局部放電所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)十分微弱，如果存在各種干擾信號(hào)，而在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中這些干擾信號(hào)的強(qiáng)度甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于局放脈沖的強(qiáng)度，并且有些外部電暈或者電弧的放電信號(hào)和周期與局放信號(hào)相似，所以這些干擾的存在將會(huì)給采集和測(cè)量帶來(lái)很大的麻煩。所以這就要求我們?cè)谠囼?yàn)中能準(zhǔn)確判斷干擾源，并采取有效地措施抑制。
在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，最大的干擾就是測(cè)試的背景噪聲，所以國(guó)標(biāo)中也有要求，背景噪聲不得超過(guò)要求放電量的50%。因此在條件允許的情況下盡量使試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)保持空曠，沒(méi)有金屬物體和運(yùn)行的設(shè)備。試驗(yàn)環(huán)境中如有無(wú)線信號(hào)、電焊機(jī)的使用產(chǎn)生的脈沖都有可能通過(guò)回路耦合到檢測(cè)阻抗上。附近的高壓線塔、所用變電源進(jìn)線等高壓設(shè)備產(chǎn)生的諧波會(huì)對(duì)試驗(yàn)電源盡進(jìn)行干擾，也會(huì)影響信號(hào)采集。試驗(yàn)時(shí)在整個(gè)試驗(yàn)回路承受著高電壓，除了被試變壓器的放電外，其他的放電也會(huì)造成干擾，如高壓電暈、接觸不良、中間變壓器等設(shè)備的放電或者是空間的懸浮金屬導(dǎo)體。
干擾存在分為以下兩種情況：（1）在試驗(yàn)回來(lái)未通電前就存在的干擾，其來(lái)源主要是試驗(yàn)回路以為的其他回路中的開(kāi)關(guān)操作、附近高壓電場(chǎng)、電機(jī)整流和無(wú)線電傳輸?shù)?；?）試驗(yàn)回路通電后產(chǎn)生的干擾，但又不是來(lái)自試品內(nèi)部的干擾，這種干擾通常隨電壓增加而增大，包括試驗(yàn)變壓器本身的局部放電、高壓導(dǎo)體上的電暈或接觸不良放電以及低壓電源側(cè)局部放電、通過(guò)試驗(yàn)變壓器或其他連線耦合到測(cè)量回路中引起的干擾等。
總結(jié)歸納，干擾的類(lèi)型可分為電源干擾、接地系統(tǒng)干擾、電磁輻射干擾、試驗(yàn)設(shè)備各元器件的放電干擾及各類(lèi)的接觸干擾。
1. 電源干擾。
檢測(cè)儀與試驗(yàn)變壓器所用的電源是與低壓配電網(wǎng)相連的，配電網(wǎng)內(nèi)的各種高頻信號(hào)均能直接產(chǎn)生干擾。
2. 接地干擾。
接地方式不當(dāng)，在多點(diǎn)接地的接地網(wǎng)系統(tǒng)中，各種高頻信號(hào)經(jīng)過(guò)接地線耦合到試驗(yàn)回路產(chǎn)生干擾。
3. 電磁輻射干擾。
鄰近高壓帶電設(shè)備或高壓輸電線路，無(wú)線電發(fā)射器及其他諸如可控硅、電刷等試驗(yàn)回路以外的高頻信號(hào)均會(huì)以電磁感應(yīng)、電磁輻射
的形式經(jīng)雜散電容或雜散電感藕合到試驗(yàn)回路。波形與被試變壓器內(nèi)部放電不易區(qū)分，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量影響較大。
4. 懸浮電位放電干擾。
鄰近試驗(yàn)回路的不接地金屬物產(chǎn)生的感應(yīng)懸浮電位放電，也是常見(jiàn)的一種干擾。
5. 電暈放電和各連接接觸放電的干擾。
電暈放電產(chǎn)生于試驗(yàn)回路位于高電位的導(dǎo)電部分，例如被試變壓器的法蘭、金屬蓋帽、高壓引線端等尖端部分。試驗(yàn)回路中由于各連接處接觸不良也會(huì)產(chǎn)生接觸放電干擾。
6. 勵(lì)磁變壓器的內(nèi)部放電干擾。
這種放電也容易和視頻內(nèi)部放電相混淆。所以要求試驗(yàn)中的勵(lì)磁變壓器的局部放電水平控制在一定的允許量以下。
