專(zhuān)利名稱(chēng)：設(shè)備局部放電檢測(cè)的干擾抑制方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種設(shè)備局部放電檢測(cè)的干擾抑制方
法與裝置。
背景技術(shù)：
氣體絕緣開(kāi)關(guān)GIS(Gas Insulated Switchgear)是電網(wǎng)設(shè)備的重要組成部分，它數(shù)量大，在城市電網(wǎng)中應(yīng)用廣泛。GIS結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)內(nèi)部微小絕緣缺陷非常敏感，容易導(dǎo)致絕緣擊穿的嚴(yán)重事故，常規(guī)的巡視無(wú)法有效了解設(shè)備的運(yùn)行狀況；由于GIS的全封閉性，現(xiàn)場(chǎng)檢修環(huán)境要求高，拆裝工作量大，停電時(shí)間長(zhǎng)，檢修費(fèi)用昂貴。GIS的免維護(hù)運(yùn)行年限為15年左右，發(fā)生故障的時(shí)間絕大部分處于剛投入運(yùn)行及臨近壽命時(shí)。我國(guó)每年有大量新GIS投入運(yùn)行，也陸續(xù)有一些GIS達(dá)到規(guī)定的免維護(hù)運(yùn)行年限。如何保證這些設(shè)備的安全運(yùn)行，同時(shí)避免不必要的停電檢修，節(jié)省檢修費(fèi)用，這是GIS運(yùn)行中面臨的重要問(wèn)題。而局部放電超高頻UHF (Ultra HighFrequency)在線檢測(cè)技術(shù)的推廣應(yīng)用對(duì)于預(yù)判GIS的健康狀況，避免電網(wǎng)重大設(shè)備事故的發(fā)生，保證GIS的安全運(yùn)行、提高設(shè)備檢修和維護(hù)效率具有積極的意義和良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。此外，目前UHF局部放電在線檢測(cè)技術(shù)還廣泛應(yīng)用于電力變壓器、電力電纜等高壓電氣設(shè)備的局部放的檢測(cè)與監(jiān)測(cè)。 UHF局部放電檢測(cè)具有良好的抗電暈干擾能力，因此本身即作為一種抗干擾手段應(yīng)用于局部放電的檢測(cè)。局部放電UHF在線檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐表明由于設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)往往存在復(fù)雜的電磁環(huán)境，有較多的隨機(jī)性寬帶、窄帶干擾源，如手機(jī)信號(hào)、無(wú)線電或電視信號(hào)、汽車(chē)馬達(dá)、導(dǎo)線電暈、現(xiàn)場(chǎng)施工電焊機(jī)及照明光源、高壓出線端部的懸浮性放電、臨近設(shè)備上的放電等等，這些都對(duì)高壓電力設(shè)備局放現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)造成嚴(yán)重影響。因此，對(duì)于如何抑制這些和局放信號(hào)有頻帶重疊的干擾并提高檢測(cè)靈敏度，成為UHF檢測(cè)法現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的瓶頸。 為保證檢測(cè)靈敏度，國(guó)內(nèi)外已有的產(chǎn)品在硬件上有采用寬帶放大/檢波處理的方式，這種方式對(duì)于手機(jī)、窄帶通訊信號(hào)抑制效果不佳。特別對(duì)于強(qiáng)烈干擾環(huán)境，由于系統(tǒng)始終記錄和采集干擾信號(hào)，根本無(wú)法進(jìn)行正常的有效信號(hào)提取和分析診斷；另一類(lèi)產(chǎn)品在硬件上采用窄帶選頻方式抑制窄帶干擾，但是其問(wèn)題在于某些類(lèi)型局部放電(如GIS盆式絕緣子表面或內(nèi)部缺陷引發(fā)的放電)UHF信號(hào)較弱，危險(xiǎn)性卻很大，這種窄帶方式在檢測(cè)靈敏度方面存在較大不足；并且對(duì)于設(shè)備外部某些放電型干擾(如空氣套管上的懸浮性、顆粒性放電)，其頻譜與設(shè)備內(nèi)的局部放電頻譜覆蓋范圍幾乎是相同的，選頻的方式對(duì)這種干擾沒(méi)有抑制效果。 在相關(guān)的技術(shù)方案中，無(wú)法有效抑制檢測(cè)環(huán)境中存在的各種干擾，針對(duì)如何抑制檢測(cè)環(huán)境中存在的各種干擾的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)備局部放電檢測(cè)的干擾抑制方法和裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法有效抑制檢測(cè)環(huán)境中存在的各種干擾的問(wèn)題。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種設(shè)備局部放電檢測(cè)的干擾抑制方法。 本發(fā)明的設(shè)備局部放電檢測(cè)的干擾抑制方法包括同時(shí)檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部
的超高頻信號(hào)；同步比較檢測(cè)到的所述設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的強(qiáng)度；根據(jù)所
