局部放電測(cè)試儀中的干擾及抗干擾措施

　　一、局放干擾的來(lái)源

　　廣義的局放干擾是指除了與局放信號(hào)一起通過(guò)電流傳感器進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的干擾以外，還包括影響監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本身的干擾，諸如接地、屏蔽、以及電路處理不當(dāng)所造成的干擾等。現(xiàn)場(chǎng)局放干擾特指前者，它可分為連續(xù)的周期型干擾、脈沖型干擾和白噪聲。周期型干擾包括系統(tǒng)高次諧波、載波通訊以及無(wú)線電通訊等。脈沖型干擾分為周期脈沖型干擾和隨機(jī)脈沖型干擾。周期脈沖型干擾主要由電力電子器件動(dòng)作產(chǎn)生的高頻涌流引起。隨機(jī)脈沖型干擾包括高壓線路上的電暈放電、其他電氣設(shè)備產(chǎn)生的局部放電、分接開(kāi)關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的放電、電機(jī)工作產(chǎn)生的電弧放電、接觸不良產(chǎn)生的懸浮電位放電等。白噪聲包括線圈熱噪聲、地網(wǎng)的噪聲和動(dòng)力電源線以及變壓器繼電保護(hù)信號(hào)線路中耦合進(jìn)入的各種噪聲等。

　　電磁干擾一般通過(guò)空間直接耦合和線路傳導(dǎo)兩種方式進(jìn)入測(cè)量點(diǎn)。測(cè)量點(diǎn)不同，干擾耦合路徑會(huì)不同，對(duì)測(cè)量的影響也不同；測(cè)量點(diǎn)不同，干擾種類(lèi)、強(qiáng)度也不相同。

　　二、局放干擾的分類(lèi)

　　由種種原因引起的干擾將嚴(yán)重地影響局部放電試驗(yàn)。假使這些干擾是連續(xù)的而且其幅值是基本相同的(背景噪聲)，它們將會(huì)降低檢測(cè)儀的有效靈敏度，即小可見(jiàn)放電量比所用試驗(yàn)線路的理論小值要大。這種形式的干擾會(huì)隨電壓而增大，因而靈敏度是按比例下降的。在其他的一些情況中，隨電壓的升高而在試驗(yàn)線路中出現(xiàn)的放電，可以認(rèn)為是發(fā)生在試驗(yàn)樣品的內(nèi)部。因此，重要的是將干擾降低到小值，以及使用帶有放電實(shí)際波形顯示的檢測(cè)儀，以大的可能從試樣的干擾放電中鑒別出假的干擾放電響應(yīng)。根據(jù)測(cè)量試驗(yàn)回路中可能的干擾源位置可將干擾源分為兩類(lèi)：第一類(lèi)與外施高壓大小無(wú)關(guān)的干擾，第二類(lèi)是僅在高壓加于回路時(shí)才產(chǎn)生的干擾。

　　干擾的主要形式如下：

　　(1)來(lái)自電源的干擾，只要控制部分、調(diào)壓器與變壓器等是接通的（不必升壓）即可能影響測(cè)量；

　　(2)來(lái)自接地系統(tǒng)的干擾，通常指接地連接不好或多重接地時(shí)，不同接地點(diǎn)的電位差在測(cè)量?jī)x器上造成的干擾偏轉(zhuǎn)；

　　(3)從別的高壓試驗(yàn)或者電磁輻射檢測(cè)到的干擾，它是由回路外部的電磁場(chǎng)對(duì)回路的電磁耦合引起的包括電臺(tái)的射頻干擾，鄰近的高壓設(shè)備，日光燈、電焊、電弧或火花放電的干擾；

　　(4)試驗(yàn)線路的放電；

　　(5)由于試驗(yàn)線路或樣品內(nèi)的接觸不良引起的接觸噪聲。

　　三、常用的抑制干擾方法

　　局部放電產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)十分微弱，僅為微伏量級(jí)，就數(shù)值大小而言，很容易被外界干擾信號(hào)所淹沒(méi)，因此必須考慮抑制干擾信號(hào)的影響，采取有效的抗干擾措施。

　　對(duì)上述這些干擾的抑制方法如下：

　　(1)來(lái)自電源的干擾可以在電源中用濾波器加以抑制。這種濾波器應(yīng)能抑制處于檢測(cè)儀的頻寬的所有頻率，但能讓低頻率試驗(yàn)電壓通過(guò)。

　　(2)來(lái)自接地系統(tǒng)的干擾，可以通過(guò)單獨(dú)的連接，把試驗(yàn)電路接到適當(dāng)?shù)慕拥攸c(diǎn)來(lái)消除。所有附近的接地金屬均應(yīng)接地良好，不能產(chǎn)生電位的浮動(dòng)。

