一种输电线路的微风振动震颤信号识别方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种输电线路的微风振动震颤信号识别方法及系统，包括：获取绝缘子的微风振动震颤信号；对绝缘子的微风振动震颤信号进行分解；根据分解后的绝缘子微风振动震颤信号分析绝缘子的磨损情况；本发明专利技术用于分析出振动信号的运动幅值以及震颤频率，根据其震颤运动幅值和频率的变化，可以分辨出绝缘子是否受到了损伤，为输电线路的绝缘子震颤防治提供技术参考。术参考。术参考。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路的微风振动震颤信号识别方法及系统


[0001]本专利技术属于电力传感器
，具体涉及一种输电线路的微风振动震颤信号识别方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]微风振动通常会危害输电线路的运行安全，这种间歇式的持续微风振动会引发绝缘子和导线的震颤运动，从而导致输电线路导线、金具的磨损。这种震颤运动会带来金具和导线等线路关键部件的故障，是线路运行维护的技术难点。
[0004]特别是内蒙古、黑龙江和新疆等风害区域，这种故障极为常见，这些地区有时也会经历低温以及其他恶劣天气，对输电线路绝缘子的震颤行为造成了更大的影响。自然界的间歇风害引发的空气湍流会推动线路的震颤运动，进而引起绝缘子震颤反应，瞬间出现幅值后消散，这种间歇性震颤行为会引发连接的导线和金具损伤，极端情况甚至会出现导线断线的情况，直接影响区域供电安全，另外，高速列车通过输电线路，也会导致导线和绝缘子的震颤行为，引发同样的问题。
[0005]针对这种间歇性震颤行为引发连接的导线和金具损伤，难以有效精准的识别到这种间歇性震颤行为，导致输电线路导线、金具的磨损，造成了一定的损失。
[0006]已有研究者用其来监测输电塔健康情况，效果极为明显，可检测高压输电塔的固有频率，将测得的固有频率与健康时的固有频率对比，可以分辨出高压输电塔是否受到了损伤。
[0007]而对于震颤信号的识别和分析来说，传统的信号处理方法，比如说傅里叶分析，对非线性、非平稳的信号进行分析时，得到的信号频谱反映的是整体信号中包含的某一频率分量的平均值。傅里叶变换不能反映信号瞬时频率随时间的变化情况，仅仅适用于分析平稳信号。对频率随时间变化的非平稳信号，傅里叶变换只能给出其总体效果，不能完整地把握信号在某一时刻的本质特征。
[0008]除此之外，目前有些学者还用了有限元法、用能量平衡法等方法来分析微风振动，但是有限元法有很大的缺陷导致其很难应用到工程实际，即其计算非常复杂，导致效率很低；而能量平衡法则也是因其数值分析方法的复杂性导致其无法较好地应用于现场实际，因此不值得取。