述強(qiáng)度的大小關(guān)系確定設(shè)備內(nèi)部的超高頻信號(hào)中屬于所述設(shè)備外部干擾的部分。 優(yōu)選地，在同時(shí)檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)之前，所述方法還包括確
定所述設(shè)備的外部噪聲的脈沖的類(lèi)型和所確定類(lèi)型的脈沖的占空比，根據(jù)所述類(lèi)型和所述
占空比來(lái)設(shè)定從所述設(shè)備內(nèi)部檢測(cè)超高頻信號(hào)的檢測(cè)模式。 優(yōu)選地，所述檢測(cè)模式包括寬帶檢波模式和窄帶選頻模式。 優(yōu)選地，確定所述設(shè)備的外部噪聲的脈沖的類(lèi)型包括對(duì)所述設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的脈沖與預(yù)選的窄帶檢波波形進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算得到相關(guān)系數(shù)；根據(jù)所述相關(guān)系數(shù)確定所述設(shè)備的外部噪聲的脈沖的類(lèi)型。 優(yōu)選地，同步比較檢測(cè)到的所述設(shè)備內(nèi)部和所述設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的強(qiáng)度包
括根據(jù)所述檢測(cè)所使用的傳感器的靈敏度，對(duì)從所述設(shè)備內(nèi)部或所述設(shè)備外部檢測(cè)到的
超高頻信號(hào)的幅值作出調(diào)整；同步比較調(diào)整之后的幅值，得到所述強(qiáng)度的大小關(guān)系。 優(yōu)選地，對(duì)從所述設(shè)備內(nèi)部或所述設(shè)備外部檢測(cè)到的超高頻信號(hào)的幅值進(jìn)行調(diào)整
包括從所述設(shè)備內(nèi)部和所述設(shè)備外部與模擬信號(hào)源相同的距離處分別測(cè)量所述模擬信號(hào)
源產(chǎn)生的信號(hào)的幅值；根據(jù)分別測(cè)量得到的所述模擬信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)的幅值調(diào)整從所述
設(shè)備內(nèi)部或所述設(shè)備外部檢測(cè)到的超高頻信號(hào)的幅值。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種設(shè)備局部放電檢測(cè)的干擾抑制裝置。 本發(fā)明的設(shè)備局部放電檢測(cè)的干擾抑制裝置包括第一檢測(cè)模塊和第二檢測(cè)模塊，分別用于檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)；比較模塊，用于比較檢測(cè)到的設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的強(qiáng)度；分析模塊，用于根據(jù)所述強(qiáng)度的大小關(guān)系確定設(shè)備內(nèi)部的超高頻信號(hào)中屬于設(shè)備外部干擾的部分。 優(yōu)選地，所述裝置還包含確定模塊，用于確定所述設(shè)備的外部噪聲的脈沖的類(lèi)型和所確定類(lèi)型的脈沖的占空比；所述第一檢測(cè)模塊還用于在預(yù)設(shè)模式下檢測(cè)設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的模式，所述預(yù)設(shè)模式對(duì)應(yīng)于所述確定模塊確定的結(jié)果。 優(yōu)選地，所述確定模塊包括計(jì)算子模塊，用于將設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的脈沖與預(yù)選的窄帶檢波波形進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算；確定子模塊，用于根據(jù)所述相關(guān)運(yùn)算得到的結(jié)果確定所述設(shè)備的外部噪聲的脈沖的類(lèi)型。 優(yōu)選地，所述比較模塊包括調(diào)整子模塊，用于根據(jù)檢測(cè)所使用的傳感器的靈敏度，對(duì)從設(shè)備內(nèi)部或設(shè)備外部檢測(cè)到的超高頻信號(hào)的幅值作出調(diào)整；比較子模塊，用于比較調(diào)整子模塊調(diào)整之后的所述幅值，得到設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的強(qiáng)度的大小關(guān)系。 優(yōu)選地，所述調(diào)整子模塊還用于保存分別從設(shè)備內(nèi)部和外部與模擬信號(hào)源相同的距離處測(cè)量得到模擬信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)的幅值；根據(jù)保存的所述模擬信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)的幅值調(diào)整所述從設(shè)備內(nèi)部或設(shè)備外部檢測(cè)到的超高頻信號(hào)的幅值。
應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過(guò)同步比較設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的強(qiáng) 度，確認(rèn)從設(shè)備內(nèi)部檢測(cè)到的、但屬于設(shè)備外部的干擾信號(hào)，這樣就能夠?qū)⑦@些信號(hào)的脈沖 從設(shè)備內(nèi)部檢測(cè)到的信號(hào)中去除，從而達(dá)到抑制設(shè)備外部干擾的作用，便于更好地分析設(shè) 備內(nèi)部的各種放電現(xiàn)象。


