0前言
近年來，用戶用電負荷越來越大，相關電氣設備日漸增多，許多用電大戶擁有自己的220kV變電所，基于便攜式短路接地線檢測的探討，并且對供電可靠性越來越高，一年幾乎不能停電，否則就會給企業(yè)帶來不可估量的損失，這就給用電檢查提出了很高的要求。實際中對用戶電力變壓器、斷路器進行停電檢查的方式已經行不通了。同時電力變壓器、斷路器是用戶電力系統(tǒng)的重要設備之一,是用戶變電站的核心設備,其運行狀況直接關系著整個企業(yè)供電系統(tǒng)的**經濟運行。
高壓放電檢測，不僅是高壓設備出廠試驗的主要項目，也是設備運行中進行絕緣試驗的重要手段。近年來，許多出口產品的質量檢驗增加了高壓放電檢測項目。因此，我國對高壓放電測試方法和技術進行了深入的研究。主要研究方向：用計算機輔助系統(tǒng)測量高壓放電參數，利用各種譜圖和統(tǒng)計量分析絕緣老化及缺陷;高壓局部放電的在線檢測技術和超聲波定位;高壓局部放電檢測的抑制干擾問題。
與其它檢測方法相比,通過聲音檢測在很多方面有其獨特的優(yōu)點：
1)可有效的避免電磁波的干擾，因此在電磁干擾嚴重的場合應用。
2)可以對高壓斷路器、變壓器等高壓設備進行連續(xù)實時在線檢測。提高了供電可靠性。
1 聲音信號的采集
1.1信號采集原理
信號采集是高壓放電檢測的一個重要環(huán)節(jié),基于便攜式短路接地線檢測的探討，它將接收到的高壓放電聲音信號以電信號的形式輸出。在高壓放電聲音測量中,放電頻率一般都在150kHz。雖然放電及其所產生的聲發(fā)射信號具有一定程度的隨機性,每次放電的聲波信號頻譜有所不同,但整個放電聲波信號的頻率分布變化范圍不大,基本處于一定的頻段之中。
其次是符合香農采樣定理，香農采樣定理又稱奈奎斯特(Nyquist)采樣定理。一個存于[0,fH]的模擬信號，采樣后，為了不失真地恢復該信號，則采樣頻率Fs必須滿足fs≥2fH，一般應為10倍。
在傳感器種類方面,以諧振式傳感器*為多見;而光纖傳感器具有體積小、重量輕、響應快、靈敏度高、抗電磁干擾能力強和能進行非接觸測量等優(yōu)點,有效減少了電磁干擾對局部放電信號測量的影響，近年來逐步得到推廣。
1.2信號采集過程
為了保障放電檢測裝置的有效性，設置了高壓放電裝置，基于便攜式短路接地線檢測的探討，以便于每次試驗之前保障可靠的高壓放電，聲音傳感器檢測高壓放電以實現對放電現象的有效檢測，采集過程中周圍存在低頻噪聲，使用高通濾波去除低頻信號，然后進行波譜分析。
2.聲音信號的分析
變壓器、高壓斷路器等高壓設備出現局部放電現象時,總是伴隨著脈沖電流、電磁輻射以及聲、光、熱等現象。這是因為當介質內發(fā)生放電時,由于分子的激烈撞擊,氣泡的形成和發(fā)展,液體的流動以及固體材料的微小開裂,會產生一定的聲音信號。通過研究發(fā)現,高壓放電產生的這些聲信號與放電的程度和類型存在一定的對應關系，有流體力學可知所發(fā)出的聲音信號在接收后的波形圖為尖波峰，有一個脈沖信號，然后逐漸下降消失。近似一階脈沖響應，波形圖如圖2。
放電信號檢測電路在外加電壓作用下，當擊穿場強較低的氣隙或氣泡油膜中的局部場強達到氣體或液體的擊穿場強時，開始放電，并伴隨著一定分貝的聲波信號。在檢測電壓時，環(huán)境噪聲是影響聲音傳感器靈敏度的重要因素。根據統(tǒng)計可知,環(huán)境噪聲一般為低頻波,并且沒有明顯的延時現象;其波形與上述幾種干擾波形有明顯不同,易于識別。另外,聲發(fā)射信號采集傳感器在下雨等天氣條件都會對聲傳感器的靈敏度產生影響。圖3為環(huán)境噪聲與高壓放電信號同時存在時的波形圖，圖4是只存在環(huán)境噪聲的波形圖。
在日常生活中，基于便攜式短路接地線檢測的探討，存在的通常為低頻噪音信號，而在高壓放電產生的聲音信號為高頻信號，因此使用高通濾波器在濾波的過程能使高頻信號通過，低頻濾掉，處理后的波形如圖5所示。
2.4波譜分析
為了更好的分析信號，將信號源發(fā)出的信號強度按頻率順序展開，使其成為頻率的函數，并考察變化規(guī)律，稱為頻譜分析。
對信號進行頻譜分析，需對其進行傅里葉變換，觀察其頻譜幅度與頻譜相位。對于數字信號，則可直接進行快速傅里葉變換，變換后的圖形如圖6所示
b頻率主要集中在20～150kHz，從頻譜中可以準確的分析出放電現象的存在與否。
3.結論：
從以上分析可以看出,聲音檢測高壓放電現象易于實現，但會受到距離的限制。
著科學的發(fā)展，聲音檢測設備和電子技術的
快速發(fā)展,為聲音檢測方法的發(fā)展提供了發(fā)展空間。但在現場應用中,由于受到各種因素的干擾，檢測高壓放電現象在以后的發(fā)展中,不但要對檢測系統(tǒng)硬件進行完善,還要從放電理論、識別算法、放電理論方面作進一步研究，從而提高診斷結論的科學性、準確性。 本理論可廣泛應用于在大客戶用電檢查中對變壓器、高壓斷路器、高壓開關等高壓設備的放電檢測，具有很強的實時性、可操作性。同時在供電公司對以上相同設備進行檢測時有很好的借鑒意義。