一种消除避雷器漏电流信号中尖峰奇异信号的方法技术

本发明专利技术提供一种消除避雷器漏电流信号中尖峰奇异信号的方法，包括以下步骤：S1：采集避雷器漏电流信号；S2：基于差分法或周期对比法识别出所述避雷器漏电流信号中的尖峰奇异信号；S3：基于三次样条插值法消除所述避雷器漏电流信号中的所述尖峰奇异信号。本发明专利技术的方法能够简单快速地检测出这些干扰信号，并能够通过三次样条插值来消除干扰信号。

【技术实现步骤摘要】
一种消除避雷器漏电流信号中尖峰奇异信号的方法
本专利技术涉及一种消除避雷器漏电流信号中尖峰奇异信号的方法。
技术介绍
金属氧化物(MOA)避雷器是保证电力系统安全运行的重要设备之一。MOA避雷器在线监测系统是在线监测MOA避雷器运行状态的重要自动化系统，在MOA避雷器在线监测系统中避雷器漏电流及其相关联的阻性电流是需要长期在线监测的重要参数。正常工作的MOA避雷器的漏电流非常小，一般在几十微安到几十毫安之间，其阻性分量甚至只有几微安。一般测量MOA避雷器漏电流是通过零磁通电流互感器，进行模-数转换(A/D)，再由MCU进行交流信号数字处理。为了能够精确地测量较小的漏电流，会在交流采样的前端进行信号变换和调理，实际应用过程中，我们发现小电流工频采样过程中，会产生尖峰奇异干扰信号，其特征为在连续采样的某单个或两个采样点上会随机发生尖峰突变，如果不消除这些干扰信号会严重影响漏电流的测量精度；另一方面，避雷器漏电流中有丰富的谐波电流，许多在线监测算法需要用到这些谐波，因此，如果用通常的模拟或数字滤波器来滤掉这些尖峰突变干扰信号，会削弱了许多有用的信号。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种消除避雷器漏电流信号中尖峰奇异信号的方法，包括以下步骤：S1：采集避雷器漏电流信号；S2：基于差分法或周期对比法识别出所述避雷器漏电流信号中的尖峰奇异信号；S3：基于三次样条插值法消除所述避雷器漏电流信号中的所述尖峰奇异信号。具体地，采用差分法识别所述避雷器漏电流信号中的所述尖峰奇异信号时，进行以下步骤：S21：所述避雷器漏电流信号包括若干个采集点信号，将所述若干个采集点信号按时间顺序排为x1、x2、……、xn；S22：采用公式(1)对x1、x2、……、xn采集点信号值进行1，2……m阶差分处理得出值其中，k＝1，2……m；j＝1、2、3、……、n；S23：设定一个极限定值A，其中，A＞0，将差分处理得出的值与A进行比较，若则j点为尖峰奇异信号点。具体地，采用周期对比法识别所述避雷器漏电流信号中的所述尖峰奇异信号时，进行以下步骤：S24：所述避雷器漏电流信号包括N个周期，每个周期包括M个采集点信号，其中，第j个周期中第i个采集点信号表示为xi+j*M，其中，i＝1、2、……、M；j＝0、1、……、N-1；将N个周期中所有采集点信号进行分组，其中对每组记为Zi：{xi、xi+M、……、xi+(N-1)*M}，总计M组；S25：将Zi中两个最大值和两个最小值去掉，记为S26：将中内的数值进行算数平均值处理得到Bi；S27：对于每个Zi中的每个采样点xi+k进行判断是否满足|xi+k-Bi|＞γ＊|Bi|，其中，k＝0，M，……，(N-1)＊M；其中，γ为调整系数；若是，采样点xi+k为尖峰奇异信号点。具体地，基于三次样条插值法消除所述避雷器漏电流信号中的所述尖峰奇异信号时，进行以下步骤：S31：所述尖峰奇异信号为单点尖峰奇异信号，所述单点尖峰奇异信号为y0，信号采集的时间间隔为Δt，y0前后连续采样点为：{y-3、y-2、y-1、y0、y1、y2、y3}，令x1＝y-2，x2＝y2，h＝4Δt，x′1＝(y-1-y-3)/(2Δt)，x′2＝(y3-y1)/(2Δt)，代入公式(2)得到a、b、c、d；a＝x1、b＝x′1、c＝(3x2-3x1-hx′2-2hx′1)/h2、d＝(2x1-2x2+hx′1+hx′2)/h3(2)；S32：将得到a、b、c、d代入公式(3)，这里t1＝-2Δt，然后计算S(0)即为插值点，替换y0即消除了单点尖峰奇异信号；S(t)＝a+b＊(t-t1)+c＊(t-t1)2+d＊(t-t1)3(3)。具体地，基于三次样条插值法消除所述避雷器漏电流信号中的所述尖峰奇异信号时，进行以下步骤：S33：所述尖峰奇异信号为双点尖峰奇异信号，所述双点尖峰奇异信号为y0、y1，令x1＝y-2，x2＝y3，h＝5Δt，x′1＝(y-1-y-3)/(2Δt)，x′2＝(y4-y2)/(2Δt)代入(2)得到a、b、c、d；a＝x1、b＝x′1、c＝(3x2-3x1-hx′2-2hx′1)/h2、d＝(2x1-2x2+hx′1+hx′2)/h3(2)；S34：将得到a、b、c、d代入公式(3)，这里t1＝-2Δt，然后计算S(0)、S(Δt)即为插值点，分别替换y0和y1即消除了双点尖峰奇异信号；S(t)＝a+b＊(t-t1)+c＊(t-t1)2+d＊(t-t1)3(3)。