此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā) 明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中的設(shè)備局部放電檢測(cè)的干擾抑制方法流程圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例中預(yù)存的干擾檢波波形示意圖； 圖3A是本發(fā)明實(shí)施例中現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)在只有信號(hào)傳感器檢測(cè)到脈沖信號(hào)的情況 下，信號(hào)傳感器與噪聲傳感器檢測(cè)到的信號(hào)波形示意圖； 圖3B是本發(fā)明實(shí)施例中現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)在只有噪聲傳感器檢測(cè)到脈沖信號(hào)的情況 下，信號(hào)傳感器與噪聲傳感器檢測(cè)到的信號(hào)波形示意圖； 圖3C是本發(fā)明實(shí)施例中檢測(cè)時(shí)在信號(hào)傳感器和噪聲傳感器檢測(cè)到同步信號(hào)的情 況下，信號(hào)傳感器與噪聲傳感器檢測(cè)到的信號(hào)波形示意圖； 圖4A至圖4D分別是本發(fā)明實(shí)施例中信號(hào)傳感器接收的信號(hào)、噪聲傳感器接收的 信號(hào)、信號(hào)傳感器接收的信號(hào)中含有干擾的統(tǒng)計(jì)譜圖和去除干擾后的統(tǒng)計(jì)譜圖。
具體實(shí)施例方式
需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中的設(shè)備局部放電檢測(cè)的干擾抑制方法流程圖。
如圖1所示，該方法包括如下的步驟S12至S16 : 步驟S12 :同時(shí)檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)。在本實(shí)施例中，采用信號(hào)
傳感器和噪聲傳感器分別檢測(cè)來(lái)自于設(shè)備內(nèi)部和來(lái)自于設(shè)備外部的超高頻信號(hào)。
步驟S14 :同步比較檢測(cè)到的設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的強(qiáng)度。
步驟S16 :根據(jù)所述強(qiáng)度的大小關(guān)系確定設(shè)備內(nèi)部的超高頻信號(hào)中屬于設(shè)備外部
干擾的部分。 以下對(duì)于上述步驟S14和步驟S16作一具體說(shuō)明。 調(diào)理接收器的檢測(cè)信號(hào)與噪聲傳感器信號(hào)進(jìn)行時(shí)域同步(兩路信號(hào)伴隨發(fā)生，且 時(shí)間間隔較小且穩(wěn)定)檢測(cè)分析，根據(jù)其幅度大小情況判別是否為干擾信號(hào)。信號(hào)傳感器 放置于設(shè)備內(nèi)部或緊靠設(shè)備的位置，在該位置，設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的信號(hào)能夠泄露出來(lái)，例如 GIS的盆式絕緣子處，以及設(shè)備的電纜引線處，并采取了專(zhuān)用的屏蔽措施；噪聲傳感器放置 于距離設(shè)備較遠(yuǎn)位置，其有效接收方面朝向外空間，這樣，對(duì)于外部干擾信號(hào)而言，信號(hào)傳 感器檢測(cè)到的信號(hào)即設(shè)備內(nèi)部的信號(hào)將會(huì)明顯小于噪聲傳感器檢測(cè)到的信號(hào)即設(shè)備外部 的信號(hào)；反之如為設(shè)備內(nèi)部放電信號(hào)則噪聲傳感器不能有效接收或檢測(cè)得到較小的幅值。 因此，對(duì)于信號(hào)傳感器和噪聲傳感器檢測(cè)到的同步的信號(hào)，如果信號(hào)傳感器檢測(cè)的該同步 的信號(hào)的幅值大于噪聲傳感器檢測(cè)的該同步的信號(hào)的幅值，那么說(shuō)明該同步信號(hào)產(chǎn)生于設(shè)備內(nèi)部；反之則來(lái)自于設(shè)備外部，在這種情況下即能夠確認(rèn)該同步信號(hào)為外部干擾。 下面通過(guò)一個(gè)實(shí)際的檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)明本實(shí)施例技術(shù)方案的具體內(nèi)容。在下面的檢
測(cè)系統(tǒng)中，為了保證調(diào)理接收器能夠有較高靈敏度，首先確定設(shè)備的外部噪聲的脈沖的類(lèi)
型和所確定類(lèi)型的脈沖的占空比，再根據(jù)確定的結(jié)果設(shè)定從設(shè)備內(nèi)部檢測(cè)超高頻信號(hào)的檢
