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专利名称：评估电力线上的噪声和过流的制作方法
评估电力线上的噪声和过流著作权声明本发明文件包含的材料中的一部分公开物是受著作权保护的。该著作权的权利人不反对任何人复制专利文件或专利公开物，但其本人保持所有著作权的权利。
背景技术：
I.发明领域本发明涉及电カ配送的电カ线路，更特别地，是涉及一种为了识别噪声源或过电流源的位置，对电カ线路上的噪声和过电流的评估。2.相关背景技术的说明在本部分中所描述的方法是可以实现的方法，而不一定是之前已证实或已实现的 方法。然而，除非特别说明，本部分中所描述的方法对于本申请中的权利要求不是现有技木，并且不认为在此部分中包含现有技木。局部放电(Partial Discharge, PD)是在受损的电力电缆绝缘层中发生的ー种现 象，受损原因可能是如老化、物理特性损坏或处于过强电场中。ro可以损害电缆、连接件、避雷器以及其他高压设备。有缺陷的架空电缆用绝缘子也会引致噪声的产生，并伴有类似于ro的频率以及相位特性。ro产生短脉冲，该短脉冲的持续时间是纳秒级或更短。ro脉冲常常出现在交流(AC)电カ电压的特定相位中，并大致与电カ频率或电カ频率的两倍同歩。PD被认为是线路同步噪声或线路触发噪声这类已知噪声中的ー种。ro脉冲具有连续的宽带频谱，该宽带频谱通常包括的范围是 千赫兹至数百兆赫兹。美国专利7，532，012公开了多种捕捉H)脉冲的技术，也公开了多种用于评估波形的參数，以区分与线路频率同步化现象，例如ro脉冲，有关的波形，和名为“侵入”，不具有线路频率周期性的外部干扰。对于从ro中辨别出的波形，这些參数具有进ー步量化该ro強度的实用性。受损电缆也可能遭受到非常短暂的强电流脉冲，例如可预计到的越过其自身的电弧或其他临时短路情况。在受损电缆完全失效之前需要识别它，更特别地是，发现它的特定位置。

发明内容
本发明公开了多种评估与电カ线路上的噪声和过流有关的參数的技术。这些技术特别适合于描述局部放电(PD)的特征，并且适合于识别噪声源或过流源的位置。这些技术中的一种技术是ー种方法，包括(a)测量电力电缆上感应到的局部放电脉冲的第一频谱组分的最大振幅，(b)在第一频谱组分的最大振幅出现之处，确定电カ电缆上电カ频率信号的相位，(C)测量该相位的局部放电脉冲的第二频谱组分的最大振幅，以及(d)根据第一频谱组分的最大振幅与第二频谱组分的最大振幅之间的关系，确定电カ电缆上局部放电脉冲出现的位置。这些技术中的另ー种技术包括(a)通过在电力电缆上的电源信号中一个循环周期的多个相位，測量所述电カ电缆上感应到的ro脉冲的频谱组分的峰值振幅；(b)从所述峰值振幅中减去背景噪声电平，从而产生结果振幅，以及(C)将所述结果振幅相加，从而得出PD之和，这表明了所述电カ电缆上ro的活跃程度。这些技术中的另ー种技术是ー种方法，包括(a)在电カ电缆的第一位置处，測量超出阈值的第一电流的第一幅度；(b)在电カ电缆的第二位置处，测量未超出阈值的第二电流的第二幅度，以及(C)根据第一幅度和第二幅度之间的关系，确定电力电缆上的故障位置。本发明也公开了ー种执行上述方法的系统，以及ー种存储介质，该存储介质包含控制处理器执行这些方法的指令。此外，提供了一种系统，包括(i)开关，当开关闭合时，来自电カ线的噪声通过该开关；当开关打开时，噪声不可 通过该开关；(ii)放大器，设于开关之后，其产生放大的输出量；(iii)通道，其具有(a)滤波器，在特定频段内，其上有放大了输出的频谱组分通过，从而产生经滤波后的输出；以及(b)检波器，多次检测经滤波后输出的值，从而产生一系列的值；以及(iv)处理器(a)当开关打开时，该处理器确定该一系列值中的最小值，从而获得第一底线值；(b)当开关闭合吋，该处理器确定该一系列值中的最小值，从而获得第二底线值；以及(C)确定第二底线值和第一底线值之间的差值，从而产生超出值，该超出值表示电力线噪声的过量值，该电力线噪声大于放大器噪声。


