交联聚乙烯电缆绝缘带电检测仪的研制（可编辑）

交联聚乙烯电缆绝缘带电检测仪的研制（可编辑） 交联聚乙烯电缆绝缘带电检测仪的研制 华中科技大学 硕士学位论文 交联聚乙烯电缆绝缘带电检测仪的研制 姓名:张春霞 申请学位级别:硕士 专业:高电压与绝缘技术 指导教师:张国胜 20040425华中耕技大学硕士学位论文 摘要 随著交联聚乙烯电缆电缆在电力系统用量的不断增长,电缆的 绝缘故障次数不断增加。如何有效地尽早地发现电缆的绝缘劣化程度,避免突 发绝缘攀簸瞧发生,越寒越受到人靛熬重援。蠡上拿整纪六卡零钱嘏缆阕毽蒙 来,多种电缆绝缘的光损检铡监测方法也褶继在现场投入使用,但由于锌方面因 素的限制,都没有达到令人满意的效果。上世纪宋,~种新颖的电缆绝缘无损 监溅方法??交滚叠撩法,受到基本疆究人员夔篱骧。本文在戆缝传统方法静鏊醚上, 从理论上分析了交流鼗加法产生劣化信号的机理,根据交流叠加法原联,设计制 作了电缆绝缘带电检测仪。为保证检测结果的稳定和准确性,不仅在硬件设计 主仔缨鏊魏,嚣显在数擦采集嚣楚毽上采爱复合数字滤渡方法,势送行了数字滤波费 真,得到剡良好的数字滤波仿真效果。论文分析了测试仪在现场的接入问题,给出了 测试仪的现场操作具体步骤和注意的问题。现场梭测表明,测试仪能够在现场实现带 电检测,联测结栗基本爱禽了壤缓懿承辩鑫纯程度,菇浚~多开发京线莛溺系 统,杜绝电缆的突发绝缘事故打下了良好的基础。 关键词:电缆 在线监测 水树枝 华中科技大学硕士学位论文 , 。 .’ . .., , 武 ’ . ? .. : 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文魑我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 磅究成巢。尽我蘑翘,除文中已经搽暖弓是懿海容努,零谂文不包含强霪萁毽个 人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体, 均已在文中以明确方式标盟。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作糟签名:彳毵粕钕 日期:五一警车年月豳 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 ,即;学校有 权爨蟹劳囊嚣家奏美部门或惑构送交论文浆复鼙锋嚣电子黢,交许论文羧套霾彝 借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论义的全部或部分 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 编入有关数据 库进行检索,可以采用影印、缩印戏扫描等复制手段保存芹汇编本学位论文。 镶密强, 在 年勰密瑟逵建本授教书。 本论义属于 , 不保密瓯 请在以上方框内打“” 学位论文作者签名:叛磊霞 指导教师签名:?如若假/ 三鞘:? 年 月, 目囊:呻年荜蜀夕磊华中科技大学硕士学位论文 绪言 .选题目的 本选题是针对电力系统中交联凝乙烯电缆的水树劣化问题而提出的。 电力系统孛交联聚五烯毫缆静绝缘劣倪一童怒遣力系统籁麓造厂子分鬟视靛翊 题,尤其热水树的产生和发展,严黛影响了电缆的使用寿命和电力系统的安企运行。 本课题是谯总结现有交联聚乙烯电缆绝缘检测和黢测方法原理的纂础上,研制针对交 联聚乙燔魄缆永褥劣纯静带电羧溺仪器,运蘩荦期发瑰拳糖存巍及其发震稷菠,疑露 避免电力系统突发绝缘痔故的目的。 .选蘧意义 改革开放以来,我网的电力工业得到迅速发展,至颦底总电力装帆容量为 。亿千弦,年底迭。亿于鬣,到零胄,全国的瞧力装机容爨已经达 妥了亿予瓦。这榉无论在电力装瓿容量上,还怒在发电量上,中国电力都仅次 子美 国稳居世界第二位。 发电获褥很大发鼹,电网建设璺憋突飞猛进,到年底,全国已建威及 以上线路,多,其中线路,.,线路,, 线路,多。就线路总长度丽言,居美国和俄罗斯之后为世界第三能。近几年 来,输电线路的建设援模不断扩大,增长速度明显加快。肇与年棚魄, 以上线路憨长度增魏了,多,其中~线路增加约。 年与年相比,总长度又增加约,多,麒中~线路增加了, 多。全国已形成了黎、华、馘、华东、华中、赢方和川渝七个跨蛰大型区域 电两稚福建、出东、新疆、海南、遁藏五个独立省阚,全国电潮覆盖率已逡戮。%。 城网改造和农网改造的实施,电缆的使用愈来愈多,电缆的运行状况堂接关系到 电力系统的安全运行及供电的可靠性,因此,傈惩电网蛉安全邀行已成为十分重要魄 离题。这就要对邀力邀缀豹绝缘经熊避行检测,潮断电缆绝缘麓否藐继续遂彳于。 华中科技太学硕士学位论文 自从淀联聚乙烯电缆问世以来,就以它卓越的绝缘性能和优异的抗酸碱、防腐蚀 以及耐高淞等特点赢得了用户,并很快得到广泛威用,逐渐取代其它电缆而成为高压 毫弱孛熬凝秀。交联聚忍燔毫缆是蠢筵电缆戆发溪方蠢之一。 .究油电缆的优缺点 充浊魄缆的结构特点,是用低糍度的绝缘油究入电缆绝缘内部,并由供、溃设备提 供一定静藤力,鞋渚除缝缘内部产生气隙翁可藏,是“压力登”电缆的代表产品,它 主要应用于及以上和大容量的场合。例如城网的主干线和大型水电、火电厂以 及枢纽交魄站的进出线簿。充浊电缆殴经鸯八十警的历史,年,意大剩安装了第 一条充酒电缆。荚嚣自年曹次使翅充涵彀缆,并予年完成 了第一条充油电缆的敷设。法阐在年制成了的充油电缆,在 年试制了大容鬃充灌电缆。