測(cè)模式即調(diào)理接收器的檢測(cè)模式。這里的檢測(cè)模式主要包括寬帶檢波模式和窄帶選頻模式。 硬件主要通過(guò)采集控制單元、雙模式數(shù)控調(diào)理接收器、信號(hào)傳感器(不少于2組)、 噪聲傳感器協(xié)同配合使用。其中雙模式數(shù)控調(diào)理器具有寬帶放大檢波、窄帶選頻兩種工作 方式，分別與設(shè)置在設(shè)備內(nèi)部或緊靠設(shè)備的位置處的信號(hào)傳感器以及設(shè)置在設(shè)備外部的 噪聲傳感器配合使用。調(diào)理接收器在寬帶放大檢波模式的參數(shù)為200M 2GHz帶寬，增 益不低于45dB。窄帶選頻工作模式下前置放大器模擬帶寬為200M 2GHz，中心頻率從 200MHz 1. 2GHz連續(xù)可調(diào)，中頻信號(hào)經(jīng)30MHz低通濾波器濾波后放大輸出。噪聲傳感器全 向接收，200M 2GHz帶寬，增益不低于45dB。本實(shí)施例中的干擾抑制方法在此硬件基礎(chǔ)上 實(shí)施。 本實(shí)施例中，系統(tǒng)通過(guò)軟件方式根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量環(huán)境背景噪聲情況設(shè)定調(diào)理接收器 工作模式?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量環(huán)境基本上有以下四種典型情況 第一種情況背景噪聲水平不高，存在偶發(fā)型窄帶通訊干擾和脈沖放電信號(hào)。
第二種情況背景噪聲較大，不僅存在窄帶通訊信號(hào)干擾，而且存在大量放電脈沖
信號(hào)(以設(shè)備外部母線及臨近設(shè)備放電干擾為主，間雜設(shè)備內(nèi)部放電脈沖信號(hào))。
第三種情況背景噪聲較大，以連續(xù)窄帶通訊干擾信號(hào)為主，此時(shí)干擾信號(hào)中或間
雜脈沖放電信號(hào)，放電脈沖信號(hào)多湮滅在干擾信號(hào)中。 第四種情況環(huán)境干擾極強(qiáng)，不僅存在穩(wěn)定、幅值極強(qiáng)的窄帶干擾，而且存在大量 放電脈沖信號(hào)(基站附近、鬧市區(qū)存在大量手機(jī)用戶(hù)及車(chē)輛、站內(nèi)其他設(shè)備及高壓導(dǎo)體的 放電等)。 本實(shí)施例中的測(cè)試系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置3個(gè)輸入通道；通道1為信號(hào)傳感器，通道2為 信號(hào)傳感器，通道3為噪聲傳感器通道。通道1、2對(duì)應(yīng)的調(diào)理接收器存在寬帶直接檢波和 窄帶選頻兩種工作模式；通道3噪聲通道對(duì)應(yīng)的調(diào)理接收器為寬帶直接檢波方式。
該系統(tǒng)針對(duì)以上4種具體干擾情況，設(shè)置調(diào)理接收器的工作模式，并根據(jù)環(huán)境類(lèi) 型自動(dòng)進(jìn)行切換。設(shè)置工作模式的作用是盡量使測(cè)量到的信號(hào)中不包含明顯不屬于設(shè)備內(nèi) 部放電產(chǎn)生的信號(hào)?？紤]到目前無(wú)線通訊的窄帶信號(hào)，例如900腿z或1800腿z信號(hào)與設(shè)備 內(nèi)部放電產(chǎn)生的信號(hào)明顯不同，并且這些窄帶信號(hào)數(shù)量多、范圍廣，因此在本實(shí)施例中將這 些窄帶信號(hào)的波形作為預(yù)存的干擾檢波波形，該波形如圖2所示。 在測(cè)試時(shí)，首先可以將雙模式數(shù)控調(diào)理接收器設(shè)定于寬帶檢波工作模式，以保證 系統(tǒng)首先工作于最靈敏檢測(cè)模式，即對(duì)所有頻帶的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)；并借助UHF檢測(cè)手段本 身對(duì)于電暈放電、遠(yuǎn)方整流脈沖、開(kāi)關(guān)操作等低頻脈沖干擾信號(hào)、頻率低于200MHz的無(wú)線 電廣播干擾等的抑制功能抑制一般性低頻干擾。 接下來(lái)對(duì)調(diào)理接收器工作模式設(shè)定較佳工作模式。此時(shí)是根據(jù)噪聲傳感器檢測(cè)到 的信號(hào)與預(yù)存的干擾檢波波形進(jìn)行對(duì)比，具體是進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，以判斷當(dāng)前的環(huán)境屬于上 述四種情況中的哪一種。具體方法如下
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采用脈沖提取的裝置檢測(cè)噪聲傳感器接收的信號(hào)，時(shí)長(zhǎng)為若干工頻周期(消除偶 發(fā)干擾的影響要求具備一定的檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)，一般為20ms整數(shù)倍，即數(shù)個(gè)至數(shù)十個(gè)工頻周期即 可)，對(duì)噪聲傳感器接收的信號(hào)進(jìn)行脈沖提取得到檢測(cè)脈沖波形，并調(diào)取預(yù)存窄帶通訊信號(hào) 檢波波形對(duì)各個(gè)獨(dú)立脈沖進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，判斷屬于以下條件1-4中的哪一項(xiàng)，以此判定檢 測(cè)環(huán)境特點(diǎn)。滿(mǎn)足條件l，認(rèn)定為第一種環(huán)境類(lèi)型，設(shè)定數(shù)控調(diào)理接收器工作于寬帶檢波模 式；滿(mǎn)足條件2，認(rèn)定為第二種環(huán)境類(lèi)型，設(shè)定數(shù)控調(diào)理接收器工作于寬帶檢波模式。