图I表示设置多个组件的配电系统的一部分，这些组件用于检测配电系统中电缆线上的局部放电(PD)。图2是ro检波器的方框图。图3表示配电系统的一部分，其包括耦合器和ro检波器的网络，用以检测该配电系统内多个位置的局部放电。图4是用于ro检波器单个频道的电カ频率信号单个循环周期的背景噪声的曲线图。图5A是ro检波器频道输出处的信号曲线图，其中该信号包括单个ro脉冲。图5B是与图5A中同一信号的超出阈值的数据点的曲线图。图6A是记录两个ro脉冲的曲线图，这两个ro脉冲在ro检波器的频道中捕获。图6B是与图6A中相同的两个H)脉冲的曲线图，这两个H)脉冲在H)检波器的另
ー频道中捕获。图7是采样信号的曲线图，其中每个采样值表示在电カ频率的单个循环周期的单个频道或ro检波器中的ー个独立的时间块，例如4个相位。图8是状态机的状态图，其控制ro检波器中最大保持模式和单个循环模式之间的转换。图9是峰值电流记录器的原理示意图。在多幅附图中，共同的组件或特征都采用相同的附图标记来表示。
具体实施例方式在电カ线通信系统中，电カ频率范围通常是50至60赫兹(Hz)，并且数据通信信号频率大于I兆赫兹(MHz)，通常范围是I至50兆赫兹(MHz)。用于电カ线通信的数据耦合器，与电カ线和通信装置，如调制解调器之间的数据通信信号耦合。这种数据耦合器的ー个示例是电感耦合器，包括磁芯、以及缠绕磁芯一部分的线圏。磁芯由磁性材料制成并且其中包括一孔。电感耦合器像变压器ー样运行，并且其位于 电カ线上，使得电カ线穿过该孔并充当变压器的初级线圈，同时该电感耦合器的线圈充当变压器的次级线圏。通过该磁芯，在电カ线和次级线圈之间耦合数据通信信号。该次级线圈依次与通信装置耦合。对电感耦合器的另ー种使用，是将电感耦合器围绕相线或中线放置，并感应由局部放电(PD)产生的高频能量。功能组合实现的协同作用，包括电缆和绝缘子状况的持续感应，以及数据通信，是非常有优势的。电容耦合器也可以用于局部放电感应及通信。然而，高压电容器本身易受其内在的局部放电的影响，难以将其内在的局部放电与电缆或绝缘的局部放电区别开来。因此，尽管电容耦合器也可以用于感应局部放电，但电感耦合器更适合本发明任务。图I示出了配电系统100的一部分，该配电系统100设有多个组件，用以检测配电系统100中电缆上的局部放电。配电系统100包括中压地下电缆，S卩，电缆105 ;配电变压器101、接地棒118、电感耦合器，即，耦合器120，以及局部放电(PD)检波器130。耦合器120包括具有贯通孔(未示出)的磁芯(未示出)。耦合器120用作变压器，并且其位于电缆105上，使得电缆105穿过该贯通孔并用作耦合器120的初级线圏。耦合器120还包括次级线圈，其具有经由电缆125接至H)检波器130的引线。电缆105具有多条同轴中线110，这些同轴中线110绞合在一起形成股线112，并且这股线穿过该贯通孔连接至接地棒118。这股线112穿过贯通孔，导致没有了中线电流感应进入耦合器的次级。该网导致耦合器120感应电缆105的相线中的电流，包括电カ频率电流，以及局部放电和“侵入”引起的电流。感应到的电流在耦合器120的次级线圈处是有效的，从而经由电缆125也作为ー个信号出现。作为电缆105上耦合器120的另ー种配置，或当电缆105不包括同轴中线110吋，例如，在多相电カ电缆中的情况下，耦合器120可被直接放置在相线的绝缘体106上。在这种情况下，优选地，耦合器120应被包在结实且接地的导电屏蔽罩之内，该屏蔽罩能够将故障电流引向大地，除非相线的绝缘体已经失效。另ー种方式是，耦合器120还可以放置在股线112之上。配电变压器101由电缆105经过弯头连接器107供电。配电变压器101具有连接至接地棒118的中线115，以及次级终端140。从次级終端140，配电变压器101供应具有电力频率的低电压。在电缆105上的电压(和电流)的相位，和次级终端140上的低电压的相位之间，有ー种基本固定的相位关系。这种相位关系随配电变压器101上的负载变化而稍微改变。H)检波器130通过电缆125接收来自耦合器120的感应电流，并且通过电缆145接收来自次级终端140具有电カ频率的低电压。该具有电カ频率的低电压为ro检波器130提供了相位參考。ro检波器130处理来自耦合器120的感应电流，以检测电缆105中的局部放电，并且提供ー输出135，该输出连接至通信链路(图I中未示出)，允许将持续的局部放电监测数据流传送至远程监测站(图I中未示出)。耦合器120也可充当电カ线通信数据耦合器。