CN117092457A - 一种电缆交流耐压局放测试外同步信号的滤波方法及装置 - Google Patents

一种电缆交流耐压局放测试外同步信号的滤波方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理方法，所述方法包括步骤：获取电缆交流耐压局放测试的外同步信号，得到第一外同步信号；对第一外同步信号进行去直流滤波处理，得到第二外同步信号；对第二外同步信号进行3阶IIR带通滤波，得到第三外同步信号；对第三外同步信号进行过零点偏差校正，得到最终外同步信号；从最终外同步信号中提取相位信息，生成稳定的局放相位谱图。本发明通过去直流滤波处理、3阶IIR带通滤波及过零点偏差校正后，能够给电缆交流耐压局放检测试验提供精确和可靠的外同步相位信号，从而使局放检测仪获得稳定的局放相位谱图，提升电缆交流耐压局放判断的依据。

Description

一种电缆交流耐压局放测试外同步信号的滤波方法及装置
技术领域
本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种电缆交流耐压局放测试外同步信号的滤波方法及装置。
背景技术
电缆耐压局放检测是电缆投运之前必须要做的试验，它能够及时发现电缆存在的绝缘问题，可减少电缆投运后因绝缘故障引起的损失。电缆交流耐压时如果发生局部放电，局部放电信号与外部耐压频率相位具有高度的相关性，这种特征不但是区分局放信号和干扰噪声的重要方法，而且还是识别各种放电类型(如悬浮电位体放电，内部气隙放电，沿面放电，电晕放电等)的基础。因此，电缆交流耐压局放检测时必须要测量到稳定可靠的外同步相位信号才能正常工作。
现有技术中，现场进行电缆交流耐压局放检测时，往往会存在一些工频信号干扰或者外同步耦合电流低的情况，影响外同步信号相位的判断，导致无法生成稳定的局放相位谱图。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种电缆交流耐压局放测试外同步信号的滤波方法及装置，以提供精确和可靠的外同步相位信号，从而使局放检测仪获得稳定的局放相位谱图，提升电缆交流耐压局放判断的依据。
第一方面，本发明提供一种电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理方法，该方法包括步骤：
S1：获取电缆交流耐压局放测试的外同步信号，得到第一外同步信号；
S2:对第一外同步信号进行去直流滤波处理，得到第二外同步信号；
S3：对第二外同步信号进行3阶IIR带通滤波，得到第三外同步信号；
S4：对第三外同步信号进行过零点偏差校正，得到最终外同步信号；
S5:从最终外同步信号中提取相位信息，生成稳定的局放相位谱图。
进一步地，所述步骤S2中，对第一外同步信号进行去直流滤波处理，是采用均值法对第一外同步信号进行去直流滤波处理的。
进一步地，所述步骤S3中，对第二外同步信号进行3阶IIR带通滤波，具体包括步骤如下：
S3.1：在进行电缆交流耐压局放测试前，设定中心频点20Hz-300Hz，带宽1Hz的280组3阶IIR带通滤波；
S3.2：在进行电缆交流耐压局放测试时，串联谐振试验设备与被试品电缆谐振产生交流试验电压，所述交流试验电压谐振频率的范围为20Hz-300Hz；
S3.3：选择与交流试验电压谐振频率对应的中心频点，对第二外同步信号进行3阶IIR带通滤波。
进一步地，所述步骤S3.1中，设定中心频点20Hz-300Hz，带宽1Hz的280组3阶IIR带通滤波，是通过Matlab软件设计中心频点20Hz-300Hz，带宽1Hz的280组3阶IIR带通滤波，将280组IIR滤波系数存在局放检测仪中。
进一步地，所述步骤S4中，对第三外同步信号进行过零点偏差校正，得到最终外同步信号，具体包括：
获得第一过零点位置，所述第一过零点位置为第三外同步信号变化率为最大值时所对应的位置；
根据第三外同步信号的频率f计算得到第三外同步信号的相位偏移d，d＝2*π*f*t，π为圆周率，t为第三同步信号的延迟时间；
根据第三外同步信号的相位偏移d对第一过零点位置进行偏移校正，得到最终外同步信号。
第二方面，本发明提供一种电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理装置，该处理装置包括：
获取单元，用于获取电缆交流耐压局放测试的外同步信号，得到第一外同步信号；
第一滤波单元，与所述获取单元连接，用于对第一外同步信号进行去直流滤波处理，得到第二外同步信号；