這兩 種環(huán)境下可通過(guò)噪聲傳感器時(shí)域同步開(kāi)窗技術(shù)進(jìn)行，并保證了最高檢測(cè)靈敏度。如果滿(mǎn)足 條件3，認(rèn)定為第三種工作環(huán)境，設(shè)定數(shù)控調(diào)理接收器工作于窄帶選頻模式；如果滿(mǎn)足條件 4，認(rèn)定為第四種工作環(huán)境，設(shè)定數(shù)控調(diào)理接收器工作于窄帶選頻模式。以下對(duì)各個(gè)條件作 出說(shuō)明。這里的數(shù)控調(diào)理接收器至少應(yīng)當(dāng)包括設(shè)備內(nèi)部的數(shù)控調(diào)理接收器，也可以包括設(shè) 備外部與噪聲傳感器配合使用的數(shù)控調(diào)理接收器。 條件1 :檢測(cè)脈沖波形與預(yù)存窄帶干擾檢波波形相關(guān)系數(shù)<設(shè)定閾值，放電性脈 沖的次數(shù)在檢測(cè)脈沖中占優(yōu)，且平均每工頻周期脈沖次數(shù)<設(shè)定閾值。 檢測(cè)脈沖波形與預(yù)存典型窄帶干擾信號(hào)波形相關(guān)系數(shù)小于設(shè)定值，表明檢測(cè)信號(hào) 為非典型窄帶干擾信號(hào)，即為放電性信號(hào)(可能是設(shè)備內(nèi)部故障信號(hào)或外部放電干擾信 號(hào))；平均工頻周期脈沖次數(shù)小于設(shè)定值，則表明信號(hào)占空比較低，為非頻發(fā)密集性信號(hào)。 對(duì)應(yīng)環(huán)境為干擾較小的一般情況，此時(shí)借助UHF自身抗干擾能力即可，此時(shí)寬帶檢測(cè)方式 可最佳的保障檢測(cè)靈敏度。 條件2 :檢測(cè)脈沖波形與預(yù)存窄帶檢波波形相關(guān)系數(shù)<設(shè)定閾值，放電性脈沖在 檢測(cè)脈沖中次數(shù)占優(yōu)，且平均每工頻周期脈沖次數(shù)^設(shè)定閾值。 該條件對(duì)應(yīng)的檢測(cè)環(huán)境為存在較多放電性信號(hào)的情況(在實(shí)際中可能是設(shè)備內(nèi)
部故障信號(hào)或外部放電干擾信號(hào))；平均工頻周期脈沖次數(shù)大于設(shè)定值，則表明信號(hào)占空
比較高(但一般脈沖信號(hào)的占空比仍低于干擾信號(hào))，為頻發(fā)密集性放電干擾環(huán)境?？紤]到
放電脈沖分辨率較高，因此數(shù)控調(diào)理接收器應(yīng)保持于寬帶檢波工作模式，在保障最佳檢測(cè)
靈敏度情況下，應(yīng)用噪聲傳感器干擾抑制手段即可保障系統(tǒng)的有效工作。 條件3 :檢測(cè)脈沖波形與預(yù)存窄帶檢波波形相關(guān)系數(shù)>設(shè)定閾值，窄帶干擾性脈
沖次數(shù)占優(yōu)，且平均每工頻周期脈沖次數(shù)^設(shè)定閾值，及所檢測(cè)信號(hào)占空比極大，表明為極
強(qiáng)窄帶干擾及放電形式干擾并存環(huán)境。 該條件下對(duì)應(yīng)的環(huán)境為極強(qiáng)窄帶干擾環(huán)境，檢測(cè)波形中以窄頻帶、寬時(shí)長(zhǎng)的波形，
信號(hào)占空比極大，無(wú)論存在脈沖放電信號(hào)，都優(yōu)于強(qiáng)窄帶信號(hào)極易淹沒(méi)占空比較小的放典
型信號(hào)，因此信號(hào)傳感器的信號(hào)調(diào)理即數(shù)控調(diào)理接收器的工作模式須采用窄帶選頻方式。 條件4 :檢測(cè)脈沖波形與預(yù)存窄帶檢波波形相關(guān)系數(shù)>設(shè)定閾值，窄帶干擾性脈
沖次數(shù)占優(yōu)，且平均每工頻周期脈沖次數(shù)^設(shè)定閾值，及所檢測(cè)信號(hào)占空比極大，放電信號(hào)
及放電干擾信號(hào)多為與窄帶干擾相疊加的情形，表明為極強(qiáng)窄帶干擾與強(qiáng)烈放電干擾并存
環(huán)境。此時(shí)宜設(shè)置信號(hào)傳感器的調(diào)理工作于窄帶選頻方式下。 對(duì)于非頻發(fā)、不存在密集重疊的窄帶干擾，從其典型波形特征，通過(guò)相關(guān)運(yùn)算的方 式可有效排除。如在實(shí)現(xiàn)中存在其他類(lèi)型的窄帶干擾，也可將其預(yù)存并使用上述類(lèi)似于判 斷條件1-4的方式來(lái)設(shè)置數(shù)控調(diào)理接收器的工作方式。 最后，采用調(diào)理接收器的檢測(cè)信號(hào)與噪聲傳感器信號(hào)進(jìn)行時(shí)域同步(兩路信號(hào)伴隨發(fā)生，且時(shí)間間隔較小且穩(wěn)定)比較，根據(jù)其幅度大小情況判別是否為干擾信號(hào)。由于信 號(hào)傳感器放置于設(shè)備內(nèi)部或緊靠設(shè)備的盆式絕緣子處，并采取了專(zhuān)用的屏蔽措施，而噪聲 傳感器放置于距離設(shè)備較遠(yuǎn)位置，其有效接收方面朝向外空間，因此對(duì)于外部干擾信號(hào)而 言，信號(hào)傳感器耦合到的信號(hào)(簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)部信號(hào))將會(huì)明顯小于噪聲傳感器(簡(jiǎn)稱(chēng)為外部信 號(hào))；反之如為設(shè)備內(nèi)部放電信號(hào)則噪聲傳感器不能有效接收，據(jù)此可以通過(guò)內(nèi)、外部同步 信號(hào)幅度對(duì)比進(jìn)而進(jìn)行時(shí)域開(kāi)窗方法有效去除。 