Page 78 - 无损检测2024年第九期

蒋 鹏，等：

基于光纤声发射的局部放电信号识别方法分析

图 3 局部放电信号采集平台
表1 4种局部放电信号的起始电压值 kV 表4 悬浮放电阶梯电压信号声发射参量

放电类型 起始电压值 电压/kV 计数 持续时间/µs 能量 幅值/dB
尖端放电 7.0 15.0 1.42 367.02 0.003 4 47.16
沿面放电 13.0 16.5 1.32 286.79 0.002 8 47.04
悬浮放电 14.5 18.0 1.66 449.14 0.003 5 47.09
气泡放电 6.0 19.5 1.71 330.84 0.003 1 47.21
21.0 1.66 406.34 0.003 3 47.00
不可听声信号。随后以0. 1倍起始电压为步长升高
电压，并每增加一次电压维持10 min，记录信号，每 表5 气泡放电阶梯电压信号声发射参量
种典型缺陷局部放电信号样本记录不少于500个， 电压/kV 计数 持续时间/µs 能量 幅值/dB
为后续局部放电识别训练和测试提供充足样本。 6.0 1.96 570.61 0.004 5 47.42

6.6 1.98 606.23 0.004 6 47.34
4种局部放电阶梯电压信号声发射参量如表2至表5
7.2 1.88 597.25 0.004 3 47.13
所示，其中沿面放电在14. 5 kV发生击穿现象，故将
7.8 1.76 579.70 0.004 1 47.14
沿面放电模型的升高电压步长减小为0. 3 kV。 8.4 1.82 592.57 0.004 1 47.22
表2 尖端放电阶梯电压信号声发射参量
可听声。而悬浮放电与气泡放电信号的声发射参量
电压/kV 计数 持续时间/µs 能量 幅值/dB
平均值并未随着施加电压的升高而有明显变化。
7.0 15.18 1 502.45 0.02 48.52
7.7 113.92 4 269.69 0.10 54.01 3 信号预处理
8.4 193.68 6 821.90 0.35 60.50
由上节可知，已采集的局部放电声发射信号幅
9.1 284.86 10 527.19 0.86 63.89
9.8 401.84 13 573.89 1.97 67.39 值均很低，以气泡放电信号的时域图为例，局部放电
信号基本淹没在了环境噪声中。因此要进行信号识
表3 沿面放电阶梯电压信号声发射参量
别必须进行去噪，以突出各类信号的特征。
电压/kV 计数 持续时间/µs 能量 幅值/dB
文章采取小波阈值去噪法对局部放电信号进行
13.0 39.62 2 449.40 0.041 51.88
去噪处理，该方法采用非线性操作，在处理含噪信号
13.3 38.72 2 282.78 0.039 51.89
13.6 67.74 3 618.47 0.069 53.32 时可以最大程度地保存原信号波形的边缘和不连续
13.9 78.12 4 275.38 0.081 53.93 部分，以保证信号不会失真 [14] 。小波阈值去噪算法
14.2 92.78 4 673.97 0.113 54.63
参数：母小波设置为db2，分解层数设置为5层，阈值
对4种典型缺陷局部放电信号的声发射参量进行 选取规则设置为Sqtwolog，阈值处理函数设置为软
统计分析可知，尖端放电与沿面放电声发射信号的各 阈值函数。去噪前后的信号对比如图4所示， 可知环
参量平均值随着施加电压的升高均有所提升，并且尖 境噪声已基本去除，信号的频率特征已经显示出来，
端放电信号在施加电压约为9. 1 kV时产生了细微的 频率值主要集中于20 kHz~250 kHz的低频范围内。

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2024 年 第 46 卷 第 9 期
无损检测