也就是，电缆125也可连接至通信装置，如调制解调器(图I中未示出)，并且耦合器120被用于耦合电缆125和该通信装置之间的数据通信信号。图2是H)检波器130的方框图。H)检波器130包括开关205、峰值电流记录器211、放大器210、微控制器240、触发电路270、以及ー组被分成五个通道的组件，即通道CH1、CH2、CH3、CH4、及CH5。微控制器240包括多路转换器245、模数转换器(A/D)265、处理 器250、以及存储器255。处理器250设有能够响应并执行指令的逻辑电路。存储器255是采用计算机程序编码的计算机可读介质。就这一点而言，存储器255储存可被处理器250读取并执行的数据和指令，用于控制处理器250的操作。存储器255可以是随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器、只读存储器(ROM)或它们的组合。存储器255中的ー个组件是程序�？�260。程序�？�260包含被处理器250读取的指令，使得处理器250执行H)检波器130所使用方法的动作。在此所用的术语“�？椤笔潜硎景�含独立元件或多个次级元件的集成组件的功能性操作。因此，程序�？�260可以是单个�？榛蛳嗷ヅ浜喜僮鞯亩喔瞿？�。再者，尽管程序�？�260在此被描述成设于存储器255中，并被设置在软件中，但其也可以设置在任何硬件(如电子电路)、固件、软件、或它们的组合之中。当表明程序�？�260已加载到存储器255时，为了后续能加载到存储器255，程序�？�260可以设置在存储介质275上。存储介质275也是采用计算机程序编码的计算机可读介质，同时可以是任何传统的非闪存介质，这种非闪存介质以有形形式在其上存储程序�？�260。存储介质275可以在介质，如软盘、光盘、磁带、只读存储器、光存储器介质、通用串行总线(USB)闪存盘、数字多功能光盘、或极碟驱动器中执行。另ー方面，存储介质275也可以设置于随机存储器、或是其它类型的电子存储器件，这些器件位于远程存储系统(未示出)中，并通过网络(未示出)与存储器255耦合。通道CHl由带通滤波器215A，对数(log)检波器220A，峰值检波器225A，和采样及保持器(S/H) 230A组成。通道CH2至CH5的每个通道的配置组成都与通道CHl类似，包括带通滤波器215B-215E，对数检波器220B-220E，峰值检波器225B-225E，和采样及保持器230B-230E。在一种优选的实施方式中，带通滤波器215A-215E是表面声波(SAW)过滤器。如图所示，开关205处于打开状态，但是当它闭合时，它从电缆125 (參见图I)耦合信号206到放大器210。信号206包括通过耦合器120感应到的电カ频率电流及局部放电和“侵入”引起的电流。放大器210放大信号206,并输出信号212。所以,信号212是放大了的信号206。信号212被传递到通道CHl至CH5的每个通道中。
每个带通滤波器215A-215E都被调谐成不同的中心频率并且拥有ー个很宽的带宽(如I兆赫兹MHz)。因此，通道CHl至CH5的每个通道，在不同的频带上，都可从耦合器120中“听到”信号。一个或多个带通滤波器(如215A)具有低的中心频率，对此，电缆105不会明显的减弱局部放电，而其它带通滤波器(如215E)具有高的中心频率，对此，每单位距离的衰减较为显著。因此，带通滤波器215A-215E优选地是选择避开已知侵入源的频率，如无线电广播。考虑通道CH1。带通滤波器215A接收信号212，并传递带通滤波器215A的通带范围之内的信号212的频率，产生信号217A。对数检波器220A收到信后217A后，将其转换为一个对数形式，称为信号222A。峰值检波器225A接收到信号222A后，检测其峰值，产生信号227A。采样及保存器(S/H) 230A采样并保持信号227A的峰值，产生信号235A。PD源可以靠近ro检波器130并产生ー个强信号，或者ro源远离耦合器120并产 生ー个弱ro信号，并且该弱ro信号沿着电缆105传播而很快衰弱。因此，ro信号的幅度能够跨越ー个宽的动态范围。相应地，信号206、212和217A，也可以覆盖ー个宽的动态范围。对数检波器220A能够处理具有宽的动态范围的信号217A。尽管如此，为了计算方便，在此所描述的參数也可以从线性化而不是对数化的振幅或其他非对数函数中计算得出，该其他非对数函数压缩了振幅。