本正在研毒秘试运行~的越赢援宠洼 电缆。所戳充涵电缓程翻造和搜丽上都有比较藏熟的技术和经骏,我国电力系统使用 充油电缆也有近四十年的历史。充油电缆主要有以下优点。 可靠性离。幽予电缆油保持一定鲍压力,外赛水分霸空气不易进入绝缘内 部,折戳只要维持漓压藏常,充漓电缆的长麓运行可靠性就不成『蠢题,冀后髑寿命达 到年。大连某电厂年代敷设的两回充油电缆,赢至年代才第一次 更换电缆濑。上海和天津老城区毒大整~冬谯敷设的溜纸绝缘电缆,巍至最近 仍然还在使用。这些都说锈充漓电缆的可靠性比较理想。 维护工作量小。充油电缆的绝缘处于一个密封系统内,一旦敷设安装完成, 经交接试骏合格投入运行器,不蔫簧进行维修和预防性试验,只霭配合停电定麓取涟 样进行他骏。按常趣,其要漓样质薰合格,亳缆绝缘就是正常驹。即使濑样不合格, 也可经滤油处理后继续使用。 艨嚣备最少。兖浊电缆黪本题和附馋的邋周率毒,霹大大减少备赫敬数量, 置备品的绦存对阉也稠囊长。 遁合用于高电压等级。 充浊魄缆主要有以下缺点。 敷设安装不便。充油电缆必须配备压力箱和油管等设施,大大增翔了敷设 华中科技大学硕士学位论文 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 的难度和复杂性,对施工人员的骤求也比较高。例如敷设过程中需要割断电缆, 其操作要求相当谨慎,必须避免油的流失和空气、潮气以及金属屑进入绝缘内部。油 务囊空工作是一令特殊茨工稳,窍一鏊套严掇貔工艺要求,必颓由受遘专练 的工作人员完成。 易燃性高。充油电缆使用的绝缘油闪点低低粘度油的闪点一般不超过 ?,缀褰荔着火,藤嚣磺搡搀过纛每要捷震疆火没蚕,穗不浚意矮会弓燃怒火。勇 外,在运行过程中由于电缆头爆炸怒火,会酿成严蘑的火灾。这类事故在国内 外曾发 生过多次。比较典型的照美国大古力水电厂由于机组的充油电缆着火、延燃,导致 个匪路邀缆褰壤经全罄嫠运。 落差受限制。充油电缆的众属护套要承受电缆内部油压产生的压力。在落 差较高的情况下敷设,黼油压力增大,虽然可以用增大护套厚度、加强铠装簿办法来 薅决,毽囊予接寒霸经滂上翡嚣嚣,敷设落差还燕受蘩较大懿羧蠲。 用于振动场合需要采取防振措施。充油电缆的金属护套在长期振动后,会 产生龟裂现象。所以敷设在桥梁和其兹有振动的场台充油电缆需要采取特殊的防振措 蕤。 . ..交联聚乙烯电缱的优缺点 交联聚乙烯电缆是隧淼绝缘鲍代表。聚乙烯捞目跨本隽是一种谯常温下 电注缝极撬豹绝缘榜辩,用辐照或化学的方法对它进行交联处瑷,使其分予结构由原 来的线性结构变成网状立体结构,则可以很好地改麟它在高温下的电气性能和机械性 能,利用它巷《作的电缆霹淤避免使熊绝缘油,主要逶用于及渡上电压铸级斡埝 配电线鼹,使用场合十分广泛。奄缆静历史只有西十年,巍年代鞠鼗界上第 一条.电缆投入使用以来。大约每年撮高一个电压等级。目前全缴界 及以下的电缆的销售量,已占溉力电缆总警魄%以上。在匿本,这秘电压等 级下兖漓激缆已经全部被电缆取代。年代籀普遍看法怒电缆溉用限度 为~,但随糟干式交联工藏、三层挤出工艺以及采用超净材料等麓太技术 进步的实现,电缆绝缘憔戆大幅度提麓。曩兹,法国和睦本分别铡僚出聋嚣 静魄缆,尧已经霄十年的佼掰历史。我国飙年代中期开始,北京、上海、华中 科技大学硕士学位论文 广州和深圳等陆续进口了一批~的电缆,运行情况良好,在施工和 运行方面都积累了一些缀验。 煳嚣遥缓主要鸯激下戆甓点。 优越的电气性能。在理论上,电缆的电气性能措标甚至比充油电缆还 好。如表.所示。 表.竟垂毫缝京交联魍缆瓣特蛙跑较 疆 茸 空囊毫囊 竞?奄麓 . 墨‘~氛, 撼壤舟毫? 机略畦下 啦蕊~口 舟詹攮鬟蠢蔗铒 纛慧控羹 ?蹙 羹王芑謦囊泰 袖 鞠籍 惫蒋筏瓣纛蠢霉,,警肆 渤 鬟?对 釉 蟪蜂摇盔?蝴,, 扎件‘? 蟪?雎摹矗一’ .由~ 辩谯蔫 太 水 奎 捧肇摹蠹羲蓑羹羹身 失 良好的热性能和机械性能。聚乙烯树脂在经过交联工蕊后,大大提高了耐 热性能和机械性能。其鹾常允许工作温度达到。,比充油电缆高,因而在相同 的导 薄鼗瑟,毫缆鹣蓑滚戆力毽魄充淫窀鬟疆。 敷设安装方便。由于电缆是干式绝缘结构,不需要敷设供油设备, 这给施工带来了极大的方便,连接头和终端头已缀采用预制成型附件,安装 时间可缩 短。安装藩羞不受隈铡,在摄凄熬场会不鬟要采敬专门戆跨振掺簇,窝逡接楚 不 存在油混入绝缘气体的闯题。 电缆主要有以下缺点。 褒逛压等级熬邀缆瓣开发蠖麓辩瓣不长,鑫联造工艺嚣运行方嚣夔 技术和经验远不如充滴穗缆,在理论和实践上都肖一些问题尚待解决。 在制造过程中,由于受到工艺水平的限制,从材料生产、处理到绝缘层挤 塑懿整个嫩产过程中,缀缘屡内部察羼出理杂痰、窳分彝徽憨,按基蔻瓣求平,只爱 尽量控制它们的数量和尺寸。更为不剩的是,电聪等级越高,绝缘层厚度越大,挤压 后冷却收缩过程中产生徽孔的几率也越大。 警交联聚乙烯电缆处于潮瀑或其它恶劣环境下运行瞬,在裹压邀场瓣终霆 下也会产擞绝缘恶纯,特别是直埋的情况下,更容易产生永树黼使绝缘迅速滔化,因 华中科技大学硕士学位论文 此,电力系统中运行若干年后的交联聚乙烯电缆常有绝缘击穿带故发生。为此必须对 运行中的交联聚乙烯电缆经常进行绝缘状况的检测或诊断。在电力系统中,惯用的检 测或诊瑟办法是在停毫鹣薅况下,辩被溅电缆绝缘燕热壹滤蔑逶,检测壹浚溪漏电滚 的大小,以此判断电缆绝缘的好环。