CN112630603B - 基于噪声的交流感应放电电流确定方法 - Google Patents
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Abstract
基于噪声的交流感应放电电流确定方法,电压采集模块采集交流感应放电试验中电压源的交流电压值,用于为声压采集模块提供过零触发信号;在过零触发信号作用下,声压采集模块连续采集交流感应放电的瞬间声压;存储采集的声压数据于电脑中,按一定间隔采样时间分组,顺序编号进行存储;计算每组声压数据的变化周期,根据声压数据的变化周期,得到交流感应放电电流的脉冲变化时间;计算每组声压数据的声功率有效值,根据声功率有效值,计算得到交流感应放电电流的脉冲峰值。本发明方法通过感应放电的声效应来确定放电电流,只需声压采集模块和电压采集模块,放置在电弧放电附近即可;不受场地和高压源的影响。
Description
技术领域
本发明属于高压输变电工程电磁兼容技术领域,具体涉及一种基于噪声的交流感应放电电流确定方法。
背景技术
为了适应电网巡检和运维模式的变革,输电线路巡检、带电作业机器人的应用越来越多。这些设备进/出等电位时,由于设备是金属体,在输电线路导线的强电场作用下,机器人金属部件上感应大量电荷,使得机器人与导线之间的电场发生畸变,超过一定程度时,气隙击穿,产生较为强烈的电弧放电,干扰机器人的正常工作,甚至烧毁机器人的电气部件。机器人进/出等电位时的电磁干扰防护问题成为输电机器人的技术瓶颈之一。
交流感应放电的测量十分困难,导体处于悬浮电位,现有技术的测量设备要么接地运行,要么而浮地工作。接地运行时,改变了感应电的路径;而浮地方式增加了悬浮电位导体的电容量,改变了放电电流的大小。感应放电电流是进行带电作业机器人电磁干扰防护设计的基础,亟需提供一种确定感应放电的方法。
发明内容
针对现有技术中感应放电电流难以测量的问题,结合导体感应放电的机理和声效应,为克服当前带电作业机器人感应放电不便测试的困难,本发明提供了一种基于噪声的交流感应放电电流确定方法。
本发明采取的技术方案为:
基于噪声的交流感应放电电流确定方法,包括以下步骤:
步骤1:电压采集模块采集交流感应放电试验中电压源的交流电压值,用于为声压采集模块提供过零触发信号;
步骤2:在步骤1中过零触发信号作用下,声压采集模块连续采集交流感应放电的瞬间声压;
步骤3:存储步骤2中采集的声压数据于电脑中,按一定间隔采样时间分组,顺序编号进行存储;
步骤4:计算每组声压数据的变化周期,根据声压数据的变化周期,得到交流感应放电电流的脉冲变化时间;
步骤5:计算每组声压数据的声功率有效值,根据声功率有效值,计算得到交流感应放电电流的脉冲峰值。
本发明一种基于噪声的交流感应放电电流确定方法,技术效果如下:
1)现有的静电放电电流测量是一种直接接触的测量方法,受限于场地的电磁环境和高压源。本发明方法通过感应放电的声效应来确定放电电流,是一种间接方法,不受场地和高压源的影响。
2)现有的静电放电电流测量采用电流靶和示波器,设备昂贵,实施复杂。本发明方法则只需声压采集模块和电压采集模块,放置在电弧放电附近即可。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
图2为本发明的交流感应放电示意图;
其中:1-声压采集模块,2-电压采集模块,3-绝缘支柱,4-高电位导体,5-电弧,6-悬浮导体,N-接地面(大地)。
图3为声压脉冲周期示意图。
图4为交流感应放电脉冲示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
放电电压为20kV,悬浮导体6的对地电容为20pF,采用基于噪声的感应放电电流确定方法,处理步骤如图2所示,
步骤1:电压采集模块采集交流感应放电试验中电压源的交流电压值,用于为声压采集模块提供过零触发信号。
步骤1中连续采集交流电压值,电压采集模块提供过零触发信号,并通过线缆传输给声压采集模块,作为声压采集模块的采样触发信号。
图2给出了交流感应放电试验主要的试验配置,典型的配置主要包括连接市电的调压器,调压器输出送入高压试验变压器,试验变输出到导体(高压导体)。典型的悬浮电位导体是带电作业机器人、带电作业工器具等,通过绝缘绳或者绝缘斗臂车来升降悬浮导体,实现进/出等电位。