第二滤波单元，与所述第一滤波单元连接，用于对第二外同步信号进行3阶IIR带通滤波，得到第三外同步信号；
校正单元，与所述第二滤波单元连接，用于对第三外同步信号进行过零点偏差校正后，得到最终外同步信号；
提取单元，与所述校正单元连接，用于从最终外同步信号中提取相位信息，生成稳定的局放相位谱图。
进一步地，所述第一滤波单元包括均值模块，所述均值模块与所述获取单元连接，采用均值法对第一外同步信号进行去直流滤波处理。
进一步地，所述第二滤波单元包括：
第一选通模块，当进行电缆交流耐压局放测试时，记录当前交流试验电压的谐振频率，选择对应中心频点的3阶IIR带通滤波模块；
3阶IIR带通滤波模块，与所述第一滤波单元和所述第一选通模块分别连接，对第二外同步信号进行3阶IIR带通滤波。
进一步地，所述校正单元包括：
第一获取模块，与所述第二滤波单元连接，用于获得第一过零点位置，所述第一过零点位置为第三外同步信号变化率为最大值时所对应的位置；
第一计算模块，与所述第一获取模块连接，用于根据第三外同步信号的频率f计算得到第三外同步信号的相位偏移d，d＝2*
π*f*t，π为圆周率，t为第三同步信号的延迟时间；
校正模块，与所述第一计算模块连接，用于根据第三外同步信号的相位偏移d对第一过零点位置进行偏移校正，得到最终外同步信号。
第三方面，本发明提供一种电缆交流耐压局放测试分析方法，该方法包括步骤：
采用上述的电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理方法，获得稳定的局放相位谱图；
根据局放相位谱图，判断电缆是否有局放信号。
本发明所实现的有益效果：
本发明通过去直流滤波处理、3阶IIR带通滤波及过零点偏差校正后，能够给电缆交流耐压局放检测试验提供精确和可靠的外同步相位信号，从而使局放检测仪获得稳定的局放相位谱图，提升电缆交流耐压局放判断的依据。
附图说明
图1为本发明实施例中的电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理流程示意图；
图2为本发明实施例中的未经过处理的A-相位谱图；
图3为本发明实施例中的经过处理的A-相位谱图；
图4为本发明实施例中的处理装置示意图。
其中：10、获取单元，20、第一滤波单元，30、第二滤波单元，40、校正单元，50、提取单元。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
可以理解的是，此处描述的具体实施例和附图仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
可以理解的是，在不冲突的情况下，本发明中的各实施例及实施例中的各特征可相互组合。
可以理解的是，为便于描述，本发明的附图中仅示出了与本发明相关的部分，而与本发明无关的部分未在附图中示出。
可以理解的是，本发明的实施例中所涉及的每个单元、模块可仅对应一个实体结构，也可由多个实体结构组成，或者，多个单元、模块也可集成为一个实体结构。
可以理解的是，在不冲突的情况下，本发明的流程图和框图中所标注的功能、步骤可按照不同于附图中所标注的顺序发生。
可以理解的是，本发明的流程图和框图中，示出了按照本发明各实施例的系统、装置、设备、方法的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可代表一个单元、模块、程序段、代码，其包含用于实现规定的功能的可执行指令。而且，框图和流程图中的每个方框或方框的组合，可用实现规定的功能的基于硬件的系统实现，也可用硬件与计算机指令的组合来实现。
可以理解的是，本发明实施例中所涉及的单元、模块可通过软件的方式实现，也可通过硬件的方式来实现，例如单元、模块可位于处理器中。
实施例1：
如图1所示，本实施例提供一种电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理方法，该方法包括步骤：
S1：获取电缆交流耐压局放测试的外同步信号，得到第一外同步信号；
S2:对第一外同步信号进行去直流滤波处理，得到第二外同步信号；
具体地，对第一外同步信号进行去直流滤波处理，是采用均值法对第一外同步信号进行去直流滤波处理的。
S3：对第二外同步信号进行3阶IIR带通滤波，得到第三外同步信号；
具体地，该步骤S3中，对第二外同步信号进行3阶IIR带通滤波，具体包括步骤如下：
S3.1：在进行电缆交流耐压局放测试前，设定中心频点20Hz-300Hz，带宽1Hz的280组3阶IIR带通滤波；