这种方法不仪需要停电将电缆退出运行,更为严 重的是对交联聚乙烯电缆绝缘施加激流高压会对绝绦造成损害,加速绝缘恶 化的过程。 蹋慈妻壹滚赢压捡颡《漤滋逸滚会格戆魄缆,在重瑟投入运行惹缀姨发生缝缘爨穷事效, 这在电力系统中屡见不鳞。箕主要原阑就是直流高压对绝缘恶化的加剧。事实上交联电 缆的绝缘朦不同于油纸电缆,去掉直流高压之后的~段时期内仍旧维持着极化状态的分 子趋剜,特剐是在因老识孬生成豹各耱撵棱缝梅嚏,其分子接戮燹不容易恢笈赘旌加壹 流高压之前的状态,戳诧当再次承受交流高压时就缀容易发生毒穿事故,可觅,对交联 电缆施加谶流高压进行耐压试验,实陌;上是一种弊多利少的“破坏性试验”。 嚣蔻国内充溜蓉缆已经鸯定囊产瑟供选鼷,露毫电聪莓缀鲍毫缆还 要靠进搿,且价格比较昂贵。 总之,电缆以其优越的绝缘性能和安装方便,越来越受到青睐,尽管且前 的造价拔离,但随饕工艺技术的不凝发展,会褥戮改善,造价绞近充漓及以 上电压等缀的毫缀会越来越多。 随着缀济建设的发展,电力电缆在供电网中所占的份量也越来越重,在一些城市 的市区逐步取代架空输魄线路;同时隧着电缆数擞斡增多及运符对闻的延长,电缆的 蔽漳氇越来越频繁。密予电缆线路瓣隐蔽性、个剃遂行单位的逐行资料不完 饕以及测 试设备的髑限性等原因,使电缆故障的查找非常阑难。所以本课题针对上述枣实和发 展趋势,研制电缆绝缘带电测试仪具有重娶蛉意义。 .应懈决的主簧涧强 本课题的主要任务怒磅制交联聚己烯电缆绝缘带电测试仪,应解决的主臻问题有 以下凡个方疆。 筛选合适的测试原理和方法。 测试仪的设计和制做。微小电流的检测蹙一个关键闷怒。 在毫缆不运滋运行静请嚣下,嚣试枝如褥接入涮试黧潞。华中科技大学硕士学位论文 电缆的绝缘在线监测 概述 作为魄力系统的邋行主设备之~,电缆也要接受定期的绝缘性能试验,以 确保系统麴安全。在翠麓静鬣程孛,对?惫缓要迸雩于直流瓣嚣试验帮溺爨意流淹 漏电流。随着技术的发展,发现直流耐压试验会对电缆绝缘造成伤害,而交流 耐压试验融于电缆的电宾过丈,在璇场难以满足试验容量的要求,有文献已经提出要 骛菠《联耱毪试验燕筏》,建议取滂瓣交联毫绞静患流露雩压试验,在最薪豹《电气设 备预防性试验规程》的黎.条指出,“如经实用考核证明利用带电测量和雀线监测技 术能达到停电试验的效果,经批准可以不做停电试验或适当延长周翅”。这就扔步确 定了在线簸溺羧末熬蟪穗。在线或鬻电鳖嚣菝寒罄先要迭甍傅镪试验秘效果,邵能够 发现绝缘缺陷,同时带电或在线监测在许多方面迹能具有停电试验所不能达到的效 果。因此,不管从技术发展进步的鹞波来看,还怒从确保电力系统安全运稽,避免突 发绝缘攀液豹发生来麓,交联电缆懿程线或带电虢渊眈箨电试验都要挽越褥多。蟊蓊, 电力系统周部已经停止了交联电缆的停电试验。 国内飘电缆带电监测技术的发展比较缓慢,日本在这方面的研究和安践在世 葬土楚子领先逮经。萄内犟籀使霜豹魏缆在线登溯技术就是氆骧了日本静技术,强翁 国内还有豳本的产品在运行。 不同的电缆程线监测装黉夜多种原理,主要有直流渡、培法、工频泄漏 电流法、溺舔藏毫法藕交流叠热法等簿。 .直流法 直流法又分为直瀛麟分法帮壹流疆加法两静。 直流成分法 研究袭明,当电缆绝缘中有水树存在拜尊,水树其考一定的整滚作用,类似 子尖蔹龟极静整流捧溺。在运行宅嚣律用下,电缆母电芯帮遗之润静嚣路中蠲整流作 华中科技大学硕士学位论文 用会有微弱的直流电流纳安级,即直流成分分最。利用低邋滤波器和纳寂级检流 计以及接地保护装置,可以检测到该赢流成分。其原理接线图如图所示。 图崴流成分法测量原理图 进一步戆试验研究袭唆,拳辩发鼹缮越长、褥技数密度越大,壹流成分麴恕滚也 就越大潮为目本往发公司实验褥出的 电缆的交流击穿电压与赢流成分 法电流值的关系。可见襁线测出的邕流成分的电流增大时,常常说明树枝状老化的发 展、泄满嘏滚的增丈,遮襻鹣绝缘劣德逑程会导致交滚击穿黾氍茨下降。 黧 、 糍 帮 撕 蝴 瓣 粼 巍溉虚舟电蠢擅/ 鹜 毫缓爱漉击穿电垂与麓滚袋分大小瓣关系 华审科技大学硕士学位论文 壹滚或分法移在耱圭簧阕题怒; 电缆屏蔽接地化学电势朔护骥绝缘电阻对测量假的影响。幽电缆护套 严重受撩或老纯,使嚣羧,、,较大虫于撬毫流将傻翁裳缓戆赢溅努量戈法楚窭。实 验表明:当?时,徽弱的即可产生严擞的影响。可以用电容隰断和黜干 扰通路的方法消除其嚣嘛图?。可见,由于阻断干扰电容盼撩入,使化学鼹势无 法侵入测黧嚣露,款嚣清除萁产黧煞予魏粒影璃。 陶.崴流成分法消除千扰的接线 炎能稷攒滔豢簸懿增大米粥鞭稳缘老纯,懿果裰据群涌电流德静大,、柬裁 裁缝缘魏老辱乏程凌,戴鬻簧禳器丈爨测童数据翁羧累寒褥戮摇瘦瓣可滚?较簸基壤 德。 畿滚叠热法 在按穗匏电蕊筮戆器鹃中性点娥勰遴糕匿壹流电源,帮姆辩:赢流电嚣豢搬在邂缆 缝缘上嚣器麓热瓣交流彀惩?,麸褥溅囊遴避毫缆绝缘爱黪皴翡瓣壹滚壤流 藏箕绝缘 电阻图钙。 研究表缓,蠢擞粥畿流电蘧下瓣绝缘毫黼的带逄溺爱餐与襻电君蕊童流高聪对 的测量结果根扭避,因此以用来判断电缆的绝缘状况。 直流凝热法存在瓣婀越是: 华中科技交学硕士学位论文 ::??四?;?《%???目???;;??%四? : 。 图誊流藏加法原理撩线圈 羧据潺爨鼗撩辩楚缘装琵邀簿译蚤嚣辩绝缘寿融避糟德诗魏菰潦述辩窳凄。 主黉原嚣嫩积累的经验数摄不多,毽哥搬撰缝缘电阻残泄潺电溅瓣增大趋势泉瓣鳃缘 老化情况进行粼断。 ?赛莲毫缆囊薮攘疆琵孥滚势飘黪笋套缝辕蠹圜隐簿黎璧餐夔影赣。弼溪采 用对所加嫩流电联的极性进行正负切操,取两者熬低除以来解决。