矿用高压电缆局部放电去噪方法研究
张小牛1
李冲1
张培举1
刘鹏1
马星河2
1.平顶山天安煤业股份有限公司,河南 平顶山 4670002.河南理工大学,河南 焦作 454000
摘要：矿用高压电缆在煤矿供电系统中发挥着至关重要的作用,矿用高压电缆的稳定运行直接关系到整个矿井井下电气设备的正常运行,矿用电缆的绝缘水平是主要影响因素.在电缆长期连续运行过程中,由于环境和电气等影响因素,其绝缘性能逐渐恶化,直至发生绝缘击穿,对煤矿的安全生产构成威胁.局部放电(Partial Discharge,PD)是监测矿用高压电缆绝缘状态的主要手段之一,但煤矿现场对PD信号的监测容易受到噪声的干扰.针对该问题,提出了一种霜冰优化算法,通过优化变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)结合奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的方法对PD信号进行降噪处理.首先,通过霜冰优化算法(Rime-Ice Optimization Algorithm,RIME)优化VMD,通过最小包络熵(Minimum Envelope Entropy,Min-EE)获得最优参数K和α;然后,通过VMD获得本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),利用模糊散布熵(Fuzzy Dispersion Entropy,FuzzyDispEn)确定IMF的性质,从而区分有效信号分量和噪声分量,对分类后的噪声主导分量通过SVD方法进行去噪,保留有效信号分量;最后,将通过SVD去噪后的噪声主导信号分量和有效信号分量进行重构,从而完成降噪流程.通过与同类型的蝴蝶优化算法(Butterfly Optimization Algorithm,BOA)、灰狼优化算法(Grey Wolf Optimizer,GWO)进行去噪对比试验,通过仿真试验以及现场局部放电试验降噪对比效果图并计算去噪后信号的信噪比(SNR)、归一化相关系数(NCC)、均方误差(RMSE),来判断RIME-VMD-SVD、GWO-VMD-SVD、BOA-VMD-SVD 3 种方法去噪效果的优劣;结果表明,所提方法对含噪PD信号降噪有效,能够去除矿用高压电缆PD信号中的噪声分量,对保证煤矿供电系统的安全稳定运行具有实际意义.
关键词：煤矿供电系统局部放电矿用高压电缆变分模态分解奇异值分解模糊散布熵霜冰优化算法
分类号：TM855(高电压技术)
资助基金：河南省重点科技攻关资助项目(182102310936)
论文发表日期：2025-12-20
在线出版日期：2025-12-29（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 230-238 )
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