通道CH2至CH5的操作类似于通道CHl，并分别产生信号235B-235E。触发电路270通过电缆145接收到具有电カ频率的低电压，称作信号269，并产生电カ线同步信号272。或者，触发电路270不接收信号269，而是可以接收信号212，并从信号212中提取电力频率组分。不管怎么说，电カ线同步信号272显示出电カ频率每个循环的一个脉冲，如每60Hz循环的ー个脉冲或每50Hz循环的ー个脉冲。微控制器240接收到信号235A-235E和电カ线同步信号272。信号235A-235E输入到多路转换器245，并有选择地从多路转换器245输出端传递到A/D 265。A/D 265将信号235A-235E转换成数字信号并传递到存储器255。多路转换器245的操作，以及信号235A-235E的路径和选择，将在下文中进ー步描述。微控制器240通过控制线242控制开关205，并且同时控制S/Hs 235A-235E。信号235A-235E是模拟信号。S/Hs 235A-235E的目的是保持信号235A-235E在短时间内的稳定模拟信号值，从而信号235A-235E可通过多路转换器245发送，并通过A/D 265转换成有序的数字信号。考虑信号235A。包含一批信号235A样本的数据通过A/D 265被数字化。具体描述如下，假设这批样本包含了 90个值，每个值代表了 4度相位间隔，因为ー个电カ频率循环周期总共为360度，如90度等于360度/4度。这样，每个间隔，可定义为ー个时间块，为1/60/90秒，或对于60Hz电カ频率，为185. 19 μ s (百万分之一秒)，或对于50Hz电カ频率，为222.22ys (百万分之一秒)。这个时间测定是通过微控制器240里的一个计时器(未显示)，从电カ线同步信号272中获得。ー批信号235A样本中的第一个样本，经信号272中的逻辑转换触发，该信号272出现在信号269的正向交叉零点之后，即，具有电カ频率的低电压。每个这种数据样本与信号217A振幅的峰值的对数成比例，S卩，带通滤波器215A在每个时间块内的输出。将这90个样本值发送到存储器255中。因此，对于单个电カ频率循环周期，微控制器240从通道CHl中获得了 90个值。
微控制器240，尤其是处理器250，根据程序�？�260，来控制S/Hs 230A-230E和多路转换器245，获取通道CHl至CH5中每个通道的90个值，评估这些值，以描述多个H)脉冲中的ー个H)脉冲的特征，并且通过输出135来给出评估結果。微控制器240可以获取单个电カ频率循环周期中的这些值，或在特定环境下，如下所述，获取多个电カ频率循环周期中的这些值。图3是对配电系统，即系统300,的一部分的说明，其包括了一个稱合器和F1D检波器的网络，设置为在系统300内的多个位置检测局部放电。系统300包括了配电变压器303，329和349，电カ电缆320，340和355，耦合器302，332和352，以及PD检波器304，333和353。配电变压器303，耦合器302和H)检波器304被安排在305位置。配电变压器329，耦合器332和H)检波器333被安排在330位置。配电变压器349，耦合器352和H)检波器353被安排在350位置。系统330也包括了监测站365。主要的配电变压器303，329和349由电缆320，340和355设置成一串来输送，其 通过电缆355供电。配电变压器329从电缆340获得供电，并通过电缆320传递电量至下游。每个PD检波器304，333和353，类似于PD检波器130运作，如上所述，并且分别通过输出310，335和360提供結果。耦合器332可以连接至通信节点(未示出)，该通信节点设置为转发器。这种节点可以合并至H)检波器333。类似地，耦合器302可以连接至通信节点，该节点可以合并到PD检波器304，同时耦合器352可以连接至通信节点，该节点可以合并到H)检波器353。监测站365包括处理器379、用户界面375，和存储器380。处理器370配置为逻辑电路，该逻辑电路响应并执行指令。存储器380包括在程序�？�385中的指令，这些指令可被处理器370读�。�并且当处理器370读取时，将使处理器370执行监测站365所使用方法的动作。