电压采集模块连接市电或者调压器的输入、输出均可。声压采集模块输出端连接电脑。电压采集模块可以是单独的电压采集模块,采样率500kHz以上,能输出触发信号即可。声压采集模块包括声压传感器和B&K数据采集单元。声压传感器负责将采集到的声音信号转化成电信号,采用的声压传感器灵敏度为50mV/Pa,有效频率范围1~40kHz。信号经B&K数据采集单元简单处理后进行储存,储存在电脑中,后期对测得声波进行处理分析。
步骤2:在步骤1中过零触发信号作用下,声压采集模块连续采集交流感应放电的瞬间声压,每次采集的时间间隔为T=20ms,其目的是对应一个交流信号周期,方便进行信号处理。也可以是一个周期的整数倍。
在采集交流放电的瞬间声压值过程中,环境中无其他明显噪声源。本发明方法是通过噪声来判断放电的激烈程度,周边环境的噪声对结果有影响,放电的声音很大,类似放鞭炮的声音,只要听不到明显的声音就不影响试验结果,可以人耳朵判断,也可以通过声压传感器数据判断。
声压探头与悬浮导体6的放电区域保持水平,并保持一定的安全距离r,如图2所示。水平时为了更好的采集放电声音,保持一定的距离是放置高压导体对声压探头放电,损坏仪器。
步骤3:存储步骤2中采集的声压数据于电脑中,按一定间隔采样时间分组,顺序编号进行存储。
步骤4:计算每组声压数据的变化周期,根据声压数据的变化周期,得到交流感应放电电流的脉冲变化时间。
步骤4中,计算声压值数据的变化周期,计算公式具体为:
将间隔采样时间内所有采样声压值数据求和并平均,得到平均值SAV,即
式中:N为采样点数,Mi为第i个采样点的声压值。
设定两个权值w1、w2,W1=0.6-0.7,w2=1.1-1.3。
w是权值,M是处理中的声压值,Si是处理后的声压值。这里主要是对底噪进行处理,通信设置w1和w2两个门限,将幅值较小的干扰信号去掉,提取放电对应的声压脉冲信号。
首先,按照采样点顺序,依次查找Si中非零值、持续时间超过100us的零值点,得到将Si分为h个非零值的集合;最后,查找每段中出现峰值的采样点,依次为jh,再获得感交流感应放电电流峰值出现的时间tph=T/(N-1)*jh-r/0.34。如图3所示:查找非零值,首先得到横轴4后面的第一个脉冲信号,同理得到整个T时间内的7个脉冲信号,同时也得到这7个脉冲对应的出现时间。这个时间与放电的脉冲电流具有对应的关系。由此得到放电电流脉冲的出现时间。
步骤5:计算每组声压数据的声功率有效值,根据声功率有效值,计算得到交流感应放电电流的脉冲峰值。
步骤5中计算得到的悬浮导体的感应放电电流的脉冲峰值,其具体为:
其中:A=100,A数值是通过多次试验总结出来的值,可以得到声压与电流的变换关系。
Th表示声压的求和值,类似于声功率或声压脉冲持续时间内的能量。
依据tph和AMP值可绘制完整的感应放电电流脉冲图,如图4所示。
步骤4得到放电电流脉冲出现的时间,步骤5得到放电电流的最大峰值,由此得到放电电流的特征波形。这个波形可用于感应放电的电磁防护及设备的兼容要求评定。
Claims (4)
1.基于噪声的交流感应放电电流确定方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1:电压采集模块采集交流感应放电试验中电压源的交流电压值,其过零信号用于为声压采集模块提供触发信号;
步骤2:在步骤1中过零触发信号作用下,声压采集模块连续采集交流感应放电的瞬间声压;
步骤3:存储步骤2中采集的声压数据于电脑中,按一定间隔采样时间分组,顺序编号进行存储;
步骤4:计算每组声压数据的变化周期,根据声压数据的变化周期,得到交流感应放电电流的脉冲变化时间;
所述步骤4中,计算声压值数据的变化周期,计算公式具体为:
将间隔采样时间内所有采样声压值数据求和并平均,得到平均值SAV,即
式中:N为采样点数,Mi为第i个采样点的声压值;
设定两个权值w1、w2,w1=0.6-0.7,w2=1.1-1.3;
首先,按照采样点顺序,依次查找Si中非零值、持续时间超过100us的零值点,得到将Si分为h个非零值的集合;最后,查找每段中出现峰值的采样点,依次为jh,再获得感交流感应放电电流峰值出现的时间tph=T/(N-1)*jh-r/0.34,T表示每次采集的时间间隔,r表示声压探头与悬浮导体(6)的放电区域保持水平时二者之间的安全距离;
