一种基于模拟信号的放电电磁波时延值估算方法技术

本发明专利技术属于电力设备故障诊断技术领域，尤其涉及一种基于模拟信号的放电电磁波时延值估算方法。本发明专利技术是由两个传感器接收放电产生的电磁波信号并记录为默认的模拟信号；接收的模拟信号通过带宽为400‑600MHz的带通滤波器转换为两个正弦波信号；将两个正弦波信号再通过本机振荡器（300MHz）；再将通过本机振荡器的信号通过中间频率为100MHz的低通滤波器；将得到的信号与信号v21(t)进行正交检波并再次通过低通滤波器；所得信号利用上述公式，计算得出信号之间的相位差，即原始信号的时延值。本发明专利技术可避免使用示波器等数字信号记录装置，很大程度上减少了算法配套装置的尺寸、重量与经济成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模拟信号的放电电磁波时延值估算方法
本专利技术属于电力设备故障诊断
，尤其涉及一种基于模拟信号的放电电磁波时延值估算方法。
技术介绍
在电力系统中，局部放电或火花放电是绝缘材料老化、故障产生的前兆，同时放电所产生的高频辐射电磁波还会对输配电线路、变电站附近的通信设备、电视广播信号等造成电磁干扰。因此，为了及早发现绝缘材料老化部位、避免绝缘故障以及避免对周围电磁环境的干扰，需要对放电源的位置进行准确定位。在传统的基于放电电磁波诊断的算法中，常用天线接收电磁波信号，然后通过A/D转换装置记录电磁波的波形，再通过具体的算法估算时延值。虽然此方法可以有效记录波形，但A/D转换以及示波器记录波形往往要花费一些时间，无法实现快速分析诊断的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于模拟信号的放电电磁波时延值估算方法，目的是在不适用A/D转换装置也可以从记录的模拟波形中获取准确的信号间时延值。为了实现上述专利技术目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种基于模拟信号的放电电磁波时延值估算方法，操作步骤如下：(1)由两个传感器接收放电产生的电磁波信号并记录为默认的模拟信号；(2)接收的模拟信号通过带宽为400-600MHz的带通滤波器转换为两个正弦波信号；(3)将步骤2中的两个正弦波信号再通过本机振荡器(300MHz)；(4)再将步骤3中通过本机振荡器的信号通过中间频率为100MHz的低通滤波器；(5)将步骤4中得到的信号与信号v21(t)进行正交检波并再次通过低通滤波器；(6)所得信号利用上述公式，计算得出信号之间的相位差，即原始信号的时延值。所述两个传感器间距为10cm–30cm之间的距离。所述传感器接收的电磁波信号通过带宽为400-600MHz的带通滤波器变换成两个正弦波信号波形s1(t)与s2(t)，这样依然能够保持与原始接收电磁波信号间时延值等比例的相位差。所述两个正弦波信号波形分别与带有π/2相位差的本机振荡器(300MHz)所输出的两个信号v1(t)及v2(t)相乘，在通过低通滤波器输出中间频率为100MHz的vs12(t)、vs11(t)与vs21(t)信号；其中：v1(t)表示本机振荡器输出的信号1，v2(t)表示本机振荡器输出的信号2，且与信号1之间存在π/2的相位差，vs12(t)表示v1(t)与s2(t)相乘后通过低通滤波器输出的信号，vs11(t)表示v1(t)与s1(t)相乘后通过低通滤波器输出的信号，vs21(t)表示v2(t)与s1(t)相乘后通过低通滤波器输出的信号，t表示时间；所述信号vs11(t)与vs12(t)作为参考，对信号v21(t)进行正交检波，再次通过低通滤波器得到的信号可以表示为us12-21(t)与us11-21(t)；所述两个正弦波信号s1(t)与s2(t)之间的相位差θ可以由下式得出：上式中：θ表示信号s1(t)与s2(t)之间的相位差；us12-21(t)表示信号vs12(t)与v21(t)进行正交检波并通过低通滤波器输出的信号；us11-21(t)表示信号vs11(t)与v21(t)进行正交检波并通过低通滤波器输出的信号；t表示时间；所得到的相位差通过天线接收触发动作后某一时刻的1组数据求得。本专利技术的优点及有益效果是：本专利技术可以省略A/D转换装置而直接分析模拟信号波形得出所需的时延值，避免使用示波器等数字信号记录装置，很大程度上减少了算法配套装置的尺寸、重量与经济成本。具体实施方式本专利技术是一种基于模拟信号的放电电磁波时延值估算方法，具体是由两个传感器、带通滤波器、本机振荡器以及低通滤波器来实现的。所述两个传感器间距为10cm–30cm之间的距离；所述传感器接收的电磁波信号通过带宽为400-600MHz的带通滤波器变换成两个正弦波信号波形s1(t)与s2(t)，这样依然能够保持与原始接收电磁波信号间时延值等比例的相位差；所述两个正弦波信号波形分别与带有π/2相位差的本机振荡器(300MHz)所输出的两个信号v1(t)及v2(t)相乘，在通过低通滤波器输出中间频率为100MHz的vs12(t)、vs11(t)与vs21(t)信号；其中：v1(t)表示本机振荡器输出的信号1，v2(t)表示本机振荡器输出的信号2，且与信号1之间存在π/2的相位差，vs12(t)表示v1(t)与s2(t)相乘后通过低通滤波器输出的信号，vs11(t)表示v1(t)与s1(t)相乘后通过低通滤波器输出的信号，vs21(t)表示v2(t)与s1(t)相乘后通过低通滤波器输出的信号，t表示时间。所述信号vs11(t)与vs12(t)作为参考，对信号v21(t)进行正交检波，再次通过低通滤波器得到的信号可以表示为us12-21(t)与us11-21(t)；所述两个正弦波信号s1(t)与s2(t)之间的相位差θ可以由下式得出：上式中：θ表示信号s1(t)与s2(t)之间的相位差；us12-21(t)表示信号vs12(t)与v21(t)进行正交检波并通过低通滤波器输出的信号；us11-21(t)表示信号vs11(t)与v21(t)进行正交检波并通过低通滤波器输出的信号；t表示时间。所得到的相位差只需通过天线接收触发动作后某一时刻的1组数据求得，而不用传统的A/D变换装置以记录电磁波的原始波形。本专利技术在具体实施时，其操作步骤如下：(1)由两个传感器接收放电产生的电磁波信号并记录为默认的模拟信号；(2)接收的模拟信号通过带宽为400-600MHz的带通滤波器转换为两个正弦波信号；(3)将步骤2中的两个正弦波信号再通过本机振荡器(300MHz)；(4)再将步骤3中通过本机振荡器的信号通过中间频率为100MHz的低通滤波器；(5)将步骤4中得到的信号与信号v21(t)进行正交检波并再次通过低通滤波器；(6)所得信号利用上述公式，计算得出信号之间的相位差，即原始信号的时延值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于模拟信号的放电电磁波时延值估算方法，其特征是：操作步骤如下：(1)由两个传感器接收放电产生的电磁波信号并记录为默认的模拟信号；(2)接收的模拟信号通过带宽为400‑600MHz的带通滤波器转换为两个正弦波信号；(3)将步骤2中的两个正弦波信号再通过本机振荡器(300MHz)；(4)再将步骤3中通过本机振荡器的信号通过中间频率为100MHz的低通滤波器；(5)将步骤4中得到的信号与信号v21(t)进行正交检波并再次通过低通滤波器；(6)所得信号利用上述公式，计算得出信号之间的相位差，即原始信号的时延值。