但当干扰电流髓大 对,可匏将粪实穰完垒淹没。这辩《黻聚溪精密霹调事楼邀动努寒羝清电缆薜簸搂途 纯学龟势薹‰簌露获褥较好戆蓊蘩络莱。 .介质损耗正切滏 法魏蒙毽蹩程绫溺藿凌籍港篷帮渡经鑫臻黧魏缘窀流瓣秘经差,献蔼求穗毽 豹大,、,潮敷魄缓夔激瓣磐嚣。其簌理接线热爱?爨零; 盎予镪?反姨瓣是警遮性蛉缺陷,藤令烈较蹇串辩缺酸,不套萼起键镬懿显藩 变诧。鬻簸壤法瓣毫撩念长老强簸濑眷麓,嚣赫帮喾纯鲻豢藤霄覆馥蘸爱浃。麓癸, 本舟较小,容易受到干扰而溅滋准确测出。对于监测飙呶缆 电力呶缆的 致瓣这释熬鼹繇爨串幢跌辍,一般不慕藤 法。鼹最芷褒运予辩黼惫缓?般禳难 霄务毒瞧熬虢貉,邀燕窝联糖精懿德越魉气瞧熬掰决定麓,嚣戳镪法霹飘麟璁缆来华中科技大学硕士学位论文 说并不十分奏效,因为一但有了贯穷性缺陷,在线监测也就来不及给出预警,完全失 去了在线娥测的意义。 图 法在线监测原理接线 .工频灌漠电流法 对于及以上的电缆,一般采用三拥分体式,即单芯结构。为了减小通 过金属屏蔽层上的感.溆电流,一般都将金属屏蔽层以交差重联的方式并熙一端接 趣,在交叉互联熹及幂搂逵端须热装僳护器,虢绦护护屡绝缘。对于这释黼器 单芯 电力电缆可以通邋测量典型工作电压下的泄漏电流值来反映绝缘特憔。其原 理见图。。 蜡 图工频泄漏电流法潮《霪原理 由于掰测工频渣潺魄流趣括容髋邀流是和阻性电流露掰部分,且容性魄流占绝 华中葶牛技大学硕士学位论文 大部分。为了更全面娥分析电缆的绝缘状况,还以通过系统电压作基准电压,对工 。因此通过 频泄漏电流进行处理,酝别出容性电流和阻性电流的大小,进而计算出 溅量工频瀵潺毫凌翡大,、虿戳获褥装予反唳绝缘狡凝瓣特歪羹:、奄窝键,鼓瑟从 多方面分糈判断电缆的绝缘状况。由于一端接地线的电流数值不象直流分量鄹么微弱, 较易于测擞,因此对于一端接地的单芯电缆,这种监测方法有一定的发展前景。 。叠搬低频法 图.悬日本九洲电力公司综合研究所研制的聚用叠加低频法的电力电缆绝 缘在线熬溺装萋派理蘩。 ?压电为呶麓 您电城精?’ ; 毽 。。’’~’; 撩出嚣罨 一 越嫩嚣 ..。,.... 团 弱爱 ?。。’、 ?一一一 低糖燃叠部挣 蠢箍稿罨 越羹帮努 图叠加低频法簸瑗图 将低频电压.舭,入配电线高压回路的商压端和接地端之间,并由电缆接 避线上测漤低频电漉。瞧予电缆绝缘豢可鞋看俸廷、夔并联等镶篷路,姿乡 禳瞧莲尧 低频丽菲工频时流过绝缘层的容性彀流较工频时小褥多,而阻憔融流却 无明显变化,因而较易从总电流中分出。研究表明,阻性电流越大表示老化发 展越快。 出于 嚣于频率、惫察、电阻相爨戆恻数,频率下降使等俊奔擐数僮增大,从瑟更 易测出。 华中科技大学硕士学俄论文 .局部放电法 局部放电可以加速电缆绝缘的老佬,严霪影嘧鬯缆的寿命。电缆燕运行过 程中不溉免遣要零受工作电压、嚣电冲击电援耨操作冲击魄愿静联合作用。在交流 叠加冲击电压下,树枝状老化特性的研究表明: 鲞交流电匿娓幅值超过一定傻时,其瞧樾棱的挣鑫嗽压起始馑起摹奄压, 隆预勰交流电压稽值静媾丈丽减曩、。 冲击电压的累积效应对 电缆中电树枝的冲击电压起始值有很大影响, 会引起渖溉电压起始馕躯急尉下降。 隧着趟高压输电技术的发展,澍局部放电的强线监测已经成为一个不可溺避的问 题。对?撑电力电缆用局部放电法行监铡,我阐国内正处于起步阶段,国外一些电 力技术发达的国家,已鞭终了一些遗餍。较有效瓣在线整测方法骞辣津电滚滚秘超毫 频频谱分析法。 脉冲电流法 脉冲魄流法是磺究凝早、应疆最广泛款一秘方法,瑾对忿麟定了专门懿 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。 在 ~年,德国柏林的城网改造中,采用了脉冲相位法对电力电缆进行在线 监测,其梭心是局部放电定向耦合器测量技术和 的威用,收 到了较好的效果。根据农尧拿大安大晦瞧力研究掰篱压室完成瓣实验衰骥:溺宽额带 波形测童仪器溺量得到静辣;孛电流波形参数,可以用来表征不瀚放电形式和放电的不 同发展阶段。随着计算机技术的飞遴发展,计算机辅助测试系统和应用人工橱能的专 家诊断系绕应慝于脉冲嚷流的分析皮该是电缆局部放电在线鉴测懿一个发震方怒。由 于弱部教浅静脉狰电流中含有丰富静液电信惠放魄量、放电相位、放电形式、放电的 不同发展阶段,可以将此建立反映局部放电不同特征的谱图,对这些放电信息谱图进 行数学分橱,得到一系猁特征指纹,耀于对餍部放魄瓣发生状貔进霉于识剃,遽两建立 数据疼霸专家系统。藿辩已有将魏方法雳子检测瀵绝缘设备豹鬈试。 甚黼频频谱分析法 甚高频频谱分析法的原理是,鲞放电间隙的缝缘强度毖较麓对,击穿过獠毙较快。 魏对静电流稼淬醚凄较大,辐射高颓潦磁波的巯力较强。电缆的绝缘羰度较 高。 华中科技大学硕士学位论文 可以适用。它的优点是抗干扰的能力较强,但技术鬻求较高。荷兰和美国的研究人员已 经做了不少尝试性的工作。 .交流叠魏法 年代末,日本研究除了电缆水树的交流叠加法监测技术,其原理接线如 錾?爨示。 匿.交流骚加法在线监测原理接线 交流爨加法是在电缆主绝缘上叠热一个的低魄疆,由于水树的存在, 在测量回路中会出现的低频电流,该低频电流与水树的发展状况密切相必,以此 判断电缆水树的发展状况。下面分橇低频电流的产生原理。 一般避,对于一个系统,若输出信号孛存在肖与输入信号频率不同的成分,说明 这是一个线性系统。存在水树的电缆就是一个非线性系统,交流损耗电流中的奇次 谐波分蠹就是因为菲线瞧特性两产生靛。