多频段滤波技术在局放检测中的应用研究

白剑忠，付炜平国网河北省电力公司检修分公司，河北石家庄　050071



多频段滤波技术在局放检测中的应用研究

白剑忠，付炜平
国网河北省电力公司检修分公司，河北石家庄050071

摘要为了在局部放电检测过程中识别和去除现场干扰信号，使普通的检测员也能简单、快速的完成复杂的现场干扰信号处理工作，研究了一种自动对现场局放检测信号和干扰进行识别分析的装置。通过自动控制信号处理装置（智能滤波模块）与数字滤波算法对干扰信号进行多频段滤波处理，提高检测信号的信噪比，确保检测数据的准确性。

关键词局部放电；干扰识别；多频段滤波；信噪比

1　课题研究背景和意义

现场干扰信号的识别和去除，一直是局部放电检测过程中的难点，本装置自动对现场局放检测信号和干扰进行识别分析，通过自动控制信号处理装置（智能滤波模块）与数字滤波算法对干扰信号进行处理，提高检测信号的信噪比，确保检测数据的准确性。

2　设计方案

智能控制模块开始自动对输入的背景信号和标准放电波形进行分析，智能搜索出有效的检测频段，然后自动控制模拟矩阵滤波器内的多个滤波器按要求组合，对输入信号进行处理，同时也可以采用数字滤波器进行滤波。

最后处理后的信号输出给局放检测系统。

3　设计原理

局部放电智能干扰处理器采用数字和模拟混合的方式来滤除现场的干扰信号，从而提高信噪比。检测现场干扰信号的复杂性决定了干扰信号不可能只存在于单个频段范围内，如下图所示，现场干扰往往会处在检测频段内多个子频带内，且与局放信号没有固定的幅频、相位关系。

而现有滤波器一般分为高通、低通及带通三种，而每一种只能处理单个频段的信号。参考下图我们不难发现，使用常规的滤波器固然可以滤除干扰，但同时也大大减少了有效的检测频段。

3.1低通滤波器处理结果

低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过， 但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。

3.2高通滤波器处理结果

高通滤波器，又称低截止滤波器、低阻滤波器，允许高于某一截频的频率通过，而大大衰减较低频率的一种滤波器。它去掉了信号中不必要的低频成分或者说去掉了低频干扰。

3.3带通滤波器处理结果

带通滤波器是一个允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段的设备。比如RLC振荡回路就是一个模拟带通滤波器。

针对这种情况，必须设计一款能够同时去除多个频段的干扰信号的矩阵式滤波器，矩阵滤波器由众多滤波器和组合开关组成，工作时由组合开关自由组合，可同时对多个检测频段进行处理。

3.4矩阵滤波器组成原理

使用矩阵式滤波器，能够同时对多个频段的信号进行处理，在检测过程中的使用效果如下图所示，这样就能最大限度的保证有效检测频段。

数字滤波我们采用一块高速AD、DA卡和数字滤波算法来完成，具体操作步骤如下：

通过高速A/D采集卡，将传感器采集到的模拟信号转换成数字信号，通过各种算法对采集到的数字信号进行处理，进一步滤除干扰，最后将滤除干扰后的数字信号通过D/A转换成模拟信号输出。

4　软件实现

智能干扰处理软件是基于Windows操作系统下 ，VC++环境下开发而成。界面操作简单，可以实时显示传感器接收到干扰信号的波形时域和频域波形；发出方波的幅度、频率和调节，加入方波后和加入方波之前的频率特性界面；信号经过智能干扰处理器后的时域特性界面和频域特性界面等多界面显示。

5　结论

本装置实现了对高压设备局部放电带电检测的干扰信号进行滤波处理的功能。使用高速处理芯片、精密电子元器件、数字滤波技术、矩阵滤波技术、多频段开窗干扰处理等多种技术去除干扰信号。多频带滤波，矩阵滤波器由众多滤波器和组合开关组成，工作时由组合开关自由组合，可同时对多个检测频段进行处理。解决了国内外单频帯检测方法的局限性，最大限度的保证有效检测频段。

参考文献

[1]邱毓昌.用超高频法对GIS绝缘进行在线监测[J].高压电器，1997（4）.

[2]钟玉萍，数字滤波技术在低压电器检测试验中的应用[J].硅谷，2011（17）.

[3]李新福.数字滤波技术在电器检测中的应用[J].电工技术杂志，2004（6）.

[4]孙才新.变压器局放在线监测信号处理的数字滤波技术[J].重庆大学学报，1997.

[5]杨明，数字滤波技术及其在电池检测系统中的应用[J].现代电子技术，2003（5）.

[6]谢良聘.FFT频域分析算法抑制窄带干扰的研究[J].高电压技术，2000（4）.

[7]唐炬，局部放电信号中的白噪声和窄带干扰[J].高电压技术，2002（12）.

[8]金显贺.一种用于在线检测局部放电的数字滤波技术[J].清华大学学报：自然科学版，1993（4）.

中图分类号TM7

文献标识码A

文章编号1674-6708（2016）155-0104-02