多頻段濾波技術在局放檢測中的應用研究

白劍忠，付煒平國網河北省電力公司檢修分公司，河北石家莊　050071

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多頻段濾波技術在局放檢測中的應用研究

白劍忠，付煒平
國網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場干擾信號，使普通的檢測員也能簡單、快速的完成復雜的現場干擾信號處理工作，研究了一種自動對現場局放檢測信號和干擾進行識別分析的裝置。通過自動控制信號處理裝置（智能濾波模塊）與數字濾波算法對干擾信號進行多頻段濾波處理，提高檢測信號的信噪比，確保檢測數據的準確性。

關鍵詞局部放電；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，本裝置自動對現場局放檢測信號和干擾進行識別分析，通過自動控制信號處理裝置（智能濾波模塊）與數字濾波算法對干擾信號進行處理，提高檢測信號的信噪比，確保檢測數據的準確性。

2　設計方案

智能控制模塊開始自動對輸入的背景信號和標準放電波形進行分析，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的多個濾波器按要求組合，對輸入信號進行處理，同時也可以采用數字濾波器進行濾波。

最后處理后的信號輸出給局放檢測系統。

3　設計原理

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

而現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現，使用常規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組成，工作時由組合開關自由組合，可同時對多個檢測頻段進行處理。

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。

數字濾波我們采用一塊高速AD、DA卡和數字濾波算法來完成，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換成數字信號，通過各種算法對采集到的數字信號進行處理，進一步濾除干擾，最后將濾除干擾后的數字信號通過D/A轉換成模擬信號輸出。

4　軟件實現

智能干擾處理軟件是基于Windows操作系統下 ，VC++環境下開發而成。界面操作簡單，可以實時顯示傳感器接收到干擾信號的波形時域和頻域波形；發出方波的幅度、頻率和調節，加入方波后和加入方波之前的頻率特性界面；信號經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　結論

本裝置實現了對高壓設備局部放電帶電檢測的干擾信號進行濾波處理的功能。使用高速處理芯片、精密電子元器件、數字濾波技術、矩陣濾波技術、多頻段開窗干擾處理等多種技術去除干擾信號。多頻帶濾波，矩陣濾波器由眾多濾波器和組合開關組成，工作時由組合開關自由組合，可同時對多個檢測頻段進行處理。解決了國內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。

參考文獻

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中圖分類號TM7

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2016）155-0104-02