OWTS系統抗干擾實效好

來源：揚州國浩電氣有限公司 2025年06月30日 07:36

電纜振蕩波局放測試

XLPE電纜局部放電現場檢測及定位系統主要應用于現場PD測量，因而現場的抗干擾技術是一個重要的難點。由于局放現場檢測噪聲很大，干擾較多，但若不采取相應的抗干擾措施，很難測得真實的電纜局部放電信號。OWTS系統阻尼振蕩檢測在這方面取得了比較好的抗干擾效果，初步分析有以下兩個原因：一是因為阻尼振蕩波局放檢測屬于離線脫網的檢測方式，已避免了大多電網系統的干擾源；二是因為其在系統軟件中采用的數字化抗干擾措施有數字濾波、動態閾值法、小波分析、時延鑒別法等，通過有效的數據庫建模，達到了比較好的專家分析排除效果。

1. 數字濾波
數字濾波技術作為信號去噪的常用工具已經有很長時間。通過傅里葉變換，獲取PD脈沖和噪聲的頻域信息，然后根據PD脈沖和噪聲在頻域具有不同的分布特征，選取相應的頻帶，設計不同的數字濾波器對信號進行濾波實現去噪，常用的數字濾波器有Bessle濾波器、Butterworth濾波器、Chebyshev濾波器、Elliptic濾波器等。根據實際噪聲的頻率分布情況，常用的有低通、高通、帶通、帶阻和任意形狀的濾波器。由于局部放電現場檢測環境的復雜性，干擾和噪聲對真實放電的判斷影響較大，結合上述四種濾波器的特點，本系統選用了Bessle帶通數字濾波器，其特點為在通帶內的衰減比較慢，擁有近似于線性的頻率特性，且具有良好的瞬態特性，主要表現在其沖激響應特性曲線的上升沿陡，幅值高，且尾部無振蕩等。以上特點可使得局放信號衰減較小，波形更為平滑。帶通選擇結合本系統選擇的數字濾波的頻帶范圍為20kHz-40MHz。

2. 小波分析
局部放電脈沖是一種非平穩、瞬變信號，在時域上表現為快速的脈沖，信號處理中稱之為奇異信號或“奇點”，幅頻特性幾乎分布于整個頻域。由于其在時域和頻域都沒有特別明顯的特征，使得單純的采用時域或頻域分析方法都不足以將PD脈沖同其它信號分隔開來。小波變換是基于非平穩信號的分析手段，在時域、頻域同時具有良好的局部化性質，非常適合于不規則、瞬變信號的處理，其優異的數學特性，為PD測量的抗干擾開辟了新的途徑。

小波分析用聯合的時間和尺度平面來描述信號，同時兼顧了短時傅里葉變換和時頻分析的特點，使它在處理非平穩信號中有一定的優勢。從系統響應的角度來看，小波變換是將信號分解到一系列選擇性相同的頻帶上，實質上為信號x(t)經一系列帶通濾波器濾波后的輸出。目前常用的小波主要有Haar小波，Daubechies(dbN)小波，MexicanHat(mexh墨西哥帽)小波，Morlet小波，Gaussian小波等等。在以上可用的小波中，Daubechies(dbN)小波幾乎具備了我們分析快速時變信號所需要的所有的性質，例如在時域上是有限緊支撐的，正交性和不對稱性，基于以上原因，對局部放電信號的小波分析上Daubechies(dbN)小波是目前使用較多的基小波。本系統根據PD信號特點，采用較為成熟的離散小波變換(Discrete Wavelet Transform，簡稱DWT）通過選擇不同的dbN基小波、不同的分解水平和不同的閾值處理方法，相關的閾值處理方法有Stein'sUnbiased Risk Estimated(SURE)，Hybrid，Universal和Minimax。通過對上述參數的設置可對局部放電信號達到的去噪水平與分析。

3. 動態閾值法
本系統中動態閾值法是在對所測信號進行數字濾波或小波分析后進行的。其具體處理過程為：將所測得數據分成n段，取每段數據值的值，并將所求n個值求和并求平均，得到噪聲的平均水平，然后乘以閾值系數(一般為2)，從而得到測量信號的動態閾值Y。最后將所有數據求值后與Y進行對比，小于Y的將被濾除，大于Y的將被保留，因而可以做到對白噪聲和較小干擾信號的抑制。其優點為由于現場噪聲水平不同，動態閾值不是一個固定的數值，所以可以很好的抑制白噪聲干擾。

4. 時延鑒別法
時延鑒別法主要應用于本系統的PD定位中。電纜中發生局部放電時，放電脈沖將沿兩個相反方向傳播，并伴隨發生反射、衰減、畸變等現象，采集系統可采集一對PD信號：原波和反射波，并且其具有明顯的時延特性，即△t<2L/v。除此之外，還有以下兩個特征：①兩信號波形特征相似，反射波幅值較原波幅值小；②兩波的極大值極性相同。通過上述信號的特征，可鑒別PD信號，若是干擾信號，則不能同時滿足以上三個信號特征。通過以上規律即可進行自動定位和手動定位，前者主要是通過Peak-match算法，后者通過有經驗的人員進行判定。通過時延鑒別即可達到對局放信號去偽存真、準確定位的目的。

OWTS系統的軟件可以綜合使用以上數字化抗干擾方法選擇或并用，包括帶通和小波兩種濾波方式和許多輔助功能，并通過對局放波形進行分析來消除干擾數據，并采用數理統計的方法來評估局放的檢測結果。OWTS系統的專家分析軟件可在各地的電纜線路阻尼振蕩波檢測上得到考驗和修正完善，處理效果可靠性高。

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