一種局部放電特高頻檢測中的干擾抑制方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種局部放電特高頻檢測中的干擾抑制方法及裝置，用以解決局部放電特高頻檢測中的高頻窄帶干擾問題。本發明中的方法包括：在局部放電特高頻檢測系統測量頻段范圍內，采用點頻法逐步步進的方式完成整個測量頻段范圍內的信號能量分布的摸底測試；計算每個頻點所對應的測試數據序列的信號差峰值；重復上述步驟m次，計算m次所述測試數據序列的信號差峰值的平均值，取最大的信號差峰值的平均值所對應的頻點作為當前環境中最優測試頻點，其中，m為正整數；將系統工作模式切換為：以所述當前環境中最優測試頻點為中心的窄帶測試工作模式。
【專利說明】
-種局部放電特高頻檢測中的干擾抑制方法及裝置
技術領域
[0001] 本發明設及變電站局部放電特高頻檢測抗干擾的技術領域，特別是存在窄帶干擾 的變電站復雜電磁環境中的局部放電檢測中應用的干擾抑制方法，還設及實現運種存在窄 帶干擾的變電站復雜電磁環境中的局部放電檢測中干擾抑制方法的裝置。
【背景技術】
[0002] 近年來，特高頻法扣HF)由于其抗干擾性好、靈敏度高、可定位等優點，已經在 GIS、變壓器等高壓電氣設備局部放電的檢測中得到了廣泛的應用。然而，在利用UHF檢測 法進行電氣設備局部放電檢測的實踐中，特別是在設備運行現場局部放電檢測工作中，周 圍環境中大量的高頻干擾信號，仍然會對檢測與診斷效果產生嚴重的干擾。連續的周期型 干擾是現場局部放電測試常見干擾源之一，包括電力系統載波通信、高頻保護信號、移動通 訊無線電等，該類干擾通常是高頻正弦波，有固定的諧振頻率（一般在700MHz W上），隨著 智能電網建設和移動通訊技術的飛速發展，運類高頻窄帶干擾更為普遍。
[0003] 當下特高頻局部放電檢測系統主流采用寬帶檢波的測量方式，檢波脈寬在 100 y S-300 y S之間，如此情況下，外部高頻窄帶干擾檢波之后會變成一條抬升的直流電 平，在檢測頁面表現為垂直偏置信號，該信號會導致檢測系統闊值設置失去價值，放電次 數、放電幅值、放電相位寬度等關鍵信息的誤統計，最終致使測試數據失效。目前針對窄帶 干擾引起信號偏置問題的處理，有兩種方式：（1)人為增加檢測闊值；（2)信號調理器入口 前端增設窄帶濾波器。方式1面臨不同現場環境窄帶干擾信號強度不同的問題，闊值難W 統一，而且檢測幅值已受偏置信號影響而失真；方式2增設窄帶濾波器會削弱放電信號自 身能量，導致檢測靈敏度降低，且該方式只能應對單一窄帶干擾源的情況，對多個窄帶干擾 源串連使用窄帶濾波器則導致檢測信號能量大幅衰減，嚴重影響檢測靈敏度；兩種處理方 式均是現場測試工作中無奈的權宜之法，目前針對特高頻局部放電檢測中高頻窄帶干擾的 問題，并無成熟的、自適應能力強的干擾抑制方法。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于，提供一種局部放電特高頻檢測中的干擾抑制方法及裝置，用 W解決局部放電特高頻檢測中的高頻窄帶干擾問題。
[0005] 本發明的局部放電特高頻檢測中的干擾抑制方法包括：局部放電特高頻檢測系統 測量頻段范圍內，采用點頻法逐步步進的方式完成整個測量頻段范圍內的信號能量分布的 摸底測試；計算每個頻點所對應的測試數據序列的信號差峰值；重復上述步驟m次，計算m 次所述測試數據序列的信號差峰值的平均值，取最大的信號差峰值的平均值所對應的頻點 作為當前環境中最優測試頻點，其中，m為正整數；將系統工作模式切換為：W所述當前環 境中最優測試頻點為中屯、的窄帶測試工作模式。
[0006] 優選的，不同的局部放電檢測系統測量頻段寬度下，所述頻點法逐步步進的點頻 步進寬度不同。
[0007] 優選的，所述摸底測試是指：在未知的信號能量分布的測試環境中，通過點頻法逐 步步進的方式，獲取局部放電檢測系統測量頻段范圍內環境信號能量的頻譜分布信息。