在本實(shí)施例中，根據(jù)檢測(cè)所使用的傳感器的靈敏度，對(duì)從設(shè)備內(nèi)部或設(shè)備外部檢 測(cè)到的超高頻信號(hào)的幅值作出調(diào)整，然后再比較調(diào)整之后的幅值，得到設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外 部的超高頻信號(hào)的強(qiáng)度的大小關(guān)系。為此，在本實(shí)施例中，首先將一個(gè)模擬信號(hào)源放置于 距離噪聲傳感器和信號(hào)傳感器距離相同的位置，兩個(gè)傳感器有效接收方向均朝向信號(hào)源； 模擬信號(hào)源發(fā)射脈沖信號(hào)，記信號(hào)傳感器接收到的信號(hào)最大幅度為Vs，噪聲傳感器接收到 的同步信號(hào)最大幅度為Vn，令K。 = Vs/Vn ;現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，如果只有信號(hào)傳感器檢測(cè)到脈沖 信號(hào)，則判定為設(shè)備內(nèi)部放電，如圖3A所示；如果只有噪聲傳感器有信號(hào)，則判定為外界 干擾，如圖3B ;如果在某一相位處，信號(hào)傳感器和噪聲傳感器都檢測(cè)到信號(hào)，即出現(xiàn)同步信 號(hào)，則根據(jù)Vs/Vn的比值進(jìn)行判斷，如果Vs/Vn > K。，則判定為內(nèi)部信號(hào)，否則判定為干擾， 如圖3C所示。在圖3A、圖3B和圖3C中，表示幅值為0V的實(shí)線上方的波形表示噪聲傳感器 檢測(cè)到的信號(hào)，該實(shí)線下方的波形表示信號(hào)傳感器檢測(cè)到的信號(hào)。對(duì)于判定為干擾的信號(hào)， 將其從信號(hào)檢測(cè)器檢測(cè)到的信號(hào)記錄中去除。以下給出一個(gè)算法來(lái)說(shuō)明如何得到去除外部 干擾的設(shè)備內(nèi)部放電信號(hào)統(tǒng)計(jì)譜圖。 對(duì)于同時(shí)采集的設(shè)備內(nèi)部傳感器和設(shè)備外部噪聲傳感器的信號(hào)Sl和S2，執(zhí)行以 下步驟1-3 : 1、根據(jù)設(shè)定的閾值和脈沖寬度提取信號(hào)S工和S2脈沖序列，分別得到脈沖相位序 列:[SA， S^， SA…]、[SA， S2X2， S2X,"];以及脈沖幅值序列:[SJ" S^， SJ,.. ] 、 [S^， S2Y2， S2Y,..]。 2、計(jì)算IS^i-SJjl與SJi-SJj, (i = 1，2，3…n ;j = 1， 2， 3…n) n為脈沖的個(gè)數(shù)，
如果I s^i-sjj I《e ，而且sj「K。S2Yj < o (e < o. 5)，則令= o。此處使用e < o. 5
作為同步的條件，式中的K。即為上文中的K。 = Vs/Vn。 3、將判定為干擾的脈沖(SJi， SJ》賦為空值。即從設(shè)備內(nèi)部檢測(cè)到的信號(hào)中去 除外部干擾的脈沖。 圖4A至圖4D分別示出了信號(hào)傳感器接收的信號(hào)、噪聲傳感器接收的信號(hào)、信號(hào)傳 感器接收的信號(hào)中含有干擾的統(tǒng)計(jì)譜圖和去除干擾后的統(tǒng)計(jì)譜圖。從圖中可以直觀地看出 本實(shí)施例的技術(shù)方案中對(duì)于干擾抑制的效果。 基于上述方法，本實(shí)施例中再給出一種設(shè)備局部放電檢測(cè)的干擾抑制裝置。該裝 置基本地包括第一檢測(cè)模塊、第二檢測(cè)模塊、比較模塊和分析模塊。第一檢測(cè)模塊和第二檢 測(cè)模塊分別用于檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)。在實(shí)現(xiàn)中第一檢測(cè)模塊可以采用 現(xiàn)有的各種信號(hào)傳感器來(lái)制成，第二檢測(cè)模塊可以采用現(xiàn)有的各種噪聲傳感器來(lái)制成。比 較模塊用于比較檢測(cè)到的設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的強(qiáng)度。分析模塊用于根據(jù)所 述強(qiáng)度的大小關(guān)系確定從設(shè)備內(nèi)部的超高頻信號(hào)中屬于設(shè)備外部干擾的部分。在實(shí)現(xiàn)中比 較模塊和分析模塊可以采用各種邏輯處理器件來(lái)制成，或者編制為計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的程序。
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本實(shí)施例中的設(shè)備局部放電檢測(cè)的干擾抑制裝置還可以包含確定模塊，用于確定 被測(cè)設(shè)備的外部噪聲的脈沖的類(lèi)型和所確定類(lèi)型的脈沖的占空比。這樣，第一檢測(cè)模塊還 可以用于在預(yù)設(shè)模式下檢測(cè)設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的模式，這里的預(yù)設(shè)模式對(duì)應(yīng)于確定模 塊確定的結(jié)果。 確定模塊的一種可選結(jié)構(gòu)是包括計(jì)算子模塊和確定子模塊，其中計(jì)算子模塊用于 將設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的脈沖與預(yù)選的窄帶檢波波形進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，確定子模塊，用于 根據(jù)該相關(guān)運(yùn)算得到的結(jié)果確定被測(cè)設(shè)備的外部噪聲的脈沖的類(lèi)型。 