当程序模块385表示为已加载到存储器380时，为了后续能加载到存储器380，其也能设置在存储介质390上。存储器380可以应用在任何描述过的、针对存储器255的实施方式中，以及存储介质390可以应用在任何描述过的、针对存储介质275的实施方式中。用户界面375包括ー个输入设备，如键盘或语音辨识子系统，用于使用户与处理器370进行信息交流和命令选择。用户界面375还包括输出设备，如显示器或打印机。光标控制器如鼠标、跟踪球、或操作杆，允许用户操作显示器上的光标，从而与处理器370进行其它信息交流和命令选择。在系统300中，由于H)检波器304、333和353中每个都处于不同的位置305，330和350，系统300获得电力线状态的指示，检测每个位置305，330和350。监测站365接收到输出310，335和360 (图3，通过泡A、B和C的耦合连接)，基于此，确定电缆或设备是否已损坏。通过用户界面375，监测站365给出ー份报告，该报告指出需要紧急修复或预先维护的地方。与ro无关的是，一根老化的电缆也可能会遭受到瞬间高电流脉冲，例如该瞬间高电流脉冲的范围在I毫秒至500毫秒，就像可预计到的越过其自身的电弧或其他临时短路情況。再次參考图2，这种脉冲将被峰值电流记录器211测得(详见图9所示)。峰值电流记录器211通过电缆125从耦合器120接收到电压，其与电缆105的相线中的电流成比例。峰值电流记录器211测得电缆105中最大瞬时电流，并且以该最大瞬时电流作为输入，提供给多路转换器245。峰值电流记录器211用于峰值电流测量期间，这将在本发明的下文中进行描述。下面，我们将考虑多个评估局部放电的參数。噪声基底參数同样參考图I和2带通滤波器215A-215E的带通频率优选地应尽量避免选择有效的通信频带或广播频带，即，显著的侵入来源。虽然如此，发送器在滤波器波裙的频率中可以是有效的，例如在带通滤波器215A的波裙中，其中，滤波器的衰减不足以将侵入信号幅度降低至可以忽略的值。数据的记录可以通过电カ频率单个循环周期或电カ频率多个循环周期来实现，其 中，这些循环周期不一定是连续的。对单个循环周期的记录，在此指定为“单个循环模式”。对多个循环周期的记录，例如，5个循环周期，可以作为“最大保持”，类似于作用在频谱分析仪上的“最大保持”，因此，对多个循环周期的记录，在此指定为“最大保持模式”。在“最大保持模式”中，对于每个时间块，用于该时间块的最大振幅被保持在多个样本之中，这些样本记录在多个扫描或循环中。—种用于区分线路频率同步性局部放电信号与其它信号的技术，包括測量每个通道输出的内在噪声基底。例如，通道CHl的内在噪声基底表示由放大器210产生的内在噪声，该内在噪声落入带通滤波器215A的通带范围之内。这种测量是在开关205处于打开位置时进行的，如图2所示。处理器250控制H)检波器130，并根据程序�？�260中的指令评估噪声基底。图4是用于H)检波器130的单个通道，即通道CHl的电カ频率信号的单个循环周期的内在背景噪声，即噪声405的曲线图。噪声405表示通道CHl的内在噪声，S卩，其中开关205是打开的。相轴，即X轴，表示电カ频率的相位，其范围为O至360度表示单个循环周期，例如60赫兹(Hz)的电カ频率，每度为16. 6毫秒(ms)。零度表示电压的正向零点交叉相位。图4中的曲线表示90个离散数据值，然而，为了清楚起见，画一条线，连接该90个的数据值。通道的噪声基底的底部，称作底线410，其被定义为90个样本中的最小值。在图4中，底线410为36分贝(dB)，0dB表示由系统增益和检波器特性決定的固定功率电平。由于本分析中未采用绝对信号电平，因此所有信号电平都是指超过ー个固定參考电平的分贝(dB)。即使不连接耦合器，S卩，开关205打开，每个通道的瞬时输出，例如信号235A，在最低底线410的值之上浮动。该浮动的振幅主要取决于通道的内在噪声及其滤波器的带宽。例如，在图4中，噪声405从36dB的低点浮动至43dB的高点。这ー浮动被称为噪声浮动420，并且其具有7dB的值，即，43dB减去36dB等于7dB。阈值430被定义在ー个水平上，不希望内在背景噪声超出该水平。在图4中，阈值430是在44dB处，其略高于底线410和噪声浮动420之和。在下文所述的方法中，在开关205打开时测量噪声基底，并且在开关205闭合时也测量噪声基底。