因此,熬频小电流僖譬朝&毫浚也应 当与求树豹菲线性特谯榴关。 假设工频电压为,在此电臌下因树枝劣化产生的交流损耗电流为,贝瞬时 交流电导为 ? / 其中。。 磷突袭臻,存在农褥靛毫缆辩戏豹茯安特经麓线是关子漂熹对称熬磁滞潮线 形获华中科技大学硕士学位论文 如果不必于原点对称,说明其中有赢流分量,而随时间的变化,在的正半 波和负半波应当是一致的,那么的变化周期应该是工频的一半。可用傅立叶 级数 疑开秀: :?成谎 村 ?瓯 村一 式中:瓯?磷彭,舭。瓯/磷。、瓯和醋分剐表示高 次谮渡分繁静薅立辞畚数。当固不表现遗磁滞潮线特性潜,酢戈福函数,因而 羌。所以,:就是直接反应交流损耗电流磁滞回线特性的因素。 根据茂,窿永樾弓起的交滚塞流为: ,?一 。%血科妻吆洲射蠢氛 。 。/砜甜十砜竺墅墅哩出箬型必 砜壁坠气幽 十. 箕孛豹奄次谐渡蜀叛获上式黉麓番蠢来。整予奇次潼波懿密在,电流鞴发生 莓 变。由式交流损耗电流的三次谐波分量可寝示为: 厶专‰ 甜:卜暖岛越如 ? 耐疵, 其中:,?/??, 屯;毯一锺?对 华中科技大学硕士学位论文 一?;;《四??? 而且; 破,,:晚: 旺谚,咖疵; 从式?知道,当不呈现磁滞回线特傲时,:,晚,要么等于?,要 么等于。可以认为九。就是与交流损耗电流磁滞网线特性相关的量?丸,随潜 水树的 产生、溪长会有疆鑫盼嶷耽,跨甓熬獭交流强耗魄流露线特瞧波鹗存在,、艇 模贯穿瞧 水树时,吮。趋向于”。 在国露用粒露跨,叠热一令缀小夔终藤毫簇强?薅,《蔽试秀毯国瓣四戆 动态特性几乎没有影响。 . 。 十妒 式中:以。《氓,,,,,?鼹穗位差。现在考虑瓯、共 同作用下的交流损耗电流。 交漉魄导仍鼹式表示,剡蕊瓣交流攒栽电滚受: ? ,玑 式中擀一项仍为式,第项是;引越的电流,用表示,则 屯一:?吼甜十乳矽。晒???:? 讯一?一彩 一栉讲十??扣魂柳/ 十‰一哟国一?磙磊一辨 一瑚?彩弦办十?珏, .华中科技大学硕士学位论文 这里如果式?中的取经意的偶数,则式?中的总有一项的?的系 数为零,这样就出现了频率成分的分量,将避一分量用‰液示。当,?。 ,帮叠窳戆氓《辩,玑 庐一旃/ 同蠼可霹出为其它偶数时的??频率成分鲍懿流表达式。撼终,当致敬奇数 时, 式.?中。懿系数稳不必零,帮苓存在矗。颧率躲藏分。慧之,当选择麓意酶 藕 数时,在总的交流损耗电流中将产黛如下所示的燮流成分。 ? 二 虬 ?一建/ 式聚表暴鹣魄深藏分楚求褥劣纯信号的辨在表现。 交流叠加法就是基于上述分析,襁电缆的绝缘上叠加一个时, 低频瞧流分量最大,暴于鉴溅懿低压交流镲警,监涮嚣承辩涟线毽麓产生蘸 差额电流锩母,并摄据藏颓信号器丈小维新永褥躯发展情况。 综上所述,电缆的谯线或带电般测有多种方法。这些方法释肖优势,其中交流叠 勰法是一种新颖瓣方法,在匿蠹还见警没有应霸。交流耋燕法袋遂著斡撬点是,鼗整 糕信号愚低颡电流信号,频率只有,在现场簸测时容易避免电磁场的干扰。直流 法容易受劁撩地化学电赭和护套绝缘电阻的影响,丽直流法的被测信号本身也很小, 有时困接撼拖学毫势黎护套缝缘迄疆静存在露无法菠确溅量。 本谋越拟校据交流藉加法原理磷制电缆带电检铡仪,并通过现场试验,为 今后进一步实现有效的燮流叠加法在绒监测积累经验。 华中科技大学硕士学位论文 :;四??自四《;四? 电缆带电测试仪设计 .磋件设计 设计思想:基于差频信号测薰原理,设计的带电检测仪主要构成部分有交流 叠燕毫潆模袭、取襻嘏鼹转换、滤渡调理缣护筷袭、/转换模块、处理 显示模块和显示模块等几部分,整体框图如图?所示。 图系统结构椭躁 .。纛瀛毫潦鬟褒 这部分主要是各个模块的芯片中需用到的电源。主要是电源和?电源 等。具体的电路图如阕帮图。所示。 一叫‘ 盼 。 ??卜 ‘ 一? 图以直流电源 . 该鸯路主要是交溅枣奄经交基器交聪隽交滚邀,霉经爨鼗熬流螽壹 流输出,激流电经稳压块后为输出:交流市电经双筑压器变 压为交流电,再经桥式整流后崴流输出,经稳压块后为十输出,经 稳压块蒙梵.辕鑫。 华中科技大学硕士学位论文 嚣心妻漉?滚深 ..交流叠加电澡 电源采用全桥高频可控方式的整流及逆变结构,利用的可编程逻辑 簇馋进行控翻产生戆交滚毫援,其舂稳定、谐波枣、穰镶寝寒等优点,箕经麓 满足测试装求。电源的原理如图所示。 输出 输 图 电源原理 .。模拟滤波及放火模块 模羧滤波器采霜多除有源祗遴滤波器及耪整稷控放大嚣警避行信号的滤波 及放 大由于信号比较小,假其频率固定的特点,故可以采用低通滤波可以排除现 场工频及离频干扰,采蝴程控放大器传可以将弱电流信号放大遮~倍。整体结 梅翔蚕掰示。 ????????????~??????????????????????????????????????一 华中科技大学硕士学位论文 图模拟滤波及放大电路 ..数据采集模块 由于信号从交流电网输入/转换器时,带有干扰信号,因此,在信号输入前, 需先经滤波器滤去一部分频率较高的干扰信号。 另外,由于从交流电网输入的信号是模拟信号,须经/转换器转换为数字信 号, 经分析处理后以获得我们所需要的数据。为了得到更精确的数据,采用位/ 转 换器;从交流电网输入信号的基频是交流电网的频率,为。迭加的交流 电压后,其频率大约为左右;为了使输入的信号不失真,程序中对信号的每个 周期取个数据,即/转换器的转换时间应不小于//, 系列刖转换器芯片能满足要求。主要有,,, ,,等。其中、、的工作 温度为?,非线性误差为?;、、的工作 温度为。~。,非线性误差/,但价位较高。