步骤S3.1中，设定中心频点20Hz-300Hz，带宽1Hz的280组3阶IIR带通滤波，是通过Matlab软件设计中心频点20Hz-300Hz，带宽1Hz的280组3阶IIR带通滤波，将280组IIR滤波系数存在局放检测仪中。
S3.2：在进行电缆交流耐压局放测试时，串联谐振试验设备与被试品电缆谐振产生交流试验电压，所述交流试验电压谐振频率的范围为20Hz-300Hz；
S3.3：选择与交流试验电压谐振频率对应的中心频点，对第二外同步信号进行3阶IIR带通滤波。
S4：对第三外同步信号进行过零点偏差校正后，得到最终外同步信号；
具体地，步骤S4，具体包括：
获得第一过零点位置，所述第一过零点位置为第三外同步信号变化率为最大值时所对应的位置；
根据第三外同步信号的频率f计算得到第三外同步信号的相位偏移d，d＝2*π*f*t，π为圆周率，t为第三同步信号的延迟时间；
根据第三外同步信号的相位偏移d对第一过零点位置进行偏移校正，得到最终外同步信号。
S5:从最终外同步信号中提取相位信息，生成稳定的局放相位谱图。
实施例2：
如图4所示，本实施例提供一种电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理装置，该处理装置包括：
获取单元10，用于获取电缆交流耐压局放测试的外同步信号，得到第一外同步信号；
第一滤波单元20，与获取单元10连接，用于对第一外同步信号进行去直流滤波处理，得到第二外同步信号；
第二滤波单元30，与第一滤波单元20连接，用于对第二外同步信号进行3阶IIR带通滤波，得到第三外同步信号；
校正单元40，与第二滤波单元30连接，用于对第三外同步信号进行过零点偏差校正后，得到最终外同步信号；
提取单元50，与校正单元40连接，用于从最终外同步信号中提取相位信息，生成稳定的局放相位谱图。
进一步地，第一滤波单元包括均值模块，均值模块与获取单元连接，采用均值法对第一外同步信号进行去直流滤波处理。
具体地，第二滤波单元包括：
第一选通模块，当进行电缆交流耐压局放测试时，记录当前交流试验电压的谐振频率，选择对应中心频点的3阶IIR带通滤波模块；
3阶IIR带通滤波模块，与所述第一滤波单元和所述第一选通模块分别连接，对第二外同步信号进行3阶IIR带通滤波。
具体地，校正单元包括：
第一获取模块，与所述第二滤波单元连接，用于获得第一过零点位置，所述第一过零点位置为第三外同步信号变化率为最大值时所对应的位置；
第一计算模块，与所述第一获取模块连接，用于根据第三外同步信号的频率f计算得到第三外同步信号的相位偏移d，d＝2*π*f*t，π为圆周率，t为第三同步信号的延迟时间；
校正模块，与所述第一计算模块连接，用于根据第三外同步信号的相位偏移d对第一过零点位置进行偏移校正，得到最终外同步信号。
具体地，处理装置为局放检测仪。
实施例1和实施例2通过去直流滤波处理、3阶IIR带通滤波及过零点偏差校正后，能够给电缆交流耐压局放检测试验提供精确和可靠的外同步相位信号，从而使局放检测仪获得稳定的局放相位谱图，提升电缆交流耐压局放判断的依据。
最后，实施例1和实施例2的技术效果如图2和图3所示，图2为本发明实施例中的未经过处理的A-相位谱图，图3为本发明实施例中的经过处理的A-相位谱图，B-相位谱图和C-相位谱图都与A-相位谱图类似，本发明只是用A-相位谱图来举例。图3是去直流滤波处理、3阶IIR带通滤波及过零点偏差校正后的示意图，明显图2的杂波多很多，图3能够给电缆交流耐压局放检测试验提供精确和可靠的外同步相位信号，从而使局放检测仪获得稳定的局放相位谱图，提升电缆交流耐压局放判断的依据。
实施例3：
本实施例提供一种电缆交流耐压局放测试分析方法，该方法包括步骤：
采用上述的电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理方法，获得稳定的局放相位谱图；
根据局放相位谱图，判断电缆是否存在局放信号。
该电缆交流耐压局放测试分析方法能够及时发现电缆中存在的局部放电缺陷，从而避免电缆线路因局部放电引起故障造成的损失，甚至导致的电网安全问题。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
S1：获取电缆交流耐压局放测试的外同步信号，得到第一外同步信号；
S2:对第一外同步信号进行去直流滤波处理，得到第二外同步信号；
S3：对第二外同步信号进行3阶IIR带通滤波，得到第三外同步信号；
S4：对第三外同步信号进行过零点偏差校正，得到最终外同步信号；
S5:从最终外同步信号中提取相位信息，生成稳定的局放相位谱图。