开关205打开时执行的測量被称作“初始底线410”，开关205闭合时执行的測量被称作“当前底线410”。在优选的实施方式中，对数检波器是包络检波器，其OdB參考水平设置在背景噪声水平之下，在这种情况下，其输出是单极性的，如，通常输出是正的。正因如此，对数检波器220A的输出大于或等于零，因此，信号235A也大于或等于零。然而，当开关205闭合时测量噪声基底，如果H)脉冲是存在的，仅在单个时间块内，该H)脉冲将会进ー步正向増大信号235A的振幅。在大多数H)脉冲中，它们出现的时间块不同于背景噪声的最低值410出现的时间块。正因如此，开关205闭合吋，不管是否存在H)脉冲，底线410的測量都应大致接近同一低数值。ro脉冲通常不出现在电カ频率相的特定相位间隔上。换句话说，与电カ线不同步的信号常常具有连续的载波，从而提高底线410。通过周期性监测底线410的值，以获取当前底线410值，并将其与开关205打开时测得的初始底线410进行对比，在安装H)检波器130时及后续监测期间内，微控制器240可以评估特定通道上的信号是否包含大量侵入的
信号。 对于通道CHl至CH5的每个通道，底线410可以是不同的，并且对于单个循环模式与最大保持模式的单个通道，底线410也可以是不同的。最大保持模式对于与电力线频率不同步的侵入会很敏感，尤其是当这种侵入是脉冲信号、而不是连续信号的时候。当开关205打开时，为通道CHl至CH5的每个通道测量初始底线410，并且当开关205闭合时，为通道CHl至CH5的每个通道测量当前底线410。对于给定通道，如果当前底线410高于初始底线410，这就意味着通道内有某种程度的侵入。如果当前底线410明显高于初始底线410，例如大于5dB，则该通道遭受到大量侵入，并且可以被认为局部放电的检测不灵敏。因而，为补偿这较高的底线410，可以增大超出于底线410之上的脉冲振幅。当该增大幅度相当大时，例如10dB，通道将不再适合检测局部放电。因此，在ro检波器130测试输出量期间，且ro检波器130的内部噪声水平引起关注吋，处理器250将评估底线410。在PD检波器130的场配置中，处理器250评估底线410，以检测特定通道上的侵入，如果检测到大量侵入吋，会将该通道移除，不再具有对局部放电測量或定位的资格。因此，本发明提供了一种系统，包括(i)开关，当其闭合时，来自电カ线的噪声通过该开关，而当其打开时，噪声不可通过该开关；(ii)放大器，设于开关的下游，其产生放大的输出量；(iii)通道，其具有(a)滤波器，在特定频带内，其上有传输了放大的输出的频谱组分通过，从而产生经滤波后的输出；以及(b)检波器，多次检测经滤波后输出的值，从而产生一系列的值；以及(iv)处理器(a)当开关打开时，该处理器确定这一系列值中的最小值，从而获得第一底线值；(b)当开关闭合吋，该处理器确定这一系列值中的最小值，从而获得第二底线值；以及
(C)确定第二底线值和第一底线值之间的差值，从而产生超出值，该超出值表示电力线噪声的过量值，该电力线噪声大于放大器噪声。最大峰值振幅图5A是通道输出处的信号曲线图，其中信号包括信号局部放电脉沖，S卩ro脉冲540。图5B是图5A中同一信号超出阈值430的数据点的曲线图。图5B是由图5A得到的。从图5A开始，所有数据点减去阈值430，即44dB，并且负值都设为零。然后，H)脉冲540A出现在水平基底之上，如图5B所示。同样參照图3中的系统300。对于给定的ro检波器，在单个电カ频率循环周期中，没有ー个或多个ro脉冲可能出现。
考虑到位置330处的H)检波器333。假定其通道中的一个通道被指定为通道M，并且其通道中的另ー个通道被指定为通道N。通道M和N具有不同的中心频率。同样考虑到出现在系统300中某处的独立ro脉冲，该独立ro脉冲可能包括一些落入通道μ带通范围之内的频谱能量，以及ー些落入通道N带通范围之内的频谱能量。图6A是两个H)脉冲记录的曲线图，这两个H)脉冲在H)检波器333的通道N中被捕获。这两个脉冲被分别指定为ro脉冲605和ro脉冲610。PD脉冲605出现在大约80度的相位处，PD脉冲610出现在大约265度的相位处。图6B是如图6A中所示的同样两个H)脉冲记录的曲线图，也就是，ー个脉冲大约为80度且另ー个脉冲大约为265度，在H)检波器330的通道M中被捕获。