基于FFT 功率谱和SVD 的局放窄带干扰降噪方法研究

袁玉昌，杨 姚，袁 庚，苏旭磊，尹豪杰，张梦楠

0 引言

局部放电检测作为一种可以有效检测电缆终端绝缘状态的方法，能够反映出电缆终端故障的严重程度并判断出故障类型[1]。然而，牵引变电所电缆终端在局部放电检测的过程中往往会受到现场复杂环境的干扰，包括交通噪声以及其他常见环境干扰等。电缆终端局放测试中的干扰主要分为以下3 种[2]：周期性窄带干扰、随机性脉冲干扰和白噪声干扰。其中，周期性窄带干扰主要来源于电网络内部及环境中的无线电广播等，其出现频率高，幅值大，常在时域内将局放信号湮没，且在频域范围内经常与局放信号混叠，对局放信号的检测影响较大。因此，对于周期性窄带干扰的抑制至关重要。目前针对窄带干扰的抑制方法，国内外学者已经进行了大量研究，主要有傅里叶分析[3]（Fast Fourier Transform，FFT）、小波包变换[4]等方法。针对傅里叶分析，文献[5]利用PD 信号与窄带干扰信号频窗能量比的不同，提出通过能量比对FFT功率谱预处理，再通过阈值对能量比进行处理，但该方法存在不同的染噪信号阈值选取难以自适应以及频窗选取存在误差的问题。文献[6]在此基础上提出采用局部能量比法，并使用模糊C-均值对局部能量比进行聚类，从而实现窄带干扰的自适应阈值选取，有效解决了上述问题，但其获取的PD信号发生了一定程度衰减和畸变。针对小波包变换法，文献[7]提出结合实小波包幅频特性和复小波相频特性的复小波变换法抑制窄带干扰，但当窄带干扰频率与PD 信号存在混叠时，去噪效果不理想。……