另外，比較模塊的一種可選結(jié)構(gòu)是包括調(diào)整子模塊和比較子模塊。調(diào)整子模塊用 于根據(jù)檢測(cè)所使用的傳感器的靈敏度，對(duì)從設(shè)備內(nèi)部或設(shè)備外部檢測(cè)到的超高頻信號(hào)的幅 值作出調(diào)整；比較子模塊用于比較調(diào)整子模塊調(diào)整之后的超高頻信號(hào)的幅值，得到設(shè)備內(nèi) 部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的強(qiáng)度的大小關(guān)系。 調(diào)整子模塊還可以用于保存分別從設(shè)備內(nèi)部和外部與模擬信號(hào)源相同的距離處 測(cè)量得到模擬信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)的幅值，然后根據(jù)保存的模擬信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)的幅值調(diào) 整從設(shè)備內(nèi)部或設(shè)備外部檢測(cè)到的超高頻信號(hào)的幅值。 從以上的描述中，可以看出，應(yīng)用本實(shí)施例的技術(shù)方案，通過(guò)同步比較設(shè)備內(nèi)部和 設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的強(qiáng)度，確認(rèn)從設(shè)備內(nèi)部檢測(cè)到的、但屬于設(shè)備外部的干擾信號(hào)，這 樣就能夠?qū)⑦@些信號(hào)的脈沖從設(shè)備內(nèi)部檢測(cè)到的信號(hào)中去除，從而達(dá)到抑制設(shè)備外部干擾 的作用，便于更好地分析設(shè)備內(nèi)部的各種放電現(xiàn)象。 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用 的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成 的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ) 在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們 中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的 硬件和軟件結(jié)合。 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
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權(quán)利要求
一種設(shè)備局部放電檢測(cè)的干擾抑制方法，其特征在于，包括同時(shí)檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)；同步比較檢測(cè)到的所述設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的強(qiáng)度；根據(jù)所述強(qiáng)度的大小關(guān)系確定設(shè)備內(nèi)部的超高頻信號(hào)中屬于所述設(shè)備外部干擾的部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在同時(shí)檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)之前，所述方法還包括確定所述設(shè)備的外部噪聲的脈沖的類(lèi)型和所確定類(lèi)型的脈沖的占空比，根據(jù)所述類(lèi)型和所述占空比來(lái)設(shè)定從所述設(shè)備內(nèi)部檢測(cè)超高頻信號(hào)的檢測(cè)模式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述檢測(cè)模式包括寬帶檢波模式和窄帶選頻模式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，確定所述設(shè)備的外部噪聲的脈沖的類(lèi)型包括對(duì)所述設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的脈沖與預(yù)選的窄帶檢波波形進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算得到相關(guān)系數(shù)；根據(jù)所述相關(guān)系數(shù)確定所述設(shè)備的外部噪聲的脈沖的類(lèi)型。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，同步比較檢測(cè)到的所述設(shè)備內(nèi)部和所述設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的強(qiáng)度包括根據(jù)所述檢測(cè)所使用的傳感器的靈敏度，對(duì)從所述設(shè)備內(nèi)部或所述設(shè)備外部檢測(cè)到的超高頻信號(hào)的幅值作出調(diào)整；同步比較調(diào)整之后的幅值，得到所述強(qiáng)度的大小關(guān)系。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，對(duì)從所述設(shè)備內(nèi)部或所述設(shè)備外部檢測(cè)到的超高頻信號(hào)的幅值進(jìn)行調(diào)整包括從所述設(shè)備內(nèi)部和所述設(shè)備外部與模擬信號(hào)源相同的距離處分別測(cè)量所述模擬信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)的幅值；根據(jù)分別測(cè)量得到的所述模擬信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)的幅值調(diào)整從所述設(shè)備內(nèi)部或所述設(shè)備外部檢測(cè)到的超高頻信號(hào)的幅值。
