高壓電纜局部放電檢測中干擾抑制技術(shù)研究

姜興昌，陳曉朋，張宇航，陳明喜，楊易斐

（1.河南四達檢測技術(shù)有限公司，河南 許昌 461000；2.河南四達電力設備股份有限公司，河南 許昌 461500）

1 引言

高壓交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電力電纜的運行可靠性直接關(guān)系到電網(wǎng)的本質(zhì)安全，數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，導致電纜故障的主要原因是由于電纜產(chǎn)品質(zhì)量和安裝工藝不當產(chǎn)生的，占比達到60%以上，但是通過技術(shù)手段的發(fā)現(xiàn)率只有不到0.5%。原因在于，電纜局部放電屬于高頻脈沖微弱信號，在電纜傳播中會產(chǎn)生明顯的衰減現(xiàn)象，而且現(xiàn)場檢測環(huán)境復雜，各種干擾信號會和局部放電信號混疊一起進入檢測系統(tǒng)中，局部放電信號被現(xiàn)場干擾所掩蓋，造成局部放電信號難以獲取準確幅值，進而對放電的程度及缺陷位置計算造成困難。

因此，本文針對電纜局部放電中常見的干擾信號，提出不同的抑制干擾方法和應用環(huán)境，在局部放電信號經(jīng)過硬件和軟件濾波進行干擾抑制下，提高局部放電的信噪比，實現(xiàn)局部放電的精確測量需求。

2 抑制干擾技術(shù)

電纜局部放電檢測中環(huán)境干擾復雜，干擾主要包括接地系統(tǒng)的干擾、電源引起的干擾、環(huán)境中的各類電磁場輻射的干擾等，電纜局部放電檢測抑制干擾方法，主要包括儀器前端的模擬濾波和局部放電軟件中的數(shù)字濾波，以及利用極性求極值、小波分析的噪聲抑制算法，以及從譜圖統(tǒng)計的角度對局部放電脈沖進行識別分類等。

2.1 硬件濾波

使用各種帶通濾波器，如高通或低通濾波器，可有效消除和抑制連續(xù)的周期性干擾。濾波器帶寬和中心頻帶的選擇視干擾信號的頻帶而定，窄帶濾波器抗干擾性能好，能有效抑制通頻帶外的大部分干擾信號，但缺點是也容易造成部分有用信號的某些頻率喪失。而帶寬濾波器能夠獲取較豐富的頻率成分，但是，不利于干擾的抑制。

2.2 軟件濾波

（1）使用數(shù)字濾波技術(shù)抑制干擾信號，如中值濾波法、低通濾波、滑動濾波等，軟件數(shù)字濾波種類多，并且可任意改變?yōu)V波器參數(shù)等優(yōu)點。

（2）脈沖極性鑒別法是利用局部放電脈沖具有極性特征，利用兩側(cè)檢測到局部放電脈沖極性進而判斷出局部放電來源。

（3）時域開窗法，主要應用于在時間上或者相位上固定的干擾信號，采用軟件處理后，將某些放電相位信息進行置零或不顯示，從而去除相位上固定的干擾信號，但是，該方法前提是干擾信號與局部放電信號相位或者時域信號不重合，這種方法有一定的應用范圍。

（4）等效時頻分離法，是將局部放電脈沖按其各自的等效頻率、等效時長或其他的與波形相關(guān)的特征參量進行分類，形成時頻映射譜圖如圖1所示。時頻譜圖的特點是多個放電源、不同放電類型的局部放電脈沖會被映射到不同聚點，這樣便于在局部放電相位譜圖上將有效放電和噪聲干擾區(qū)分開來。該技術(shù)已經(jīng)應用在現(xiàn)場在線測量數(shù)據(jù)的判別，也可應用到離線局部放電試驗的數(shù)據(jù)分析。

3 結(jié)語

本文闡述了在電纜局部放電檢測中經(jīng)常使用的干擾抑制方法，包括硬件處理和軟件處理，對干擾較小時，兩種方法效果基本一致，但在干擾嚴重環(huán)境復雜條件下，采用多種方法結(jié)合使用才能將干擾抑制到允許水平，提高信噪比，實現(xiàn)電纜局部放電的精準檢測。

圖1 局部放電等效時頻圖