了解了各種干擾源，那么在試驗(yàn)中才能根據(jù)不同的干擾源采取不同的措施。而如何根據(jù)測(cè)試波形判斷何種干擾源以便采取措施也是試驗(yàn)的難點(diǎn)。眾所周知，采用脈沖電流法測(cè)量的變壓器局放脈沖信號(hào)，通常顯示在示波屏的李育沙(橢圓)基線上。隨著試驗(yàn)電壓的增加，脈沖的幅值和密度都有所增加，根據(jù)這一特點(diǎn)，可以將部分干擾信號(hào)排除。以下介紹一下幾種典型的局部放電圖譜，用于判斷干擾源的類(lèi)型：
1. 懸浮電位放電
在電場(chǎng)中懸浮的金屬導(dǎo)體之間或者金屬導(dǎo)體與懸浮物之間的放電。這種放電干擾波形有兩個(gè)特點(diǎn)：1、正負(fù)兩邊脈沖等幅等間隔且頻率相同。2、脈沖成對(duì)出現(xiàn)，對(duì)于對(duì)之間間隔相同。有時(shí)候會(huì)在基線上往復(fù)移動(dòng)。如下圖：
懸浮放電圖譜
這種干擾信號(hào)雖然也會(huì)出現(xiàn)在峰值電壓之前，但明顯的不屬于介質(zhì)內(nèi)部放電的情況。這種放電不僅幅值很大，而且近似相等，它們成對(duì)或者呈間隔排列，放電脈沖穩(wěn)定不動(dòng)。當(dāng)電壓增加時(shí)，放電間隔縮小，脈沖個(gè)數(shù)增加。這類(lèi)信號(hào)有時(shí)在很低的電壓下就出現(xiàn)，有時(shí)候只到很高的電壓才出現(xiàn)，這決定于懸浮導(dǎo)體接觸不良的程度和離帶電體的距離遠(yuǎn)近。
2. 試品內(nèi)部或者試驗(yàn)回路的接觸不良
這種放電波形是位于試驗(yàn)電源零位的不規(guī)則的干擾脈沖，振幅基本相等，與電壓成比例。如圖：
接觸不良放電脈沖圖譜
3. 回路中鐵芯磁飽和產(chǎn)生的干擾，原因有：磁密過(guò)高；與回路電容發(fā)生諧振；檢測(cè)儀頻帶在低限下頻率的不穩(wěn)定性。如圖：
諧振造成的脈沖圖譜
現(xiàn)有的各種抗干擾技術(shù)主要?dú)w納為根據(jù)頻域特征加以抑制的頻域開(kāi)窗法、利用脈沖和干擾的時(shí)域特征加以抑制的時(shí)域開(kāi)窗法和應(yīng)用小波分析、根據(jù)放電脈沖和干擾沿小波分解尺度的傳播特性不同來(lái)提取放電信號(hào)的時(shí)頻開(kāi)窗法。在實(shí)際應(yīng)用中往往更宜于根據(jù)干擾的類(lèi)型來(lái)選擇抗干擾方法。
現(xiàn)場(chǎng)的干擾根據(jù)其時(shí)域特征的不同，可分為連續(xù)的周期性干擾、脈沖型干擾和白噪三類(lèi)，而脈沖型干擾又可進(jìn)一步分為周期型脈沖干擾和隨機(jī)脈沖干擾。由于這些干擾的特征有很大的差別，因而需采取的抗干擾措施也各不相同。
1、頻域開(kāi)窗法
頻域方法大多用于抑制周期性干擾，頻域方法可通過(guò)硬件電路或軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。硬件是通過(guò)選擇合適頻帶的窄帶電流傳感器和采用程控帶通濾波電路，以躲過(guò)各種連續(xù)的周期性干擾。但它往往只適合某一個(gè)具體的變電站，使用上不靈活，并且在安裝前須經(jīng)過(guò)細(xì)致的試驗(yàn)以選擇最佳的頻帶。此外，由于局放是一種頻帶很寬的脈沖，窄頻帶測(cè)量只能獲得其中很小一部分能量，并且造成檢測(cè)波形的嚴(yán)重畸變。因現(xiàn)場(chǎng)的干擾頻譜較低，用特高頻法能有效地抑制干擾。該法已成功地用于GIS、變壓器、電力電纜等的局放檢測(cè)中。
而軟件上則采用各種數(shù)字濾波方法，如FFT濾波、自適應(yīng)濾波、非自適應(yīng)濾波、多通帶濾波等濾波方法。通過(guò)對(duì)在變電站現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的干擾信號(hào)分析，發(fā)現(xiàn)載波干擾和無(wú)線電干擾等窄帶干擾占很大比重，可采用多帶通濾波器來(lái)對(duì)此進(jìn)行抑制，但由于局放信號(hào)很微弱，剩余的百分之幾的干擾信號(hào)仍將對(duì)局放檢測(cè)產(chǎn)生很大的影響。印度的V.Nagesh等人從干擾抑制比、波形畸變等方面對(duì)各種數(shù)字濾波方法作了評(píng)估，認(rèn)為在各種方法中，使用級(jí)聯(lián)的二階IIR點(diǎn)陣陷波固定系數(shù)濾波器是最佳的方法，該濾波器具有對(duì)周期性干擾抑制比高、對(duì)局放脈沖波形畸變最小、對(duì)脈沖干擾穩(wěn)定性好以及處理時(shí)間少等優(yōu)點(diǎn)。但這種濾波器對(duì)于多諧波成分的周期型干擾存在參數(shù)調(diào)整困難、濾波時(shí)間長(zhǎng)、占用內(nèi)存大等問(wèn)題。不過(guò)相對(duì)來(lái)說(shuō)，窄帶干擾抑制的算法較多，也較成熟。而從應(yīng)用效果來(lái)看，固定系數(shù)濾波器和理想多帶通濾波器較理想。