　　(3)來(lái)自外部的干擾源，如高壓試驗(yàn)、附近的開(kāi)關(guān)操作、無(wú)線電發(fā)射等引起的靜電或磁感應(yīng)及電磁輻射，均能被放電試驗(yàn)線路耦合引入，并誤認(rèn)為是放電脈沖。如果這些干擾信號(hào)源不能被消除，就要對(duì)試驗(yàn)線路進(jìn)行處理，使其表面光潔度好，曲率半徑大，并加以屏蔽。需要有一個(gè)設(shè)計(jì)良好的薄金屬皮、金屬板或鐵絲鋼的屏蔽。有時(shí)樣品的金屬外殼要用作屏蔽。有條件的可修建屏蔽試驗(yàn)室。

　　(4)試驗(yàn)電壓會(huì)引起的外部放電。假使試區(qū)內(nèi)接地不良或懸浮的部分被試驗(yàn)電壓充電，就能發(fā)生放電，這可通過(guò)波形判斷與內(nèi)部放電區(qū)別開(kāi)。超聲波檢測(cè)儀可用來(lái)對(duì)這種放電定位。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)保證所有試品及儀器接地可靠，設(shè)備接地點(diǎn)不能有生銹或漆膜，接地連接應(yīng)用螺釘壓緊。

　　干擾的抑制總是從干擾源、干擾途徑、信號(hào)后處理三方面考慮。找出干擾源直接消除或切斷相應(yīng)的干擾路徑，是解決干擾有效根本的方法，但要求詳細(xì)分析干擾源和干擾途徑，且一般不允許改變?cè)械淖儔浩鬟\(yùn)行方式，因此在這兩方面所能采取的措施總是很有限。對(duì)于經(jīng)電流傳感器耦合進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各種干擾，采取各種信號(hào)處理技術(shù)加以抑制。一般從以下幾方面區(qū)分局放信號(hào)和干擾信號(hào)；工頻相位、頻譜、脈沖幅度和幅度分布、信號(hào)極性、重復(fù)率和物理位置等。在抗干擾技術(shù)中有兩種不同的思路：一種是基于窄帶(頻帶一般為10kHz至數(shù)10kHz)信號(hào)的。它通過(guò)合適頻帶的窄帶電流傳感器和帶通濾波電路拾取信號(hào)，躲過(guò)各種連續(xù)的周期型干擾，提高了測(cè)量信號(hào)的信噪比。這種方法只適合某一具體的變電站，使用上不方便。此外，由于局部放電信號(hào)是一種寬頻帶脈沖，窄帶測(cè)量會(huì)造成信號(hào)波形的失真，不利于后面的數(shù)字處理。另一種是基于寬頻(頻帶一般為10至1000kHz)信號(hào)的處理方法。檢測(cè)信號(hào)中包含局放的大部分能量和大量的干擾，但信噪比較低。對(duì)于這些干擾的處理步驟一般是：a.抑制連續(xù)周期型干擾；b.抑制周期型脈沖干擾；c.抑制隨機(jī)型脈沖干擾。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展及模式識(shí)別方法在局放中的應(yīng)用，這種處理方法往往能取得較好的效果。在后級(jí)處理中，很多處理方法是一致的。可歸納為頻域處理和時(shí)域處理方法。頻域方法是利用周期型干擾在頻域上離散的特點(diǎn)處理之；而時(shí)域處理方法是根據(jù)脈沖型干擾在時(shí)域上離散的特點(diǎn)處理。有硬件和軟件兩種實(shí)現(xiàn)方式。

　　由于局部放電脈沖信號(hào)是很微弱的信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾都將對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大誤差，因此，要做到準(zhǔn)確測(cè)量很困難。為了提高測(cè)量精度，除了采取上述介紹的抗干擾措施外，在測(cè)量中還應(yīng)可采取如下措施：

　　（1）試驗(yàn)中所使用的設(shè)備應(yīng)盡量采用無(wú)暈設(shè)備，特別是試驗(yàn)變壓器和耦合電容Ck。

　　（2）濾波器的性能要好，要做到電源與測(cè)量回路的高頻隔離。

　　（3）試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)盡量選擇在干擾較小的時(shí)段，如夜間等。

　　（4）測(cè)量回路的參數(shù)配合要適當(dāng)，耦合電容要盡量小于試品電容Cx，使得在局部放電時(shí)Cx與Ck間能很快地轉(zhuǎn)換電荷。

　　（5）必須對(duì)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。