中國報(bào)告大廳網(wǎng)訊，在10 kV井下供電網(wǎng)絡(luò)里，局部放電信號常被淹沒在?5 dB的強(qiáng)噪聲中，導(dǎo)致絕緣缺陷無法被提前識別。最新落地的ASFSSA-VMD-KSVD去噪鏈路，把信噪比一口氣拉到14.72 dB，均方根誤差壓至0.0496，歸一化互相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9621，為2025年礦用電纜狀態(tài)監(jiān)測劃出新的精度基準(zhǔn)。

  一、礦用電纜PD信號：在?5 dB噪聲里“撈”出有用脈沖

  《2025-2030年中國礦用電纜行業(yè)市場調(diào)查研究及投資前景分析報(bào)告》指出，鋁芯高壓礦用電纜在遭受錘擊缺陷后，PD脈沖幅度僅余5 mV，而背景高斯白噪聲與5個(gè)窄帶干擾疊加，信噪比低至?5 dB。傳統(tǒng)方法此時(shí)已無法分辨脈沖起點(diǎn)，造成絕緣劣化被誤判為“正常”，給礦用電纜埋下停工隱患。

  二、礦用電纜去噪鏈路：ASFSSA僅用3次迭代鎖定VMD最優(yōu)參數(shù)

  變分模態(tài)分解需要人為指定層數(shù)K與懲罰因子α，ASFSSA算法把最小包絡(luò)熵作為適應(yīng)度函數(shù)，通過混沌映射+螺旋飛行+長步長跳躍三重策略，第3次迭代即收斂到全局最優(yōu)：K=7、α=2300，而灰狼優(yōu)化需5次、改進(jìn)鯨魚優(yōu)化需4次，為礦用電纜后續(xù)分解贏得時(shí)間。

  三、礦用電纜IMF篩選：CMFDE值0.2683與0.2856被劃入“信號陣營”

  對7個(gè)IMF計(jì)算復(fù)合多尺度模糊散布熵，IMF1與IMF2的CMFDE分別為0.2683、0.2856，遠(yuǎn)低于其余分量的0.79以上，被判定為信號主導(dǎo);IMF3?IMF7歸為噪聲主導(dǎo)，直接進(jìn)入下一步字典學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)礦用電纜原始脈沖與干擾的首次分離。

  四、礦用電纜KSVD字典：0.1閾值硬切斷再削掉窄帶干擾

  對噪聲IMF構(gòu)建訓(xùn)練樣本，字典尺寸64×256，采用OMP算法求稀疏系數(shù)，隨后硬閾值0.1切除小系數(shù)，重構(gòu)后疊加。窄帶干擾能量由3.5 mV降至0.3 mV以下，白噪聲底下降6 dB，礦用電纜PD波形與原始無噪信號幾乎重合，歸一化互相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9621。

  五、礦用電纜對比驗(yàn)證：14.72 dB對9.36 dB，去噪幅度領(lǐng)先5.36 dB

  在相同?5 dB輸入條件下，灰狼優(yōu)化鏈路輸出SNR僅6.62 dB，改進(jìn)鯨魚優(yōu)化9.36 dB，而ASFSSA鏈路達(dá)到14.98 dB，領(lǐng)先第二名5.36 dB;RMSE由0.1206降至0.0435，NCC由0.913提升到0.9747，三項(xiàng)指標(biāo)同時(shí)刷新礦用電纜去噪紀(jì)錄。

  六、礦用電纜現(xiàn)場實(shí)測：10 kV終端缺陷檢測，去噪后脈沖幅值恢復(fù)至7.2 mV

  礦用電纜行業(yè)分析指出，實(shí)驗(yàn)室10 kV礦用電纜終端人為制造氣隙缺陷，采樣頻率50 MHz，示波器帶寬350 MHz。經(jīng)去噪后，PD脈沖幅值從3.1 mV恢復(fù)到7.2 mV，上升沿時(shí)間由45 ns縮短至22 ns，缺陷定位誤差≤0.5 m，滿足礦用電纜檢修“一次定位、一次開挖”的精益要求。

  七、礦用電纜行業(yè)落地：邊緣計(jì)算卡+5G回傳，單段電纜年檢成本降40%

  邊緣側(cè)部署Jetson Nano，推理時(shí)間18 ms;5G模組把特征數(shù)據(jù)回傳地面主站，年均節(jié)省人工巡檢12人次，單段千米級礦用電纜年檢成本由2.8萬元降至1.7萬元，下降40%，為2025年礦山智能化提供可復(fù)制模板。

  總結(jié)

  從?5 dB到14.72 dB，從0.1206到0.0436，從人工聽診到AI去噪，這組數(shù)據(jù)把礦用電纜局部放電監(jiān)測推向新高度：ASFSSA負(fù)責(zé)最快鎖定最優(yōu)參數(shù)，VMD完成信號與噪聲的第一次分家，KSVD再用字典學(xué)習(xí)把殘余窄帶干擾“掃地出門”。當(dāng)去噪后的脈沖波形與原始信號幾乎重疊，礦用電纜的絕緣缺陷就再也無處隱藏，2025年的井下供電網(wǎng)絡(luò)因此多了一層“透視眼”，讓停工風(fēng)險(xiǎn)提前曝光，讓安全生產(chǎn)多一道數(shù)字防線。

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