2.根据权利要求1所述的电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理方法，其特征在于，
所述步骤S2中，对第一外同步信号进行去直流滤波处理，是采用均值法对第一外同步信号进行去直流滤波处理的。
3.根据权利要求1所述的电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理方法，其特征在于，
所述步骤S3中，对第二外同步信号进行3阶IIR带通滤波，具体包括步骤如下：
S3.1：在进行电缆交流耐压局放测试前，设定中心频点20Hz-300Hz，带宽1Hz的280组3阶IIR带通滤波；
S3.2：在进行电缆交流耐压局放测试时，串联谐振试验设备与被试品电缆谐振产生交流试验电压，所述交流试验电压谐振频率的范围为20Hz-300Hz；
S3.3：选择与交流试验电压谐振频率对应的中心频点，对第二外同步信号进行3阶IIR带通滤波。
4.根据权利要求3所述的电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理方法，其特征在于，
所述步骤S3.1中，设定中心频点20Hz-300Hz，带宽1Hz的280组3阶IIR带通滤波，是通过Matlab软件设计中心频点20Hz-300Hz，带宽1Hz的280组3阶IIR带通滤波，将280组IIR滤波系数存在局放检测仪中。
5.根据权利要求1至4任一项所述的电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理方法，其特征在于，
所述步骤S4中，对第三外同步信号进行过零点偏差校正，得到最终外同步信号，具体包括：
获得第一过零点位置，所述第一过零点位置为第三外同步信号变化率为最大值时所对应的位置；
根据第三外同步信号的频率f计算得到第三外同步信号的相位偏移d，d＝2*π*f*t，π为圆周率，t为第三同步信号的延迟时间；
根据第三外同步信号的相位偏移d对第一过零点位置进行偏移校正，得到最终外同步信号。
6.一种电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取电缆交流耐压局放测试的外同步信号，得到第一外同步信号；
第一滤波单元，与所述获取单元连接，用于对第一外同步信号进行去直流滤波处理，得到第二外同步信号；
第二滤波单元，与所述第一滤波单元连接，用于对第二外同步信号进行3阶IIR带通滤波，得到第三外同步信号；
校正单元，与所述第二滤波单元连接，用于对第三外同步信号进行过零点偏差校正后，得到最终外同步信号；
提取单元，与所述校正单元连接，用于从最终外同步信号中提取相位信息，生成稳定的局放相位谱图。
7.根据权利要求6所述的电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理装置，其特征在于，所述第一滤波单元包括均值模块，所述均值模块与所述获取单元连接，采用均值法对第一外同步信号进行去直流滤波处理。
8.根据权利要求6所述的电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理装置，其特征在于，所述第二滤波单元包括第一选通模块和3阶IIR带通滤波模块，
当进行电缆交流耐压局放测试时，第一选通模块用于记录当前交流试验电压的谐振频率，选择对应中心频点的3阶IIR带通滤波模块。
3阶IIR带通滤波模块与所述第一滤波单元和所述第一选通模块分别连接，对第二外同步信号进行3阶IIR带通滤波。
9.根据权利要求6至8任一项所述的电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理装置，其特征在于，
所述校正单元包括：
第一获取模块，与所述第二滤波单元连接，用于获得第一过零点位置，所述第一过零点位置为第三外同步信号变化率为最大值时所对应的位置；
第一计算模块，与所述第一获取模块连接，用于根据第三外同步信号的频率f计算得到第三外同步信号的相位偏移d，d＝2*π*f*t，π为圆周率，t为第三同步信号的延迟时间；
校正模块，与所述第一计算模块连接，用于根据第三外同步信号的相位偏移d对第一过零点位置进行偏移校正，得到最终外同步信号。
10.一种电缆交流耐压局放测试分析方法，其特征在于，具体包括步骤：
采用权利要求1至5任一项所述的电缆交流耐压局放测试外同步信号的处理方法，获得稳定的局放相位谱图；
根据局放相位谱图，判断电缆是否有局放信号。
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