【技术特征摘要】
1.一种基于模拟信号的放电电磁波时延值估算方法，其特征是：操作步骤如下：(1)由两个传感器接收放电产生的电磁波信号并记录为默认的模拟信号；(2)接收的模拟信号通过带宽为400-600MHz的带通滤波器转换为两个正弦波信号；(3)将步骤2中的两个正弦波信号再通过本机振荡器(300MHz)；(4)再将步骤3中通过本机振荡器的信号通过中间频率为100MHz的低通滤波器；(5)将步骤4中得到的信号与信号v21(t)进行正交检波并再次通过低通滤波器；(6)所得信号利用上述公式，计算得出信号之间的相位差，即原始信号的时延值。2.根据权利要求1所述的一种基于模拟信号的放电电磁波时延值估算方法，其特征是：所述两个传感器间距为10cm–30cm之间的距离。3.根据权利要求1所述的一种基于模拟信号的放电电磁波时延值估算方法，其特征是：所述传感器接收的电磁波信号通过带宽为400-600MHz的带通滤波器变换成两个正弦波信号波形s1(t)与s2(t)，这样依然能够保持与原始接收电磁波信号间时延值等比例的相位差。4.根据权利要求3所述的一种基于模拟信号的放电电磁波时延值估算方法，其特征是：所述两个正弦波信号波形分别与带有π/2相位差的本机振荡器(300MHz)所输出的两个信号v1(t)及v...

【专利技术属性】
技术研发人员：田野，张小辉，宁昕，边凯，郄鑫，姜万超，曾光，赵义松，李然，刘日亮，王庆杰，周喜超，莫金龙，张嵩，金鑫，李冠华，杨东升，张彬，赵丹，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司，国网辽宁省电力有限公司，国网浙江省电力公司湖州供电公司，国网冀北电力有限公司经济技术研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21