摘要:特高频局部放电测试中,往往会遇到各种电磁信号干扰,给测试工作带来很大影响。在外部干扰信号较强的情况下,必须采取排除干扰的措施。特高频测试常见的抗干扰方法有消除干扰源法、滤波法、屏蔽法、典型图谱识别法、信号源定位法等等。这些方法各有优缺点,适用于不同场合,需要根据现场实际情况合理选择。针对这一现状,本文深入分析研究了各种抗干扰方法的原理和特点,并结合实际工作给出了现场使用情况。
关键词:局部放电;特高频;带电测试;抗干扰
在电力设备特高频局部放电现场测试过程中,往往会存在各种各样的干扰信号。这些干扰信号可能来自附近雷达、手机、灯光、引流线、架构、输电线路、杆塔等等,这些干扰信号在一定程度上会影响测试结果,给现场工作人员的测试结果判断造成困难。
因此,在外部干扰信号较强的情况下,必须采取排除干扰的措施。排除干扰的措施主要从以下三方面入手:干扰源、干扰途径和数据处理。现场工作人员应根据实际情况采取合理的排除干扰措施,避免因外部干扰而造成的误判。
1 消除干扰源法
1.1 原理及方法
该方法从干扰源入手,要求关闭被测设备周围的手机、对讲机、无线电通讯器材、灯光、六氟化硫含量监测装置、电机等可能造成干扰的设备。
1.2 实际使用情况
关闭周围可能造成干扰的设备,对排除干扰的效果良好。但实际使用中,很多干扰源是没办法关闭的,例如站外工程施工队伍、站外雷达、通讯杆塔、站内架构或引流线。对这些不容易消除的干扰源,只能采取选择干扰时段规避,或其他排除干扰的措施。
2 硬件滤波法
2.1 原理及方法
现场很多干扰信号是具有特定频段的,例如空气中的电晕多为300MHz以下,手机信号主要为900MHz和1800MHz。因此,很多厂家为自己的设备专门配置了硬件滤波器。这些滤波器可滤除相应频带的特高频信号,切断干扰途径,从而实现排除干扰的目的。采用高通滤波器,还能利用高频率电磁信号在空气中衰减较快的特点,削弱外部空间高频带电磁信号的干扰作用。
2.2 实际使用情况
硬件滤波器的滤波效果良好,可以有效地滤除特定频带的干扰信号。但是硬件滤波器的滤波频带都是固定的,不能随意更改,而且现场使用较为麻烦,有时需要更换数次滤波器才能达到理想效果。此外,滤波器体积较小,硬件滤波器在实际使用中容易造成丢失和损坏。增加硬件滤波器会增加仪器成本,因此,一般只有高端仪器才会配备。对某些外部干扰如外部引流线、杆塔等设备上的局部放电信号,本身就和GIS内部缺陷放电信号相似频带,因此很难依靠滤波器完全消除,只能进行一定程度的削弱。
3 软件滤波法
3.1 原理及方法
该方法从数据处理方面入手,在仪器的数据处理程序中,加入滤波算法,利用软件的手段实现硬件滤波器的功能,切断干扰途径,比如设定触发阈值、调整检测频带、关闭增益等。有的厂家设置为检测频带可调,也有的厂家将检测频带定为高通、低通和全通三个模式。调高检测频带除了能滤除中、低段频带的干扰信号外,还能利用高频率电磁信号在空气中衰减较快的特点,削弱外部空间高频带电磁信号的干扰作用。
3.2 实际使用情况
与硬件滤波法相比,软件滤波发具有滤波模式灵活、使用方便快捷、不易损坏等优点;虽然滤波效果达不到硬件滤波器的水平,但实际效果已经非常明显,基本可以满足现场使用需要。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而且软件滤波法不需要配备额外的硬件,有利于控制成本,因此在中低端检测仪器中,软件滤波法获得了大量应用。与硬件滤波法类似,对某些外部干扰如外部引流线、杆塔等设备上的局部放电信号,很难依靠滤波器完全消除,只能进行一定程度的削弱。
4 屏蔽法
4.1 原理及方法
该方法主要是采用屏蔽装置,将传感器与被测设备包裹起来,与外部干扰信号隔开,切断干扰途径。屏蔽装置中比较常见的是屏蔽带。
4.2 实际使用情况
使用屏蔽装置包裹被测设备和传感器时,很难做到不留缝隙。如果外部干扰型号较强的话,可以通过这些缝隙进入传感器。此外,对于不带金属屏蔽的绝缘盆子,外部干扰信号可以从测点以外的其他绝缘盆子或者出线套管处进入被测设备。若将测点周围盆子全部安装屏蔽装置,工作量过大。因此,安装屏蔽装置的方法工作量大,需要的时间长,而且实际效果并不是很好,现场应用较少。
5 典型图谱识别法
5.1 原理及方法
将现场检测到的信号图谱与典型干扰信号图谱进行对比,若检测图谱与典型图谱具有相似特征,则说明检测到的信号很可能是干扰型号。
5.2 实际使用情况
该方法原理简单、使用方便,可以有效识别所检测到的信号是否为干扰信号。但是该方法并不能消除或抑制干扰信号的影响,只是能进行简单的区分,如果干扰信号过强的话,就会覆盖设备内部信号,可能会导致工作人员误判。因此,现在应用时,如果发现干扰信号过强,而又怀疑设备内部有放电缺陷时,往往会结合使用其他排除干扰的手段。
6 信号源定位法
6.1 原理及方法
选择合适的定位方法,对检测到的异常信号进行定位。若定位于设备外部,则说明该信号属于外部干扰;若定位于设备内部,这说明该信号来自设备内部缺陷。
6.2 实际使用情况
该方法是判断异常信号为干扰信号还是内部缺陷放电信号的最可靠手段,现场应用较多。由于现场干扰源大多为不可控干扰源,即使找到放电源位置短时间内也不可能消除,因此该方法不能够有效消除或抑制干扰信号的影响,如果干扰信号过强的话,就会覆盖设备内部信号,可能会导致工作人员误判。因此,现在应用时,如果发现干扰信号过强,而又怀疑设备内部有放电缺陷时,往往会结合使用其他排除干扰的手段。
7 背景干扰测量屏蔽法
7.1 原理及方法
在设备附近放置专门的背景干扰测量传感器,用于接收外部干扰信号;然后应用数据处理手段,将设备测量传感器测试结果中,具有与背景干扰测量传感器检测到的相似特征的数据滤除,从而达到消除干扰信号的目的。
7.2 实际使用情况
该方法可以有效地滤除外部干扰信号。但是该方法有一个很大的弊端:由于很多外部干扰信号与内部放电信号具有相似的特征,或者内部放电信号泄露到背景测量传感器时,就会导致设备内部放电信号被很大程度上削弱。因此,该方法现场应用较少。
参考文献
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论文作者:高振府1,高起山1,贾冬明2,张迎宾1,宫宁1
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签:干扰论文; 信号论文; 方法论文; 频带论文; 滤波器论文; 设备论文; 现场论文; 《电力设备》2018年第24期论文;