步骤5:计算每组声压数据的声功率有效值,根据声功率有效值,计算得到交流感应放电电流的脉冲峰值;
所述步骤5中,计算得到的悬浮导体的感应放电电流的脉冲峰值,其具体为:
其中:A=100,
依据tph和AMP值可绘制完整的感应放电电流脉冲图。
2.根据权利要求1所述基于噪声的交流感应放电电流确定方法,其特征在于:所述步骤1中,连续采集交流电压值,电压采集模块提供过零触发信号,并通过线缆传输给声压采集模块,作为声压采集模块的采样触发信号。
3.根据权利要求1所述基于噪声的交流感应放电电流确定方法,其特征在于:所述步骤2中,连续采集交流感应放电的瞬间声压值,每次采集的时间间隔为T=20ms。
4.根据权利要求1所述基于噪声的交流感应放电电流确定方法,其特征在于:所述步骤2中,在采集交流放电的瞬间声压值过程中,环境中无其他明显噪声源;声压探头与悬浮导体的放电区域保持水平,并保持一定的安全距离r。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102539997A (zh) * | 2010-12-17 | 2012-07-04 | 西门子公司 | 用于检测交流电压电网中的干扰电弧事件的方法和装置 |
KR101410733B1 (ko) * | 2013-01-10 | 2014-06-24 | 한국전기연구원 | 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 장치 및 방법 |
CN104849635A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-08-19 | 三峡大学 | 一种基于超声波传感器阵列的局部放电定位系统 |
CN105606967A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-25 | 华北电力大学 | 一种直流单导线电晕放电可听噪声分析方法 |
CN106093715A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-11-09 | 国网江西省电力科学研究院 | 一种电气设备局放源定位装置及定位方法 |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102539997A (zh) * | 2010-12-17 | 2012-07-04 | 西门子公司 | 用于检测交流电压电网中的干扰电弧事件的方法和装置 |
KR101410733B1 (ko) * | 2013-01-10 | 2014-06-24 | 한국전기연구원 | 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 장치 및 방법 |
CN104849635A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-08-19 | 三峡大学 | 一种基于超声波传感器阵列的局部放电定位系统 |
CN105606967A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-25 | 华北电力大学 | 一种直流单导线电晕放电可听噪声分析方法 |
CN106093715A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-11-09 | 国网江西省电力科学研究院 | 一种电气设备局放源定位装置及定位方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
GIS局部放电超声信号传播特性及检测系统设计;黄墀志;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》;20170315;全文 * |
高压组合电器开关放电声压仿真分析;程景华等;《北京信息科技大学学报(自然科学版)》;20190831;全文 * |
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