解系數(shù)進(jìn)行硬閾值處理；

3)對硬閾值處理后的小波包分解系數(shù)進(jìn)行重建，得到去除白噪聲后的局部放電射頻信號。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，步驟1)中小波包分解使用的母小波為db2、db4以及db8。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，步驟1)中小波包分解層數(shù)n為2～5層。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，步驟2)的具體實現(xiàn)方法如下：

噪聲閾值計算公式為

${\mathrm{\λ}}_i=\frac{m_i}{k}\·\sqrt{2\·log\left(n_i\right)}---\left(1\right)$

其中λ_i表示每層的噪聲閾值，m_i表示每層的小波系數(shù)的中間值，n_i是每層中每組小波系數(shù)的個數(shù)，k為常數(shù)，根據(jù)公式(1)能夠求出第五層的噪聲閾值；

對小波包分解系數(shù)采用硬閾值處理，硬閾值的處理方法如下：

用噪聲閾值比較每個節(jié)點中的系數(shù)，小于該閾值的節(jié)點系數(shù)置零。。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，每層的小波系數(shù)的中間值m_i的求取方法如下：

按照小波系數(shù)從大到小排序，中間值m_i表示排在中間位置的數(shù)，如果是偶數(shù)個數(shù)，那么就是中間兩個數(shù)的平均值。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，噪聲閾值計算公式(1)中常數(shù)k的選取原則：k的取值范圍為0.6～0.7。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，k＝0.6745。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，步驟3)的具體實現(xiàn)方法如下：

對經(jīng)過硬閾值處理的第n層小波包分解系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)，得到去噪后的局部放電射頻信號。

本發(fā)明對比已有技術(shù)具有以下創(chuàng)新點：

本發(fā)明采用硬閾值處理能夠快速提取局部放電射頻信號，且提取后信號的幅值能夠滿足測量要求，且去噪后局部放電射頻信號不會在時間軸上發(fā)生移動，因此不影響局部放電識別譜圖的繪制。

進(jìn)一步，本發(fā)明通過統(tǒng)計大量局部放電射頻信號中包噪聲的特征，確定了噪聲閾值公式中的常數(shù)k的范圍為0.6～0.7，其中k＝0.6745時效果最好。

綜上所述，本發(fā)明快速有效地從白噪聲中提取局部放電射頻信號。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明方法采集的局部放電射頻信號；

圖2為本發(fā)明方法加入信噪比為30dB白噪聲的局部放電射頻信號；

圖3為本發(fā)明方法去除白噪聲后的局部放電射頻信號。

具體實施方式：

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做出進(jìn)一步的說明。

本發(fā)明的基本思想是對含有白噪聲的局部放電射頻信號進(jìn)行小波包分解，利用硬閾值對小波包系數(shù)進(jìn)行處理，再經(jīng)重構(gòu)得到去噪后的局部放電射頻信號，具體流程如下：

1)采集局部放電射頻信號(見圖1)，使用的示波器其帶寬為100MHz～3GHz，其采樣率為100MS/s，使用的傳感器為射頻電流傳器，其帶寬為100kHz～30MHz；對采集的局部放電信號加入信噪比30dB的噪聲，得到的局部放電信號如圖2所示；

2)對局部放電射頻信號進(jìn)行n層小波包分解，小波包分解使用的母小波為db2、db4以及db8，小波包分解層數(shù)n為2～5層；

3)計算中間值m_i：

按照小波系數(shù)從大到小排序，中間值表示排在中間位置的數(shù)，如果是偶數(shù)個數(shù)，那么就是中間兩個數(shù)的平均值。

4)確定噪聲閾值公式中常數(shù)k：k的取值范圍為0.6～0.7，本發(fā)明中優(yōu)選k＝0.6474；

5)計算第n層的噪聲閾值；

噪聲閾值計算公式為

${\mathrm{\λ}}_i=\frac{m_i}{k}\·\sqrt{2\·log\left(n_i\right)}---\left(1\right)$

其中λ_i表示每層的噪聲閾值，m_i表示每層的小波系數(shù)的中間值，n_i是每層中每組小波系數(shù)的個數(shù))，k為常數(shù)，根據(jù)公式(1)即可求出第五層的噪聲閾值；

6)對小波包進(jìn)行硬閾值處理，硬閾值的處理方法如下：

用噪聲閾值比較每個節(jié)點的系數(shù)，小于該閾值的節(jié)點系數(shù)置零；

7)對經(jīng)過硬閾值處理的第n層小波包系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)，得到去噪后的局部放電射頻信號，如圖3所示。