空气中设备绝缘内部放电检测系统接收频率的选频方法
【专利摘要】本发明涉及空气中设备绝缘内部放电监测领域，特别涉及一种空气中设备绝缘内部放电检测系统接收频率的选频方法，包括以下步骤：全频段采集时域信号；对所述时域信号分频段做傅里叶分析，得到频域信号；将30-1800MHz频段分成30-100MHz、100-300MHz、300-900MHz以及900-1800MHz四个频段判断各频段干扰信号的幅度大小，获得干扰信号幅度最小的频段，若两个频段干扰信号幅度相同，则选择频段高的频段作为干扰信号幅度最小的频段；在干扰信号幅度最小的频段中选择信噪比最高的频点作为放电信号的接收频率。本发明方法采用先筛选合适频段，再从筛选出的频段筛选出合适接收频点接收放电信号的方法，可排除一些不适宜接收放电信号的频段，从而能得到最清晰的放电信号，进而使放电信号的定位精度更高。
【专利说明】[0001] 空气中设备绝缘内部放电检测系统接收频率的选频方法
【技术领域】
[0002] 本发明涉及空气中设备绝缘内部放电监测领域，特别涉及一种空气中设备绝缘内 部放电可视检测系统接收频率的选频方法。
[0003]
【背景技术】
[0004] 常规变电站中各类输变电一次设备，包括GIS出线套管、变压器高压套管、SF6断 路器、互感器、电容器、避雷器、绝缘子等出现绝缘故障前会产生局部放电。据不完全统计， 在已有记录的事故中，由输变电一次设备故障所引起的事故占了很大的比例，而局部放电 是导致其故障的主要原因之一，也是绝缘劣化的重要征兆和表现形式，因此对局部放电的 深入研究已经逐渐成为广大科研工作者的重要课题。
[0005] 另外，我们还要兼顾定位精度的问题。接收、解算是根据载波频率的上升沿比对时 延得到时延差进行定位解算的，要求接收频率的上升沿越陡越好，即信号幅度越大越好，也 就是信号能量值越高越好，但是还要考虑到定位精度，定位精度与信号的接收频率关系密 切，如果定位精度为1米，则需要接收频率的上升沿小于3ns，折合到频率约75MHz ;如果定 位精度为〇. 3米，则需要接收频率的上升沿小于1ns，折合到频率约250MHz，即接收频率大 于250MHz才能满足定位精度大于0. 3米的技术指标要求。要接收到清晰放电信号，还要考 虑到所能接收到放电信号的幅度。放电信号在频率小于30MHz时幅度较大，信号能量值高， 但是在这段频率内的干扰信号太多，信噪比过低，无法获得清晰的放电信号，随着接收频率 的提高，接收到的信号幅度逐渐减小，能量值小，但是在这段频率范围内存在信噪比较高的 区域，可获得较清晰的放电信号。我们既要考虑接收信号的信噪比，又要考虑接收到信号的 幅度，要进行折中处理。对此，这就要求筛选符合上述标准的接收频率，以此获得最佳效果。
[0006] 有些信号的确定需要用频域方法，但频域方法属于一种主动接收方式，用既定频 率进行接收，但由于放电信号的频率范围较广，因此用频域方法进行接收显然不合适，接收 不到清晰的放电信号。
[0007]
【发明内容】
[0008] 本发明的技术目的是克服现有技术中的问题，提供一种兼顾信噪比和接收到的信 号能量值，从而可接收到最清晰放电信号进而能实现放电信号的精确定位的空气中设备绝 缘内部放电检测系统接收频率的选频方法。
[0009] 为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：一种空气中设备绝缘内部放电 检测系统接收频率的选频方法，包括以下步骤： a.全频段采集时域信号； b.对所述时域信号分频段做傅里叶分析，得到频域信号； C.将 30-1800MHZ 频段分成 30-100MHZ、100-300 MHz、300-900 MHz 以及 900-1800MHZ 四个频段判断各频段干扰信号的幅度大小，获得干扰信号幅度最小的频段，若两个频段干 扰信号幅度相同，则选择频段高的频段作为干扰信号幅度最小的频段； d.在干扰信号幅度最小的频段中选择信噪比最高的频点作为放电信号的接收频率。 [0010] 前述的一种空气中设备绝缘内部放电检测系统接收频率的选频方法，在步骤c 中，将四个频段中各频段中幅度最大的干扰信号幅度值作为该频段的干扰信号幅度。
[0011] 前述的一种空气中设备绝缘内部放电检测系统接收频率的选频方法，在步骤c 中，当四个频段中两频段的干扰信号幅度差小于等于6dB时，确定两个频段干扰信号幅度 相同。
[0012] 前述的一种空气中设备绝缘内部放电检测系统接收频率的选频方法，在步骤a 中，采样率为10-20G。
[0013] 前述的一种空气中设备绝缘内部放电检测系统接收频率的选频方法，在步骤a 中，采样率为10G。
[0014] 本发明的选频方法采用先筛选合适频段，再从筛选出的频段中筛选出合适接收频 点接收局放信号的方法，可排除一些不适宜接收局放信号的频段，从而能得到最清晰的局 放信号，进而使局放信号的定位精度高。
[0015]