在图6B中，这两个脉冲被指定为H)脉冲615和H)脉冲620。为了清楚起见，这两个ro脉冲的每个脉冲都在通道N和通道M中被捕获。这两个PD脉冲的第一脉冲，出现在大约80度，在通道N中作为H)脉冲605被捕获，并且在通道M中作为ro脉冲615被捕获。这两个ro脉冲的第二脉冲，出现在大约265度，在通道N中作为ro脉冲610被捕获，并且在通道M中作为ro脉冲620被捕获。在通道N中，即图6A，PD脉冲605具有比H)脉冲610更大的振幅。在这种情形下，PD脉冲605具有最大振幅，即24dB,称作VpeakN,并予以记录。该最大振幅采样的相位，即80度，称作ΦΝ，也予以记录。因此，通道N的峰值H)脉冲由数据对(0N，VpeakN)表示。该同一 H)脉冲也是通道M中的最大振幅采样(參照附图6B)。更具体地是，H)脉冲615具有IOdB的振幅，由数据对(ΦΜ, Vpeak11)表不。ΦΜ与ΦΝ相等，表不两个通道，M和N,在它们各自的频带中，记录同一 ro脉冲。现在考虑位置305处的ro检波器304以及位置350处的H)检波器353。三个H)检波器304、333和353中每个H)检波器都包括通道M和通道N，并记录了同一相位即80度的最大振幅。以实施例的方式，我们假定通道M的中心频率大于通道N的中心频率，并且它们的最大峰值振幅如表I所示。表I在背景噪声电平(dB)之上PDM最大峰值的振幅
权利要求
1.ー种方法，包括 测量电力电缆上感应到的局部放电脉冲的第一频谱组分的最大振幅； 确定在所述第一频谱组分的所述最大振幅出现处的，所述电カ电缆上电カ频率信号的相位；测量在所述相位的所述局部放电脉冲的第二频谱组分的最大振幅；以及 根据所述第一频谱组分的所述最大振幅与所述第二频谱组分的所示最大振幅之间的关系，确定所述电カ电缆上所述局部放电脉冲发生的位置。
2.—种方法，包括 通过电カ电缆上的电カ信号循环的多个相位，測量所述电カ电缆上感应到的局部放电(PD)脉冲的频谱组分的峰值振幅； 从所述峰值振幅中减去背景噪声电平，从而得到结果振幅；以及 将所述结果振幅相加，从而得到表示在所述电カ电缆上ro活跃程度的ro总和。
3.根据权利要求2所述的方法，进ー步包括如果所述ro总和超出警报阈值，则发出警报。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于 所述ro总和是在第一次的第一 ro总和，以及 所述方法进ー步包括 一段时间之后，重复所述測量、减去和相加的步骤，从而产生第二次的第二 ro总和；以及如果所述第二 ro总和与所述第一 ro总和之间的差值大于阈值，则发出警报。
5.ー种方法，包括 在电カ电缆上的第一位置，測量超出阈值的第一电流的第一幅度； 在所述电カ电缆上的第二位置，测量未超出阈值的第二电流的第二幅度；以及 根据所述第一幅度与所述第二幅度之间的关系，确定在所述电カ电缆上的故障位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述第一电流和所述第二电流是瞬时电流，其持续时间的范围约为I毫秒至500毫秒。
7.一种系统,包括 开关，当所述开关闭合吋，来自电カ线的噪声通过所述开关，当所述开关打开时，所述开关不允许噪声通过； 放大器，位于所述开关的下游，产生放大的输出量； 通道，具有 滤波器，在特定频带内，在所述滤波器上通过所述放大的输出量的频谱组分，从而产生滤波后的输出；以及 检波器，多次检测所述滤波后的输出值，从而产生一系列数值；以及 处理器， (a)当所述开关打开时，所述处理器确定所述一系列数值的最小值，从而获得第一底线值； (b)当所述开关闭合时，所述处理器确定所述一系列数值的最小值，从而获得第二底线值；以及 (c)确定所述第二底线值与所述第一底线值之间的差值，从而产生超出值，所述超出值指示大于放大器噪声的电カ线的超出噪声值。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述处理器还包括 (d)如果所述超出值超过预定阈值，则取消所述通道作为局部放电检波器的资格。