由于本设计还需用到数据 存储器,其工作温度约为。~,且本系统使用的环境温度主要在。~之间。 因此本设计选用。/转换芯片是美国模拟器件公司 生产的位逐次逼近型快速/转换器。其转换速度最大为,转换精 度为?.%,是目前我国市场应用最广泛、价格适中的/转换器。片内 配有三态输出缓冲电路,因而可直接与各种典型的位或位的微处理器相连,而 无须附加逻辑接口电路,这使它在不需要任何外部电路和时钟信号的情况下完成一切 /转换功能,应用非常方便。同时,由于信号从交流电缆输入时,带有很大的干扰 信号,因此,在信号接入/转换器之前,需经光电隔离。 由模拟芯片和数字芯片两片混合集成,其中模拟芯片就是该公司生产的华中科技大学硕士学位论文 型快速位单片集成/转换器芯片。数字芯片则包括高性能比较器、逐 次比较逻辑寄存器、时钟电路、逻辑控制电路以及三态输出数据锁存器等 的主要特性如下: ?非线性误差:?。 ?转换速度:最大转换时间为,属于中档速度。 ?输入模拟信号范围为:单极性方式时,为~或,接成双极性方式时, 为一~十或~。 有个模拟输入端,分别用于不同的电压范围:适用于 的模拟输入,适用于?的模拟输入。输出为位,即~。 ?利用不同的控制信号,既可实现高精度的位变换,又可作快速的位转换。 转换后的数据有两种读出方式:位一次输出;位、位分两次输出。设有三态输 出缓冲器,可直接与位或位微处理器接口。 ?需三组电源:,,.。由于转换精度高,所提供电源必须有良好的 稳定性,并加以充分滤波,以防止高频噪声的干扰。 ?内设高精度的参考电压.,只需外接一只适当阻值的电阻,便可向 部分的解码网络提供瑾,转换操作所需的时钟信号由内部提供,不需外接任 何元器 件。 ?低功耗:典型功耗为。 的工作状态由,,/,/,五个控制信号决定, 这些控制信号的组合控制功能如表所示。 由表可见,当,同时满足时,才能处于工作状态。当 处于工作状态时,/石时启动/转换;/石时进行数据读出。/ 和端用来控制转换字长和数据格式。山时启动转换,则按完整的位/转 换方式工作,如果按舢启动转换,则按位/转换方式工作。当处于 数据读出工作状态/;时,舢和/成为数据输出格式控制端。/,对 应位并行输出;/则对应位双字节输出。其中时输出高位。华中辩技大学硕士 学位论文 时输出低位,并以个补足尾随的位。由于/端与”电平不兼容,故只 能用通过谁线接或上。另外。在数据输如期闻不能变化。 裘 鸹工作拭鸯纽裔控藕珐裁/ 工作状态 压 。 × × 禁止 , 棼止 : 【 扁动垃转换扁动位转抉 位并行输出有效 高捷并行输出离效 低往蕊上霆隧枣窍效 由于数据输出要取位,可直接把接接,当/毒时,数据输出端 出现被转按蕊熙数撂, ,两孵,鼙囊动一次桶转换。镬避对。詹罩: 表示转挠藏在进行。疑过一次转换周期典垄德为筒跳回低电平表示 /转换究毕,可以从数据输出端读取新的数据。 革较毪帮双校毪输入特蛙 通过救变引脚、、的外接电路,可使进行单檄性和双极 性模拟信号的转换。单极性转换电路如图所永, 蛋?私豹单摄橼连接华中科技大学硕士学位论文 一;;。号 系统模拟信号的地线应与脚相连,使其地线的接触电阻尽可能小双极性转换 电路如图.所示。 图 的双极性连接 脚的输入范围分别为~单极性输入时或一斗双极性输入时, 对应模拟电压为.。脚的输入电压范围分别为单极性输入时 或一双极性输入时,对应模拟电压为.。如果要求./位 对于或.范围或者是/位对于十或.范围, 则在模拟电压输入回路中应分别串联欧姆或欧姆的电阻。 因此可得与单片机的接口电路如图所示。由于 片内有时钟,故无须外加时钟信号。该电路采用双极性输入方式,可对?或? 模拟信号进行转换。当与单片机配置时,由于输出 位数码,所以当单片机读取转换结果时,须分两次进行:先高位、后低位。由 或~来分别控制读取高位或低位。单片机可采用延时方式读取 的转换结果数据。的与的锁存地址相连,/与 的锁存地址相连,与 的锁存地址。相连相连.因此,启动的端 口地址为只要,三位为即可。华中科技大学硕士学位论文 ;;;自自;; 圈。. 与单片机的接口 .. 模块 本设计选用的单片机是公司生产的位微处理器芯片。它内带 内存,有个字节的计数器/定时器和字节的,可外接晶振~, 工作温度为一。~。该芯片可扩展程序存储器、数据存储器,中断源等。 外接复位电路主要有以下两种: 上电复位电路 上电复位的电路图如图所示,本电路结构简单,但受外界影响大,不适 合用于测试高频电路。 图上电复位电路图华中科技大学硕士学位论文 上电和手动复位电路 上电和手动复位电路如图所示,本电路较上电复位电路复杂,但性能较高, 受外界影响较小。 图.上电和手动复位电路图 综合比较上面两种复位电路,考虑到电路的实用性,本设计采用第二种方 案?? 上电和手动复位电路。 ..数据存储模块 由于内带的只有字节,远远不能满足设计的需要,因此需扩 展外部数据存储器。本设计对输入信号的数据采用位的数据格式,这样就需 要用 个字节来保存个数据:由于要获得输入信号的峰值就必须最少取/为输入信 号的频率个周期,即个周期。即所需要的数据存储空间为×× .。再者,考虑到系统还需采样数据来计算输入信号的频率。因此这里 选用外部数据存储器。 由把端口输出的低位地址旷锁存在,端口的.~. 直接输出高位地址~,由于单片机的和分别与的输出 允许和写信号相连,片选由.与相连,当.时有效。执行读操作指令时, 和有效,使中指定地址单元的数据经~从端口读入。写 操作时,及有效,由端口提供的要写入的数据经~写入 的指定地址单元中。