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本发明的选频方法的流程图。
[0017]
【具体实施方式】
[0018] 为使本发明实现的技术方案、技术特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合
【具体实施方式】，进一步阐述本发明。本发明不限于所述的实施例。
[0019] 现有的一些放电信号的定位是通过多路射频无线接收的方式对放电信号进行接 收、解算来定位，依据解算结果在视频图像中标记出放电位置。我们都知道，放电信号是一 个高电流窄脉冲信号，富含的频率成分相当多，频率范围覆盖较宽，在时域上是一个脉宽达 十几纳秒的窄脉冲，频域上是一个近似于白噪声的宽频谱信号。但是我们经常用到的手机 信号频率900MHz和1800MHz，电视信号和广播信号，短波电台等在外场环境中广泛存在，因 此其和放电信号频率重叠部分不可用，幸好这些信号都有一个共同的特点，就是信号保持 持续，因此我们可以通过本发明的方法把干扰信号与放电信号的瞬时特性区分开。
[0020] 参照图1，本发明是一种空气中设备绝缘内部放电可视检测系统接收频率的选频 方法，包括以下步骤： (1) 全频段采集时域信号； (2) 对所述时域信号分频段做傅里叶分析，得到频域信号； (3) 将 30-1800MHZ 频段分成 30-lOOMHz、100-300 MHz、300-900 MHz 以及 900-1800MHZ 四个频段判断各频段干扰信号的幅度大小，获得干扰信号幅度最小的频段，若两个频段干 扰信号幅度相同，则选择频段高的频段作为干扰信号幅度最小的频段，因为高频段接收到 的信号幅度高，信号能量值大； (4)在干扰信号幅度最小的频段中选择信噪比最高的频点作为局放信号的接收频率。
[0021] 将 30-1800MHZ 频段分成 30-lOOMHz、100-300 MHz、300-900 MHz 以及 900-1800MHZ 四个频段判断各频段干扰信号的幅度大小，获得干扰信号幅度最小的频段中，将四个频段 中各频段中幅度最大的干扰信号幅度值作为该频段的干扰信号幅度。
[0022] 当所述 30-1800MHZ 频段分成 30-lOOMHz、100-300 MHz、300-900 MHz 以及 900-1800MHZ四个频段中两频段的干扰信号幅度差小于等于6dB时，确定两个频段干扰信 号幅度相同。小于6dB时，干扰信号差别较小，故选取6dB时作为分界点。
[0023] 由于本方法中选择30-1800MHZ作为备选用的频段，为了保证在高频段时可以清 楚看出该频段的频谱曲线，因此所述全频段采集时域信号中最好采用10-20G这样的高采 样率进行信号采集方能满足要求，但考虑到成本，优选采用10G采样率。
[0024] 上述方法采用先筛选合适频段，再从筛选出的频段中筛选出合适接收频点接收局 放信号的方法，可排除一些不适宜接收局放信号的频段，从而能得到最清晰的局放信号，进 而使局放信号的定位精度高。
[0025] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
【权利要求】
1. 一种空气中设备绝缘内部放电检测系统接收频率的选频方法，包括以下步骤： a. 全频段采集时域信号； b. 对所述时域信号分频段做傅里叶分析，得到频域信号； c. 将 30-1800MHZ 频段分成 30-lOOMHz、100-300 MHz、300-900 MHz 以及 900-1800MHZ 四个频段判断各频段干扰信号的幅度大小，获得干扰信号幅度最小的频段，若两个频段干 扰信号幅度相同，则选择频段高的频段作为干扰信号幅度最小的频段； d. 在干扰信号幅度最小的频段中选择信噪比最高的频点作为放电信号的接收频率。
2. 根据权利要求1所述的一种空气中设备绝缘内部放电检测系统接收频率的选频方 法，其特征在于，在步骤c中，将四个频段中各频段中幅度最大的干扰信号幅度值作为该频 段的干扰信号幅度。
3. 根据权利要求2所述的一种空气中设备绝缘内部放电检测系统接收频率的选频方 法，其特征在于，在步骤c中，当四个频段中两频段的干扰信号幅度差小于等于6dB时，确定 两个频段干扰信号幅度相同。
4. 根据权利要求1所述的一种空气中设备绝缘内部放电检测系统接收频率的选频方 法，其特征在于，在步骤a中，采样率为10-20G。
5. 根据权利要求4所述的一种空气中设备绝缘内部放电检测系统接收频率的选频方 法，其特征在于，在步骤a中，采样率为10G。
【文档编号】G01R23/16GK104111375SQ201410319085
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】王骏, 李波, 陆振威, 王建刚, 包立珠, 王亮 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司检修分公司