技术实现思路

[0009]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种输电线路的微风振动震颤信号识别方法及系统，本专利技术将理论分析与工程实践相结合，针对风害地区，以耐低温的加速度传感器来监测振动数据，利用经验模态分解方法和希尔伯特变换联合方法来分析微风振动对绝缘子振颤的影响，对属于非平稳信号的震颤信号的处理有着极好的效果，它是依赖信号本身自适
应的进行分解，能够表达信号的局部特征，可以有效的处理非平稳、非线性的数据。
[0010]根据一些实施例，本专利技术的第一方案提供了一种输电线路的微风振动震颤信号识别方法，采用如下技术方案：
[0011]一种输电线路的微风振动震颤信号识别方法，包括：
[0012]获取绝缘子的微风振动震颤信号；
[0013]对绝缘子的微风振动震颤信号进行分解；
[0014]根据分解后的绝缘子微风振动震颤信号分析绝缘子的磨损情况。
[0015]根据一些实施例，本专利技术的第二方案提供了一种输电线路的微风振动震颤信号识别系统，采用如下技术方案：
[0016]一种输电线路的微风振动震颤信号识别系统，包括：
[0017]信号获取模块，被配置为获取绝缘子的微风振动震颤信号；
[0018]信号分解模块，被配置为对绝缘子的微风振动震颤信号进行分解；
[0019]信号分析模块，被配置为根据分解后的绝缘子微风振动震颤信号分析绝缘子的磨损情况。
[0020]根据一些实施例，本专利技术的第三方案提供了一种计算机可读存储介质。
[0021]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一个方面所述的一种输电线路的微风振动震颤信号识别方法中的步骤。
[0022]根据一些实施例，本专利技术的第四方案提供了一种计算机设备。
[0023]一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一个方面所述的一种输电线路的微风振动震颤信号识别方法中的步骤。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0025]本专利技术利用经验模态分解方法和希尔伯特变换联合方法来分析微风振动对绝缘子振颤的影响，对属于非平稳信号的震颤信号的处理有着极好的效果，它是依赖信号本身自适应的进行分解，能够表达信号的局部特征，可以有效的处理非平稳、非线性的数据。
[0026]本专利技术提供的一种输电线路的微风振动震颤信号分析方法，采用理论分析与工程实践相结合的研究方法，对微风经过输电线路时引起的输电线路绝缘子震颤的影响进行了科学的评价，得到的相关结果可以提升输电线路运行安全水平。
[0027]本专利技术采用耐低温的加速度传感器，能够真实还原输电线路所在区域的实际情况，能够实现自然环境中微风通过输电线路时绝缘子震颤影响的有效分析，分析结果相对准确。
附图说明
[0028]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0029]图1是本专利技术的输电线路的微风振动震颤信号识别方法流程图；
[0030]图2是本专利技术实施例一所述的绝缘子震颤运动三维坐标示意图；
[0031]图3是本专利技术实施例一所述的输电线路的绝缘子微风振动震颤信号测试方法的流程图；
[0032]图4为本专利技术实施例一所述的绝缘子震颤运动分析流程图；
[0033]图5是本专利技术实施例一所述的绝缘子震颤瞬时频率曲线图；
[0034]图6是本专利技术实施例一所述的绝缘子震颤幅值曲线图。
具体实施方式：
[0035]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0036]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0037]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0038]在本专利技术中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本专利技术各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本专利技术中任一部件或元件，不能理解为对本专利技术的限制。
[0039]在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电线路的微风振动震颤信号识别方法，其特征在于，包括：获取绝缘子的微风振动震颤信号；对绝缘子的微风振动震颤信号进行分解；根据分解后的绝缘子微风振动震颤信号分析绝缘子的磨损情况。2.如权利要求1所述的一种输电线路的微风振动震颤信号识别方法，其特征在于，所述对绝缘子的微风振动震颤信号进行分解，具体为：通过经验模态分解方法对绝缘子的微风振动震颤信号进行分解，获取绝缘子的微风振动震颤信号的固有模态函数分量；对符合原始信号物理机制的固有模态函数分量进行希尔伯特变换，求出每个固有模态函数分量的瞬时幅值和每个固有模态函数分量的瞬时频率。3.如权利要求2所述的一种输电线路的微风振动震颤信号识别方法，其特征在于，所述通过经验模态分解方法对绝缘子的微风振动震颤信号进行分解，获取绝缘子的微风振动震颤信号的固有模态函数分量，具体为：步骤(1)：根据原始信号x(t)上下极值点，分别画出上、下包络线，得到max x(t)和min x(t)；步骤(2)：求上、下包络线的均值，画出均值包络线m(t)；步骤(3)：原始信号减均值包络线，得到中间信号h(t)＝x(t)
‑
m(t)；步骤(4)：判断该中间信号是否满足固有模态函数的两个条件，如果满足，该信号就是一个固有模态函数分量；如果不是，以该信号为基础，返回步骤(1)
‑
(4)。4.如权利要求3所述的一种输电线路的微风振动震颤信号识别方法，其特征在于，所述固有模态函数分量满足两个约束条件，即：在整个数据段内，极值点的个数和过零点的个数必须相等或相差最多不能超过一个；在任意时刻，由局部极大值点形成的上包络线和由局部极小值点形成的下包络线的平均值为零。5.如权利要求2所述的一种输电线路的微风振动震颤信号识别方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚鑫，安义岩，陈雅琦，李博，聂浩，周丽英，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：