华中科技大学硕士学位论文 ..硬件的调试与布线 设计使用的主要芯片是,的工作情况是设计的关键,因此,在 调试式剐注意其布局。 ?的控制信号调试 /引脚和,电平不兼容,因此必须使它直接接在逻辑正电源或数字逻辑 地。在和单片机接口时,引脚/必须接地使成为双位输出,‰引 脚为低电平高位输出,舢低四位输出且左对齐低四位数据线输出为零。这种 配置可以不再用三态缓冲器,而把数据线和的位数据线直接相连。在数据 读取过程中不改变舢引脚的状态。如果三态门的开关时间不对称,则会引起 内部总线 争夺,对芯片造成损坏。 另外,和/有效前应保持低电平。如果/,则一个读操作可能会同时 发生,还可能引起系统总线竞争。由于和/都可以用作启动转换信号,但比 /少一个延时,并且输入较快,所以本设计选用作启动转换信号。 ?的输入调试 如果要检查对模拟信号输入是否合适可,当转换进行时可以用双踪示波器观 察 的输入,它的次干扰都应该在或更少的时间内衰减掉。由于 的最大转换时间为,如果接入的模拟输入,则要想取得准确的结果,最大频 率可达.,而我们的输入频率为,不用再加采样保持器。 零点和增益的调整与校准 脚用来进行增益的调节。各种量程的增益调整都是用引脚和之 间的电位器来实现的。因引脚与权电阻网络相连,所以实质上是用电位器来 调 节各级权电流。对电位器的主要要求是多圈及低温系数/金属陶瓷电位 器即可。为防止两个电位器互相影响,应先调整零点,再调增益。 调零点是在模拟输入最小情况下进行的,单极性时接近,双极性时接近/ 为满度值。调增益是在最大值附近进行的。具体调整与校准时,因量程不同 而 不同。华中科技大学硕士学位论文 ~露;竣露蒺毅辍天毫蕊燕/.,调整零患薅雾毫爱器,搜褥 数字输爨在??礴?之阉魏穰。斑辩零点溪谈鸯己塌整辩。设藿模羧输入淹爨 为/一,霉警臻益窀谯嚣,使箨数字譬输溶在?~?之润跳 旗。越时增益霹认必邑潲好。 半刻度校准糗套;搬模拟输入邀整鬼,越瓣臻进数字码艨必??。 ?电源糕会及穗线辩融滋意的趣题 应用系统念部说试辩毕展,在模拟输入端输入一稳定的标溅电压。启动 /转获,斑转换数据夯震稳定。絮暴交徒较大,溪鞘魄籍稳楚性蒺,粪要麸寇潆 及接地布线等方面查找原因。的电源电难要有较好的稳定性和较小的噪声, 礤声大翡逛源会产生不稳定酶输蹒代码。在应用系统设计对,的睡潦要缀好 地进行滤波调攘,还要避开高频噤声源,这来讲是非常重要的。为了墩褥 位精度,除谶行很好的滤波,否则最好不要用开关电源。西为毫伏缀的嗓声能在 蹬中霉超好是鑫鹣误整。 掰裔静电源辩脚都瓣用去藕灌容。时电渫,去藕电容直接接在管脚和之间; 并鱼私要逶遘毫窬藕合臻管鬻文台逶懿去耩曦容楚一令.蕊镂电容褥莽联 一个.磷懿辫瓷怒容。 京绞蹿窿注意,恕连黼模熬辕入逛路,尽帮黢运遮惑搿数字魏鼹熬努。鬣 败,最好不要熙飞绫连搂造路; 要的地线椎置 警脚摸瓣熄线是蠹都参考奄攫翁魏线参考点。爨魏,瞧应该楚一令辫震爨蘸缝 线,应或接接在繇统的模拟参考点上。为了在较大的数字信号干扰的情况下仍糍疑大 鞭发遣秘麓鬏褥岗精度静性鼹,数字逡线帮搂羧薅线纛接在一怒。在一般傣 况下,布潼印刷线路板时可参考以下三点: 矗.数字逶?横揿鲍簧在芯片上就近谶接农一越。 .士电源缀进窀褰去藕叛斌,萁域线连接谯数字媳上。 .外部模毒薹电路静按地端耍分掰连接羽的模拟逾。华中科技大学硕士学位论文 .软件设计 对应于硬件电路,该软件处理的是由电流信号转化成的电睚信号,要设法把该信号中的 成鼢离并显示出来。其中成分正弦波相对于频彳艮微弱,在叠加过程中不足以影 响叠加波形的周期。在信号被处理之前,高频波以被过滤,仪剩下和的叠自波形。 因此,该程序的主要目的是将波形从叠加’跛形中分离出来,并用数码管显示其幅值。 ..主程序 由于我们所要处理的是信号中信号很微弱的一部分,为此,在采样和数据处理的 过程中必须保证处理的精度,减少处理结果的波形失真,达到所要求的精度。程序的 主要 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 如图.所示。 首先,将经过滤波、放大的信号通入?转换器,将模拟信号转换成数字信号。 再由单片机从/转换器中采样转换的数据存放到片外中。存放形式为两字节 的整数。然后,从采集的采样点中查找出零点,根据零点和采样数据的周期计算出模 拟信号的频率,亦即叠加频率。然后,利用傅氏分解的分解公式,计算出基波 幅值。由于滤波信号只是由正弦波和正弦波组成的叠加波,且正弦 波不影晌采样信号的频率。则先算出基波对应与采样信号的正弦波形,然后用采样信 号的波形减去基波波形,得到的便是波的波形。再从波形中查找出最大值,便认 为最大值是正弦波的幅值并用键盘/显示芯片显示。显示器是位的 数码管。最后,为了以后对程序进行扩展,设置的四个键,但未定义键的意义。 ..予程序 数据采集子程序 流程图如图所示。经计算测得的频率与基波频率相差不会太远, 考虑到计算量和结果的精度,一个周期内采样个点为宜。 本程序采用在一个周期内个采样点,采样频率为.,采样点 时间隔为。为了能够计算出波的幅值,则必须至少采样个基波周期才能 得以实现,亦即采样正弦波半个周期以上。为此,本程序采样个基波周期, 即采样个点,以保证计算的正确性。华中科技大学硕士学位论文 :。日;口;;;;; 数据采集及数字滤波 计算频率 ? 计算基波幅值 ? 计算波幅值 ? 显示初始化 显示波幅值 图?主程序流程图 在设计中,用控制采样点的采集。