[0008] 優選的，所述信號差峰值的計算方法是：
[0009] 信號差峰值=測試數據序列的峰值-測試數據序列的眾數；
[0010] 為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種局部放電特高頻檢測中 的干擾抑制裝置；
[0011] 本發明的局部放電特高頻檢測中的干擾抑制裝置包括：信號采集模塊，用于局部 放電特高頻檢測系統整個測量頻段范圍內的信號情況摸底測試；計算模塊，用于計算每個 頻點所對應的測試數據序列的信號差峰值、信號差峰值平均值、當前環境中最優測試頻點； 信號調理模塊，用于局部放電特高頻檢測系統測試過程中的窄帶工作模式和寬帶工作模式 的切換，W及窄帶工作模式下中屯、頻點的控制；
[0012] 優選的，所述信號調理模塊包括切換模塊，用于局部放電特高頻檢測系統測試過 程中的窄帶工作模式和寬帶工作模式的切換。
[0013] 優選的，所述信號調理模塊包括混頻模塊，用于窄帶工作模式下中屯、頻點的控制。
[0014] 應用本發明的技術方案，通過信號差峰值最優判據實現自適應頻帶選擇的窄帶測 試，可有效避開現場的高頻窄帶干擾，獲取干凈的放電信號，保證檢測數據的有效性。
【附圖說明】
[0015] 此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本中請的一部分，本發 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中，
[0016] 圖1是根據本發明實施例中的局部放電特高頻檢測中的干擾抑制方法流程圖；
[0017] 圖2是本發明實施例中信號差峰值計算示意圖；其中，H為信號差峰值，Vm。、為數據 序列V的峰值，Vm為數據序列V的眾數
[0018] 圖3A是局部放電檢測系統測量頻段寬度為300M-1. 5G，頻點法逐步步進的點頻步 進寬度為IOM下的信號降噪前的時域波形和降噪后的時域波形；
[0019] 圖3B是局部放電檢測系統測量頻段寬度為300M-2G，頻點法逐步步進的點頻步進 寬度為20M下的信號降噪前的時域波形和降噪后的時域波形。
【具體實施方式】
[0020] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例W及實施例中的特征可W 相互組合。下面參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
[0021] 圖1是根據本發明實施例中的局部放電特高頻檢測中的干擾抑制方法流程圖，如 圖1所示，該方法包括如下步驟S11-S14 :
[0022] 步驟Sll :在局部放電特高頻檢測系統測量頻段范圍內，采用點頻法逐步步進的 方式完成整個測量頻段范圍內的信號能量分布的摸底測試。
[0023] 步驟S12 :計算每個頻點所對應的測試數據序列的信號差峰值。
[0024] 步驟S13 :重復上述步驟m次，計算m次所述測試數據序列的信號差峰值的平均 值，取最大的信號差峰值的平均值所對應的頻點作為當前環境中最優測試頻點，其中，m為 正整數。
[00巧]步驟S14 :將系統工作模式切換為：W所述當前環境中最優測試頻點為中屯、的窄 帶測試工作模式。
[00%] W下對于上述步驟作具體說明。
[0027] 本發明提出方法的核屯、思路為：改變傳統特高頻局部放電檢測系統寬帶工作模式 為窄帶工作，且窄帶頻帶的選取W本發明提出的信號差峰值最優為判據，該判據可保證窄 帶頻帶選取為放電脈沖信號能量最優分布頻段，從而避開高頻窄帶信號頻段，得到干凈的 放電信息。
