局部放电信号和干扰的特性分析-中试控股

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局部放电信号和干扰的特性分析

时间：2020-08-06

电力变压器在实际运行中会受到多方面的扰动，这使得局部放电信号和干扰信号表现出不同的特性。因此，只有充分掌握局放信号和干扰信号的产生原因、传播路径及传播特性，才能有针对性的找到合理抗干扰方法，将干扰信号滤除并保证有用信号能量不受损失达到去噪目的。

1. 局部放电信号特性
超声波是机械振动在弹性介质中的传播，属于机械波。该信号是一种非线性非平稳的脉冲信号。超声波信号在不同物体和不同工作环境下损耗大小和传播规律是不相同的。局部放电超声波信号在通过不同介质时会发生能量损耗。在通过气体介质时引起损耗的原因是波的扩散现象，在通过固体介质时引起损耗的原因是超声波在传播过程中能量将转化为热能。研究表明变压器局部放电产生超声波可分两类，一类是变压器内部气泡放电引起气泡壁振动产生超声波，表现出的特点是均匀密集。另一类是绝缘介质在强电场作用下发生游离基础，表现出的特点是间断大脉冲。

2. 干扰及特性分析
局部放电信号中干扰信号可分为三种:第一种是变压器中的介质如铁心、冷却扇、有载分接开关(OLTC)闭合以及自然界中的风雨雷电的引起的机械振动；第二种是高压输电线上的电晕干扰、绝缘套管表面上的泄漏电流以及电路的放电干扰；第三种是电磁波干扰，如移动通信、广播电视信号等。

机械振动引起的干扰频率主要分布在2.5kHz以下。其中冷却扇振动频率在4kHz以下，冷却泵振动在2kHz以下，有载分接开关动作频率也在2kHz以下。电晕干扰频率带在9000-18000kHz之间，以电压等级为110kV的变压器为例，在输电线上会产生持续时间为2μs干扰频率为18MHz的电晕。电磁波干扰中的移动通信信号与广播电视信号频率带都是固定的，上述干扰信号统称为窄带干扰。其频率与超声波信号不再同一频带可使用带通滤波器将以上干扰滤除。

白噪声由电子间无规则动运产生的，并存在于所有绝对零度以上导体两端。白噪包含各种随机噪声，可以用均值为零方差为占的平稳信号表示，理论上白噪干扰频带较宽分布在整个频段上，在实际工作中通常将连续平缓宽频带信号看作为白噪声。

通过以上研究可知局部放电信号主要受到窄带干扰和白噪干扰，局放信号中的干扰分类见表所示。

局放信号中的干扰分类

局放信号成分	产生原因	频带/kHz	处理方式
机械振动	变压器铁芯等部件振动	2.5以下	带通滤波器
电晕干扰	局放意外的电脉冲	9000-18000	带通滤波器
电磁干扰	电视、射频信号等	500以上	带通滤波器
白噪声	电子无规则运动	宽频带	小波去噪
局放超声信号	变压器局部放电	30-160	有效信号