9.一种系统,包括 处理器；以及 存储器，所述存储器储存可被所述处理器读取的指令，并且当指令被所述处理器读取时，将使所述处理器 測量在电カ电缆上感应到的局部放电脉冲的第一频谱组分的最大振幅； 确定在所述第一频谱组分的所述最大振幅出现处，所述电カ电缆上电カ频率信号的相位； 測量在所述相位处所述局部放电脉冲的第二频谱组分的最大振幅；以及根据所述第一频谱组分的所述最大振幅与所述第二频谱组分的所述最大振幅之间的关系，确定所述电カ电缆上所述局部放电脉冲发生的位置。
10.一种系统,包括 处理器；以及 存储器，所述存储器储存可被所述处理器读取的指令，并且当指令被所述处理器读取时，将使所述处理器 通过电カ电缆上的电カ信号循环的多个相位，測量所述电カ电缆上感应到的局部放电(PD)脉冲的频谱组分的峰值振幅； 从所述峰值振幅中减去背景噪声电平，从而得到结果振幅；以及 将所述结果振幅相加，从而得到表示在所述电カ电缆上ro活跃程度的ro总和。
11.根据权利要求 ο所述的系统，其特征在于如果所述ro总和超出警报阈值，则所述指令也能够使所述处理器发出警报。
12.根据权利要求 ο所述的系统，其特征在于 所述ro之和是第一次的第一 ro之和，以及 所述指令也会使所述处理器 在一段时间之后，重复所述測量、减去和相加的步骤，从而产生第二次的第二 ro之和；以及 如果所述第二 ro总和与所述第一 ro总和之间的差值大于阈值，则发出警报。
13.—种系统,包括 处理器；以及 存储器，所述存储器储存可被所述处理器读取的指令，并且当指令被所述处理器读取时，将使所述处理器执行以下动作 在电カ电缆上的第一位置，測量超出阈值的第一电流的第一幅度； 在所述电カ电缆上的第二位置，测量未超出所述阈值的第二电流的第二幅度；以及 根据所述第一幅度与所述第二幅度之间的关系，确定在所述电カ电缆上的故障位置。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于所述第一电流和所述第二电流是瞬时电流，其持续时间的范围约为I毫秒至500毫秒。
15.一种非瞬时存储介质，其包含可被处理器读取的指令，并且当指令被所述处理器读取时，将使所述处理器測量在电カ电缆上感应到的局部放电脉冲的第一频谱组分的最大振幅； 确定在所述第一频谱组分的所述最大振幅出现处，所述电カ电缆上电カ频率信号的相位； 測量在所述相位处，所述局部放电脉冲的第二频谱组分的最大振幅；以及根据所述第一频谱组分的所述最大振幅与所述第二频谱组分的所述最大振幅之间的关系，确定所述电カ电缆上所述局部放电脉冲发生的位置。
16.ー种非瞬时存储介质，其包含可被处理器读取的指令，并且当指令被所述处理器读取时，将使所述处理器 通过电カ电缆上的电カ信号循环的多个相位，測量所述电カ电缆上感应到的局部放电(PD)脉冲的频谱组分的峰值振幅； 从所述峰值振幅中减去背景噪声电平，从而得到结果振幅；以及 将所述结果振幅相加，从而得到表示在所述电カ电缆上ro活跃程度的ro总和。
17.根据权利要求16所述的ー种非瞬时存储介质，其特征在于如果所述ro总和超出警报阈值，则所述指令也能够使所述处理器发出警报。
18.根据权利要求16所述的ー种非瞬时存储介质，其特征在于 所述ro总和是第一次的第一 ro总和，以及 所述指令也会使所述处理器 在一段时间之后，重复所述測量、减去和相加的步骤，从而产生第二次的第二 ro总和；以及 如果所述第二 ro总和与所述第一 ro总和之间的差值大于阈值，则发出警报
19.ー种非瞬时存储介质，其包含可被处理器读取的指令，并且当指令被所述处理器读取时，将使所述处理器执行如下的动作 在电カ电缆上的第一位置，測量超出阈值的第一电流的第一幅度； 在所述电カ电缆上的第二位置，测量未超出所述阈值的第二电流的第二幅度；以及 根据所述第一幅度与所述第二幅度之间的关系，确定在所述电カ电缆上的故障位置。
20.根据权利要求19所述的ー种非瞬时存储介质，其特征在于所述第一电流和所述第二电流是瞬时电流，其持续时间的范围约为I毫秒至500毫秒。
全文摘要
本发明公开了多种评估与电力线上噪声和过电流有关的参数的技术。这些技术特别适合描绘局部放电特性，并识别噪声源或过电流源的位置。
文档编号G01R31/08GK102834725SQ201180012549
公开日2012年12月19日 申请日期2011年3月4日 优先权日2010年3月5日
发明者耶胡达·赛尔 申请人:环境股份(有限)公司