[0028] 脈沖信號的信號差峰值為脈沖高于低噪的大小。可W用H代表信號差峰值，高頻 窄帶干擾信號檢波后是水平線，雖然幅值較高，但信號差峰值H較小，接近為0,如此信號差 峰值最大的判據可保證篩選出的頻段為脈沖信號檢波幅值最高的頻段，而成功避開窄帶干 擾頻段。目P，信號差峰值計算方法為：
[0029] H = Vmax-Vm (D
[0030] 其中Vm。、為數據序列V的峰值，Vm為數據序列V的眾數。信號差峰值H計算如圖 2所示。
[0031] 本實施例所述方法具體實現步驟如下：
[0032] 1)在局部放電特高頻檢測系統測量頻段內，采用點頻法逐步步進的方式完成整個 測量頻段范圍的信號情況摸底測試（在未知的信號能量分布的測試環境中，通過點頻法逐 步步進的方式，獲取局部放電檢測系統測量頻段范圍內環境信號能量的頻譜分布信息）； 點頻步進寬度根據不同的局部放電檢測系統測量頻段寬度不同，比如，局部放電特高頻檢 測系統測量頻段為300M-1. 5G，可采用IOM的步進，若局部放電特高頻檢測系統測量頻段為 300M-2G，可采用20M的步進寬度。
[0033] 2)局部放電特高頻檢測系統測量頻段^步進寬度二頻點數；若用n代表頻點數， 0《i《n，fi代表第i個頻點，則為了捕捉較為完整的局部放電的脈沖信號，我們可W設置 每一個頻點下的測試時長設為20ms。
[0034] 扣如果用V代表測試數據序列，那么針對每個頻點測試數據，可W計算測試數 據序列V在相應的頻點上的信號差峰值H 1。
[0035] 4)整個測試數據序列V的點頻步進測試流程結束后，得到頻點序列和信號差峰值 序列序列對
[0036] 5)為了保證較好的頻段篩選效果，可連續重復執行第1-4步，比如執行m次，得到 一系列的得到頻點序列和信號差峰值序列序列對（fim，HJ，并且可W通過求平均計算，得 到頻點序列平均值和信號差峰值平均值序列對C寫，吊），找出信號差峰值平均值的 最大值^^；；；；；及其對應的頻點記為^^，^；^即為當前環境中最優測試頻點。
[0037] 6)切換系統工作模式為為中屯、的窄帶測試工作模式。
[0038] 下面通過一個實際的檢測系統來說明本實施例技術方案的具體內容。
[0039] 硬件主要包括信號調理器、模擬采集卡和上位機=個部分。固定中屯、頻率的窄帶 檢測可由信號調理器完成，該信號調理器應自帶混頻器，W保證窄帶檢測的中屯、頻率可變； 數據采集部分由模擬采集卡實現；算法流程控制、信號差峰值計算W及當前環境中最優測 試頻點的選擇由上位機（內置算法軟件）實現。本實施例中的干擾抑制在此硬件基礎上實 施。
[0040] 本實施例中，不同的局部放電檢測系統測量頻段寬度下，所述頻點法逐步步進的 點頻步進寬度不同。
[0041] 圖3A中，設定特高頻檢測系統工作頻帶范圍為300M-1. 5G，點頻步進設為10M，每 個頻點下測試時間設為20ms，全頻段內點頻測試重復20次，信號降噪前的時域波形和降噪 后的時域波形。降噪前檢測幅值有0. 5V左右的直流偏置，降噪后消失；降噪前有通訊載波 干擾信號檢波的方波波形，降噪后消失。降噪前采用的300M-1. 5G寬帶檢測，降噪后選取的 是550M窄帶檢測，所W信號幅值略有減小。兩者采樣時長均為20ms ( -個工頻周波）。
[0042] 基于上述方法，本實施例中再給出一種局部放電特高頻檢測中的干擾抑制裝置包 括：信號采集模塊，用于局部放電特高頻檢測系統整個測量頻段范圍內的信號情況摸底測 試，在實現中信號采集模塊可由模擬采集卡實現，計算模塊，用于計算每個頻點所對應的測 試數據序列的信號差峰值、信號差峰值平均值、當前環境中最優測試頻點，在實現中，計算 模塊可W由計算機編程實現；信號調理模塊，用于局部放電特高頻檢測系統測試過程中的 窄帶工作模式和寬帶工作模式的切換，W及窄帶工作模式下中屯、頻點的控制，在實現中信 號調理模塊可W由自帶混頻器的信號調理器完成。
[0043] 信號調理模塊包括切換模塊，用于局部放電特高頻檢測系統測試過程中的窄帶工 作模式和寬帶工作模式的切換，信號調理模塊還包括混頻模塊，用于窄帶工作模式下中屯、 頻點的控制。