本专利技术的有益效果是：本专利技术的方法能够简单快速地检测出这些干扰信号，并能够通过三次样条插值来消除干扰信号。附图说明图1是本专利技术中消除避雷器漏电流信号中尖峰奇异信号的方法的流程框图；图2是本专利技术中所采集的包含尖峰奇异信号、谐波的避雷器漏电流信号图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。见图1，本专利技术提供一种消除避雷器漏电流信号中尖峰奇异信号的方法，包括以下步骤：S1：采集避雷器漏电流信号；S2：基于差分法或周期对比法识别出所述避雷器漏电流信号中的尖峰奇异信号；在一个实施例中，采用差分法识别所述避雷器漏电流信号中的所述尖峰奇异信号时，进行以下步骤：S21：所述避雷器漏电流信号包括若干个采集点信号，将所述若干个采集点信号按时间顺序排为x1、x2、……、xn；S22：采用公式(1)对x1、x2、……、xn采集点信号值进行1，2……m阶差分处理得出值其中，k＝1，2……m；j＝1、2、3、……、n；S23：设定一个极限定值A，其中，A＞0，将差分处理得出的值与A进行比较，若则j点为尖峰奇异信号点；一般而言，在实际工作中只需要取m＝3即可，即进行1阶差分处理、2阶差分处理及3阶差分处理。对于任意连续可微信号函数f(x)，其一阶及以上导数是存在的，即f′(x)、f″(x)、……、f(n)(x)均存在；反之，对于信号函数f(x)在某点xi的一阶及以上所有导数均不存在，则信号函数f(x)在该点是不可微的，那么，信号函数f(x)在该点发生了突变。本专利技术的方法是基于以上的原理，众所周知，没有干扰的避雷器漏电流是可微分连续信号，其采样信号是一系列的离散点，本专利技术利用采样点信号的差分来代替导数，并将差分后得出的结果，来判别该采样点信号是否为尖峰奇异信号点。在一个实施例中，采用周期对比法识别所述避雷器漏电流信号中的所述尖峰奇异信号时，进行以下步骤：S24：所述避雷器漏电流信号包括N个周期，每个周期包括M个采集点信号，其中，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消除避雷器漏电流信号中尖峰奇异信号的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：采集避雷器漏电流信号；/nS2：基于差分法或周期对比法识别出所述避雷器漏电流信号中的尖峰奇异信号；/nS3：基于三次样条插值法消除所述避雷器漏电流信号中的所述尖峰奇异信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种消除避雷器漏电流信号中尖峰奇异信号的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：采集避雷器漏电流信号；
S2：基于差分法或周期对比法识别出所述避雷器漏电流信号中的尖峰奇异信号；
S3：基于三次样条插值法消除所述避雷器漏电流信号中的所述尖峰奇异信号。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体地，采用差分法识别所述避雷器漏电流信号中的所述尖峰奇异信号时，进行以下步骤：
S21：所述避雷器漏电流信号包括若干个采集点信号，将所述若干个采集点信号按时间顺序排为x1、x2、……、xn；
S22：采用公式(1)对x1、x2、……、xn采集点信号值进行1，2……m阶差分处理得出值其中，k＝1，2……m；j＝1、2、3、……、n；



S23：设定一个极限定值A，其中，A＞0，将差分处理得出的值与A进行比较，若则j点为尖峰奇异信号点。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用周期对比法识别所述避雷器漏电流信号中的所述尖峰奇异信号时，进行以下步骤：
S24所述避雷器漏电流信号包括N个周期，每个周期包括M个采集点信号，其中，第j个周期中第i个采集点信号表示为xi+j*M，其中，i＝1、2、……、M；i＝0、1、……、N-1；将N个周期中所有采集点信号进行分组，其中对每组记为Zi：{xi、xi+M、……、xi+(N-1)*M}，总计M组；
S25将Zi中两个最大值和两个最小值去掉，记为
S26：将中内的数值进行算数平均值处理得到Bi；
S27：对于每个Zi中的每个采样点xi+k进行判断是否满足|xi+k-Bi|＞γ*|Bi|，其中，k＝0，M，……，(N-1)*M；其中，γ为调整系数；若是，采样点xi+k为尖峰奇异信号点。

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【专利技术属性】
技术研发人员：刘劲，蒋周金，瞿诗琦，漆湘明，黄文彬，
申请(专利权)人：瑞斯康微电子深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44