在控制过程中,作定时器,工作方式, 、均为。首先,初始化,开中断,并允许数据存储器的读写。当定时 器记满,产生中断标志,则单片机响应中断,实行中断予程序,消除标志位。由于标 志位清零,则选中/,并启动/转换器转换模拟信号,并等待获得采样值。当转 换完毕,存储采样值,停止/转换,以等待下一次中断的产生。由于/转换的 时间和程序处理的时间之和小于两次中断的时间间隔,即能够保证所得的采样点采样 的时间间隔为微秒。 数字滤波子程序 常用的数字滤波算法有: ?算术平均值法 计算很少采样次数内的数据平均值即可,但干扰引起的突变信号也被平均在结 果中,数据准确性低,着提高,系统实时处理能力又差。因此,只应用在简单的低 频纹波数字滤波中。华中科技大学硕士学位论文 ?藏歇洚予挽乎垮簋滤波法 对次采样值进行预处理,去掉最大值和最小值,然后再进行算术平均,结果作为滤 滚餐。采潮瑟算法嚣霹滤去稼捧予魏,毽霹滤去,、箍辊子撬。 查羧零点是\ 磷黻界//一 \以 第一个采样点与第十一 个采样点棚乘 銎张善岁 取这十一个采样点中绝 对值最小的一个为零点 零点个数加 指针加 由零点地址及采样 辩阔许葬频率 漩密 图数据采集程序框图 ?热壤学均馕滤波注 对次采样值分别配以不同的加权系数求其算数平均值,其中加权系数随采样 次 数逐澎瑗大,显赫耪等于 热投平均篷法遥罨予系统鳃滞后霄溺常数较大、采祥 周期较短的过程。但需要测试不同过程的纯滞后时间及不断计算各权系数, 增加了华中科技大学硕士学位论文 谤舞量,舞低了按毒速凄。 ?去除奇异慎滤波法 观察采样篷降麓《玲,副豫与黉围数耩发生大跃交静数据,褥骜有效采样数 掇。 主要应用谯消除偶然因素带来干扰的滤波算法中。 ?筒荦的低遥滤波算法 用软传公式袋模拟凿邋硬件 低通滤波器鹘箕法为: 石一口?? 式中,而为本次袋集值;一菇上次滤波输密僵:为滤波系数远小于; 为本次滤波输出馕。 这种鳟法主要应用在惯性较大的低通滤波中。对目标磐数变化很慢的物理量滤波 较鸯效,不能滤豫麓予恐采榉凝举豹于摭售号,焱多秘予撬戆场含孛难戳实理滤渡, 威用范围窄。 羧主数字滤波舞法瘦麓场合较窄。孝对毫缆稳缘往熊带窀潮试串静镥蟹,下蕊设 计的复合滤波算法取得了较好的滤波效果。 复合滤波算法 电缆绝缘性能带电测试时,会遇到高频干扰,灌采用较容易实现的硬伴电路滤高 频,但也簧用软件对高频:行过滤确保精确度;王频干扰成分无处不在,必须进行截 止颁率较僬的低避滤波;蕊漉残分在低遥滤波算法不麓被游除。鞭憩,复念滤波葵法 受采用直流滤波、高频及工频的低通滤波。下面介绍低通数字滤波器的设计。 通常 数字滤波撩谩诗步鞣: ?按粥求给出滤波器的频率响应函数凰,。; ?根据允许的过渡带宽及阻带衰减度,初步选定或设计窗函数和确定值: ?计算垃白一去”坟妒如,求出?;蛊予王毛?一不是筏攀丞数,簸 采用以以’。。“在等茁的个点的值代替积分值,则有: 巧?万 刍以【一等』警华中科技大学硕士学位论文 四?;目;?自?;一 可以证明溺时,石在窗口范围内很好的逼近%。 ?将%如与窗函数相乘得披数字滤波器的冲激响应办: 矗鳓?×婊; ?计算数字滤波器的频率响应,并验证是否达到所要求指标 文章梭鼹设诗步骤竣诗数低潺滤波器参数懿表?。蔽予其鸯严穰熬线 性相位,所以系数吼怒偶对称。 袭数字滤波器参数表 王 截频率工 采样频率六 窗函数长度 . 滤波器系数 , 。 一翁,鑫砖 矗,鹋 氇瀚蝴 .. . , , . . , , . .. ’ , 螽霉 . . . . ., , .。? 。? 粥 。粥 钧 ,叠掉 . . , , . ..? . , , .. , , . ., 数字滤波子程孝堰鞫翔銎一掰示。华中科技大学硕士学位论文 图?数字滤波程序框图 设连续时闽信号为瘸麓亟数如溅滚涵数,奁熬数镑焉鬟逡取个采样壤强, 则求出的算术平均值一言?即为直流成分。其可消除电予线路中元器件的漂 移 ,‘ 电压、悬浮电平等直溅成分。当然搬可戬克照岗期变位的干扰。 数字滤波器的嫒计方法稠丽了模接滤波器瀚骈究成果,蟠频特性较好,无频 谱 混叠,但其相位非线性。而数字滤波器有严格的线性相位,运算效率较高,且 总 是稳定的,医此,应用场合较广。采用基于窗函数法设计的擞僬通数字滤波器蠹较 葑熊福羰及楣往特性,掰且运算效攀离,稳定胃嚣。 理想低通滤波器经过加窗处理后,会出现下列两种情况:~是滤波器的频率响应 在不连续虑蹬现过渡带,其取决于塞缀数鲍主瓣蛉爨度:二是滤波器在逶带辩疆蒂曩 产生现象,取决予窗露数频谱的旁瓣形状。弱此,选择衡瞒数或设计窝函数时 尽可能降低窗函数旁瓣高度来减少波纹和主瓣宽度窄获得陡的过渡带。 频率计算予程窿 流程灏秘图掰承。由于采榉点不~定会采在零点,故不能由采样值怒否为零 来判断零点,而只能由冀他方案判断。取相邻两个深样点,若两点的值符号栩异,则 对应与模拟信号来说,零点位于疆点之阕。瑕设,摆邻鼹点、,位于孵测, 其僮为,位于辩裁,其值为。对于模毅绩号来说,我们无法知道两点之间 的曲线的斜率,而且斜率不是恒定的。为此,我们不能计算出零点的确切位鼹,而只 能竞可能的减少计算结聚与实际位鬣。在上述假设成立抟条牛下,意两穆诗冀零点位 霉翡方法。华中科技大学硕士学位论文 比例滋:将两点之间的益线溺一条斜线,把斜线与零点线酌交点作为曲线的零点, 则可根据公式: 豫一×/ 计算出零点的大概位谶。 比较法:将两个采样点中绝对假最小的一个作为曲线的零点。在模拟曲线中,两 个符号提黪故匏轰,其缝对篷越小,羧越靠近零藤。 显然,比例