[0044] 可變例1
[0045] 本例中，所有方法步驟或裝置結構都與實施例1中一致，所不同的是改變一些設 定參數，例如，設定特高頻檢測系統工作頻帶范圍為300M-2G，點頻步進設為20M，每個頻點 下測試時間設為20ms，全頻段內點頻測試重復20次，信號降噪前的時域波形和降噪后的時 域波形如圖3B所示。
[0046] 降噪前檢測幅值有0. 5V左右的直流偏置，降噪后消失；降噪前有通訊載波干擾信 號檢波的方波波形，降噪后消失。降噪前采用的300M-2G寬帶檢測，降噪后選取的是560M 窄帶檢測，所W信號幅值略有減小。兩者采樣時長均為20ms ( -個工頻周波）。
[0047] 本發明提出的自適應頻帶選擇的窄帶干擾抑制方法，核屯、思路為改變傳統特高頻 局部放電檢測系統寬帶工作模式為窄帶工作，且窄帶頻帶的選取W本發明提出的信號差峰 值最優為判據，該判據可保證窄帶頻帶選取為放電脈沖信號能量最優分布頻段，從而避開 高頻窄帶信號頻段，得到干凈的放電信息。
[0048] W上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明掲露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該W權利要求的保護范圍 為準。
【主權項】
1. 一種局部放電特高頻檢測中的干擾抑制方法，其特征在于，在局部放電特高頻檢測 系統測量頻段范圍內，采用點頻法逐步步進的方式完成整個測量頻段范圍內的信號能量分 布的摸底測試； 計算每個頻點所對應的測試數據序列的信號差峰值； 重復上述步驟m次，計算m次所述測試數據序列的信號差峰值的平均值，取最大的信號 差峰值的平均值所對應的頻點作為當前環境中最優測試頻點，其中，m為正整數； 將系統工作模式切換為：以所述當前環境中最優測試頻點為中心的窄帶測試工作模 式。2. 跟據權利要求1所述的方法，其特征在于，不同的局部放電檢測系統測量頻段寬度 下，所述頻點法逐步步進的點頻步進寬度不同。3. 跟據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述摸底測試是指：在未知的信號能量分 布的測試環境中，通過點頻法逐步步進的方式，獲取局部放電檢測系統測量頻段范圍內環 境信號能量的頻譜分布信息。4. 跟據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述信號差峰值的計算方法是： 信號差峰值=測試數據序列的峰值-測試數據序列的眾數。5. -種局部放電特高頻檢測中的干擾抑制裝置，其特征在于，包括： 信號采集模塊，用于局部放電特高頻檢測系統整個測量頻段范圍內的信號情況摸底測 試； 計算模塊，用于計算每個頻點所對應的測試數據序列的信號差峰值、信號差峰值平均 值、當前環境中最優測試頻點； 信號調理模塊，用于局部放電特高頻檢測系統測試過程中的窄帶工作模式和寬帶工作 模式的切換，以及窄帶工作模式下中心頻點的控制。6. 跟據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述信號調理模塊包切換模塊，用于局部 放電特高頻檢測系統測試過程中的窄帶工作模式和寬帶工作模式的切換。7. 跟據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述信號調理模塊包括混頻模塊，用于窄 帶工作模式下中心頻點的控制。
【文檔編號】G01R31/12GK105988067SQ201510093744
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年3月3日
【發明人】唐志國
【申請人】北京華電智成電氣設備有限公司