多頻段濾波技術(shù)在局放檢測中的應(yīng)用研究

白劍忠，付煒平國網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司，河北石家莊　050071

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多頻段濾波技術(shù)在局放檢測中的應(yīng)用研究

白劍忠，付煒平
國網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司，河北石家莊050071

摘要為了在局部放電檢測過程中識別和去除現(xiàn)場干擾信號，使普通的檢測員也能簡單、快速的完成復(fù)雜的現(xiàn)場干擾信號處理工作，研究了一種自動對現(xiàn)場局放檢測信號和干擾進(jìn)行識別分析的裝置。通過自動控制信號處理裝置（智能濾波模塊）與數(shù)字濾波算法對干擾信號進(jìn)行多頻段濾波處理，提高檢測信號的信噪比，確保檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞局部放電；干擾識別；多頻段濾波；信噪比

1　課題研究背景和意義

現(xiàn)場干擾信號的識別和去除，一直是局部放電檢測過程中的難點(diǎn)，本裝置自動對現(xiàn)場局放檢測信號和干擾進(jìn)行識別分析，通過自動控制信號處理裝置（智能濾波模塊）與數(shù)字濾波算法對干擾信號進(jìn)行處理，提高檢測信號的信噪比，確保檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2　設(shè)計方案

智能控制模塊開始自動對輸入的背景信號和標(biāo)準(zhǔn)放電波形進(jìn)行分析，智能搜索出有效的檢測頻段，然后自動控制模擬矩陣濾波器內(nèi)的多個濾波器按要求組合，對輸入信號進(jìn)行處理，同時也可以采用數(shù)字濾波器進(jìn)行濾波。

最后處理后的信號輸出給局放檢測系統(tǒng)。

3　設(shè)計原理

局部放電智能干擾處理器采用數(shù)字和模擬混合的方式來濾除現(xiàn)場的干擾信號，從而提高信噪比。檢測現(xiàn)場干擾信號的復(fù)雜性決定了干擾信號不可能只存在于單個頻段范圍內(nèi)，如下圖所示，現(xiàn)場干擾往往會處在檢測頻段內(nèi)多個子頻帶內(nèi)，且與局放信號沒有固定的幅頻、相位關(guān)系。

而現(xiàn)有濾波器一般分為高通、低通及帶通三種，而每一種只能處理單個頻段的信號。參考下圖我們不難發(fā)現(xiàn)，使用常規(guī)的濾波器固然可以濾除干擾，但同時也大大減少了有效的檢測頻段。

3.1低通濾波器處理結(jié)果

低通濾波器是容許低于截止頻率的信號通過， 但高于截止頻率的信號不能通過的電子濾波裝置。

3.2高通濾波器處理結(jié)果

高通濾波器，又稱低截止濾波器、低阻濾波器，允許高于某一截頻的頻率通過，而大大衰減較低頻率的一種濾波器。它去掉了信號中不必要的低頻成分或者說去掉了低頻干擾。

3.3帶通濾波器處理結(jié)果

帶通濾波器是一個允許特定頻段的波通過同時屏蔽其他頻段的設(shè)備。比如RLC振蕩回路就是一個模擬帶通濾波器。

針對這種情況，必須設(shè)計一款能夠同時去除多個頻段的干擾信號的矩陣式濾波器，矩陣濾波器由眾多濾波器和組合開關(guān)組成，工作時由組合開關(guān)自由組合，可同時對多個檢測頻段進(jìn)行處理。

3.4矩陣濾波器組成原理

使用矩陣式濾波器，能夠同時對多個頻段的信號進(jìn)行處理，在檢測過程中的使用效果如下圖所示，這樣就能最大限度的保證有效檢測頻段。

數(shù)字濾波我們采用一塊高速AD、DA卡和數(shù)字濾波算法來完成，具體操作步驟如下：

通過高速A/D采集卡，將傳感器采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過各種算法對采集到的數(shù)字信號進(jìn)行處理，進(jìn)一步濾除干擾，最后將濾除干擾后的數(shù)字信號通過D/A轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出。

4　軟件實(shí)現(xiàn)

智能干擾處理軟件是基于Windows操作系統(tǒng)下 ，VC++環(huán)境下開發(fā)而成。界面操作簡單，可以實(shí)時顯示傳感器接收到干擾信號的波形時域和頻域波形；發(fā)出方波的幅度、頻率和調(diào)節(jié)，加入方波后和加入方波之前的頻率特性界面；信號經(jīng)過智能干擾處理器后的時域特性界面和頻域特性界面等多界面顯示。

5　結(jié)論

本裝置實(shí)現(xiàn)了對高壓設(shè)備局部放電帶電檢測的干擾信號進(jìn)行濾波處理的功能。使用高速處理芯片、精密電子元器件、數(shù)字濾波技術(shù)、矩陣濾波技術(shù)、多頻段開窗干擾處理等多種技術(shù)去除干擾信號。多頻帶濾波，矩陣濾波器由眾多濾波器和組合開關(guān)組成，工作時由組合開關(guān)自由組合，可同時對多個檢測頻段進(jìn)行處理。解決了國內(nèi)外單頻帯檢測方法的局限性，最大限度的保證有效檢測頻段。

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中圖分類號TM7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號1674-6708（2016）155-0104-02