7. —種設(shè)備局部放電檢測(cè)的干擾抑制裝置，其特征在于，包括第一檢測(cè)模塊和第二檢測(cè)模塊，分別用于檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)；比較模塊，用于比較檢測(cè)到的設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的強(qiáng)度；分析模塊，用于根據(jù)所述強(qiáng)度的大小關(guān)系確定設(shè)備內(nèi)部的超高頻信號(hào)中屬于設(shè)備外部干擾的部分。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包含確定模塊，用于確定所述設(shè)備的外部噪聲的脈沖的類(lèi)型和所確定類(lèi)型的脈沖的占空比；所述第一檢測(cè)模塊還用于在預(yù)設(shè)模式下檢測(cè)設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的模式，所述預(yù)設(shè)模式對(duì)應(yīng)于所述確定模塊確定的結(jié)果。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述確定模塊包括計(jì)算子模塊，用于將設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的脈沖與預(yù)選的窄帶檢波波形進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算；確定子模塊，用于根據(jù)所述相關(guān)運(yùn)算得到的結(jié)果確定所述設(shè)備的外部噪聲的脈沖的類(lèi)型。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的裝置，其特征在于，所述比較模塊包括調(diào)整子模塊，用于根據(jù)檢測(cè)所使用的傳感器的靈敏度，對(duì)從設(shè)備內(nèi)部或設(shè)備外部檢測(cè)到的超高頻信號(hào)的幅值作出調(diào)整；比較子模塊，用于比較調(diào)整子模塊調(diào)整之后的所述幅值，得到設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的強(qiáng)度的大小關(guān)系。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)整子模塊還用于保存分別從設(shè)備內(nèi)部和外部與模擬信號(hào)源相同的距離處測(cè)量得到模擬信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)的幅值；根據(jù)保存的所述模擬信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)的幅值調(diào)整所述從設(shè)備內(nèi)部或設(shè)備外部檢測(cè)到的超高頻信號(hào)的幅值。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種設(shè)備局部放電檢測(cè)的干擾抑制方法和裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法有效抑制檢測(cè)環(huán)境中存在的各種干擾的問(wèn)題。本發(fā)明中的方法包括同時(shí)檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)；同步比較檢測(cè)到的所述設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備外部的超高頻信號(hào)的強(qiáng)度；根據(jù)所述強(qiáng)度的大小關(guān)系確定設(shè)備內(nèi)部的超高頻信號(hào)中屬于所述設(shè)備外部干擾的部分。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠達(dá)到抑制設(shè)備外部干擾的作用，便于更好地分析設(shè)備內(nèi)部的各種放電現(xiàn)象。
文檔編號(hào)G01R15/00GK101788582SQ201010104878
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者盧啟付, 唐志國(guó), 姚森敬, 常文治, 李成榕, 李端嬌, 王彩雄, 鄭曉光 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué);廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院;青島華電高壓電氣有限公司