基于小波包去噪与EMD的故障电弧检测算法研究.docx

基于小波包去噪与EMD的故障电弧检测算法研究
基于小波包去噪与EMD的故障电弧检测算法研究
摘要：电弧故障是电气设备常见的故障类型之一，监测和检测电弧故障对设备的正常运行和人身安全至关重要。本文提出了一种基于小波包去噪与EMD的故障电弧检测算法。首先，利用小波包去噪算法对电信号进行去噪处理，降低噪声对故障电弧信号的影响。然后，采用EMD算法对去噪后的信号进行分解，得到多个困有故障电弧特征的分量。最后，通过特征提取和判定，实现对电弧故障的检测。实验结果表明，该算法能够有效地检测故障电弧，具有较高的准确性和稳定性。
1.引言
电弧故障是电气设备中常见的故障类型之一，由于其具有高温、高压、高能量等特点，往往会造成设备的损毁、火灾甚至人身伤害。因此，监测和检测电弧故障对设备的正常运行和人身安全至关重要。
2.相关工作
目前，对于电弧故障的检测方法有很多研究，常见的方法包括基于小波变换的方法、基于自适应滤波的方法等。然而，这些方法在去噪效果和信号分解方面存在一定的局限性，因此需要提出更有效的方法来解决这个问题。
3.小波包去噪算法
小波包去噪是一种常用的信号处理方法，通过分析信号的频率内容和时域特性，可以有效地降低噪声对信号的影响。本文采用小波包去噪算法对电信号进行去噪处理，首先将信号进行小波包分解，然后通过设定阈值来去除噪声，最后进行小波包重构得到去噪后的信号。
4.EMD算法
EMD算法是一种信号处理方法，它将信号分解成一系列困有不同频率特征的分量。该方法通过将信号分解成幅度逐渐减小的困有故障电弧特征的分量，从而实现对故障电弧的检测。通过EMD算法，可以获取到故障电弧的特征信息，并进行后续的处理和分析。
5.故障电弧检测算法
在去噪和分解得到了故障电弧信号的多个分量之后，需要进行特征提取和判定，从而实现对电弧故障的检测。本文采用了一种基于特征提取的方法，通过计算故障电弧信号的均值、方差等特征，并设置相应的阈值，来判断是否存在电弧故障。
6.实验结果与分析
本文通过实验验证了提出的故障电弧检测算法的有效性和性能。实验结果表明，该算法能够准确地检测到故障电弧，并具有较高的准确性和稳定性。与其他方法相比，本文提出的算法在去噪效果和信号分解方面具有明显的优势。
7.结论
本文提出了一种基于小波包去噪与EMD的故障电弧检测算法，该算法通过对电信号的去噪和分解，实现了对故障电弧的检测。实验结果表明，该算法具有较高的准确性和稳定性，可用于电气设备中故障电弧的检测和监测。
参考文献：
[1]ZhangY,YangK,LiS,etal.ArcfaultdetectioninLowvoltageelectricalsystemsusingwaveletpacketdecomposition[J].IEEETransactionsonPowerDelivery,2008,23(3):1414-1421.
[2]AydoreS,VenayagamoorthyGK.AComparativeStudyofCartandMRABasedMethodsforDetectionofArcFaultinPowerDistributionNetworks[C]//SixthInternationalConferenceonPowerEngineering,EnergyandElectricalDrives.2015:1477-1482.
[3]PhunchongharnP,WiroonsawatN,ChatthawornA.PowerQualityMonitoringonArcFaultProtectionforElectricalSafety[C]//201810thInternationalConferenceonKnowledgeandSmartTechnology(KST).IEEE,2018:254-257.