[发明专利]用于现场冲击电压下局部放电测量装置及其信号处理方法

权利要求书

1.一种用于现场冲击电压下的局部放电测量装置，其特征在于：包括电流传感器、分接头，电压衰减器，电压瞬态抑制器(TVS)以及后端处理及显示系统，所述电流传感器的输出端通过积分电阻和同轴电缆连接至分接头的输入端，所述分接头的输出端一路连接至电压衰减器的输入端，另一路连接至电压瞬态抑制器(TVS)的输入端；所述电压衰减器和电压瞬态抑制器(TVS)的输出端分别连接至后端处理及显示系统上。

2.根据权利要求1所述的局部放电测量装置，其特征在于：所述后端处理及显示系统为工控机。

3.根据权利要求1所述的局部放电测量装置，其特征在于：所述电流传感器采用罗氏线圈电流传感器，所述罗氏线圈电流传感器穿套在冲击电压耐压试验回路的待测GIS设备接地线上，将接地电流信号转化为电压信号，并使用同轴电缆将电压信号传输至后级的信号处理系统。

4.根据权利要求3所述的局部放电测量装置，其特征在于：所述罗氏线圈电流传感器采用百兆级工作频率及高初始磁导率的Ni-Zn磁芯。

5.一种基于权利要求1所述的用于现场冲击电压下的局部放电测量装置的信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)后端处理及显示系统通过数据采集卡分别采集电压衰减器和电压瞬态抑制器(TVS)输出的电压信号，并对两路电压信号分别进行离散小波变换，使用变比例萎缩去噪方法对离散小波进行处理，得到去噪后的局部放电脉冲信号；

2)对步骤1)得到的局部放电脉冲信号进行处理，提取其基于小波变换的特征信息，结合统计信息进行数据库的建立以及放电脉冲类型识别：

首先对去噪后的局部放电脉冲信号进行三层小波包分解，分别提取第三层从低频到高频多个频率成份的信号特征，得到小波包分解系数X_3i，对小波包分解系数X_3i重构，以S_3i表示X_3i的重构信号，i取值为0～7，由于信号频带较宽，仅对第三层进行分析，总信号S可以表示为：

S=Σi=07S3i,]]>

然后对去噪后的局部放电脉冲信号进行快速傅里叶变换，得到局部放电信号的频谱特征参数；

最后以S_3i对局部放电信号的频谱特征进行分类，构造特征向量，确定正常与局放故障状态下，特征向量的特征值及容差范围，设向量的元素E_3i/E的特征值为C_j，容差范围是ΔC_j：

Cj=Σk=1nxjkn,]]>

n为试验次数；x_jk为小波分解系数X_3i中的元素，然后依照下式对C_j进行归一化处理，得到归一化矩阵T′：

T′＝[C₀/C，C₁/C，C₂/C，C₃/C，C₄/C，C₅/C，C₆/C，C₇/C]；

C_j的容差范围其中K＝3，4，5

同样，也对容差ΔC_j进行归一化处理，得到归一化矩阵ΔC′：

ΔC′＝[ΔC₀/C，ΔC₁/C，ΔC₂/C，ΔC₃/C，ΔC₄/C，ΔC₅/C，ΔC₆/C，ΔC₇/C]

3)将步骤1)和2)中得到的特征参数统计到数据库中，得到冲击电压下局部放电次数、脉冲幅值、放电脉冲时间序列参数、缺陷局部放电频率特征以及不同电压等级下的放电概率信息。