2、時(shí)域開(kāi)窗法
對(duì)于周期型脈沖干擾的抑制，往往采用時(shí)域的方法，主要分為模擬方法和數(shù)字方法兩類(lèi)。模擬方法主要有差動(dòng)平衡法和脈沖極性鑒別法。二者都是利用在兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)間外來(lái)脈沖同極性，而內(nèi)部局部放電脈沖則表現(xiàn)出反極性這一特征來(lái)抑制外部干擾脈沖的。
但在實(shí)際應(yīng)用中，由于兩路脈沖干擾的來(lái)源和途徑不同，導(dǎo)致兩路脈沖千擾在相位、幅值和波形上都有很大的差別，造成電路調(diào)整困難。另外，由于變壓器繞組為電感、電阻、電容組成的分布參數(shù)系統(tǒng)，傳播途徑比較復(fù)雜，也會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的兩路脈沖不符合對(duì)干擾極性相同、對(duì)局部放電極性相反的規(guī)律，無(wú)法有效地抑制干擾。
有學(xué)者提出了多端調(diào)節(jié)一定向藕合差動(dòng)平衡的改進(jìn)算法，但仍難以從根本上彌補(bǔ)其缺陷，因此實(shí)際應(yīng)用中更側(cè)重于數(shù)字處理方法。此外還有一種較好的消除周期脈沖型干擾的方法，其基本原理是從局部放電信號(hào)與周期型脈沖干擾信號(hào)具有不同的形狀出發(fā)，并利用局部放電信號(hào)出現(xiàn)的相位較分散，而干擾的則較固定、集中這一特點(diǎn)來(lái)剔除周期型脈沖干擾。該算法還可用來(lái)研究脈沖時(shí)間間隔分布以及識(shí)別變壓器中不同放電點(diǎn)引起的局放脈沖，有可能成為在線檢測(cè)局部放電數(shù)字處理的一種通用算法。
3、時(shí)頻開(kāi)窗法
時(shí)頻開(kāi)窗法是根據(jù)放電脈沖和干擾沿小波分解尺度的傳播特性不同來(lái)提取放電信號(hào)。白噪聲在時(shí)域中表現(xiàn)為無(wú)規(guī)律的隨機(jī)脈動(dòng)，在頻域中則表現(xiàn)為在整個(gè)頻帶上均勻分布，因而單從頻域或時(shí)域都不利于有效地抑制白噪聲。小波去噪算法的出現(xiàn)較有效地解決了這一難題。
目前小波去噪算法主要有模極大值法和闌值法兩類(lèi)。模極大值法是由Mallat首先提出的。他通過(guò)理論分析發(fā)現(xiàn)，白噪和信號(hào)的小波變換系數(shù)的模極大值沿尺度具有不同的傳遞特性，因而可根據(jù)這種差別來(lái)濾除白噪。然而這種方法在具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中需要進(jìn)行十幾次交錯(cuò)投影，不僅計(jì)算速度慢，而且算法也不夠穩(wěn)定。另外，模極大值點(diǎn)的確定具有很大的主觀性和隨機(jī)性，因而實(shí)際應(yīng)用并不多。Donohn和他的同事在統(tǒng)計(jì)估計(jì)理論研究的基礎(chǔ)上，提出了一種基于小波變換門(mén)限值的去噪方法閡值法，并對(duì)此進(jìn)行了一系列深入的研究。該方法對(duì)去除白噪和載波干擾都比較有效，而且容易實(shí)現(xiàn)，運(yùn)算量小。然而在這一算法的具體應(yīng)用過(guò)程中，需要考慮小波分解和重構(gòu)算法、小波函數(shù)、分解尺度以及門(mén)限值的選擇等問(wèn)題，選擇不當(dāng)將極大地影響去噪的效果。
4、模式識(shí)別法
由于隨機(jī)脈沖干擾與局部放電信號(hào)的特征非常相似，有些就是外部的放電信號(hào)，因此很難用一般的方法進(jìn)行抑制，目前主要采用邏輯判斷和模式識(shí)別的方法。邏輯判斷主要是前面介紹的用于抑制周期型脈沖干擾的差動(dòng)平衡法和脈沖極性鑒別法，它們只能抑制外部耦合的干擾但由前面分析可知，效果并不很理想。
模式識(shí)別法則是根據(jù)不同的脈沖具有不同的特征，通過(guò)各種識(shí)別方法，區(qū)分脈沖的類(lèi)型，然后剔除干擾脈沖。從目前的趨勢(shì)來(lái)看，模式識(shí)別法將可能成為抑制隨機(jī)脈沖干擾的有效方法。但模式識(shí)別的實(shí)現(xiàn)依賴于指紋庫(kù)的建立，這就需要對(duì)各種局部放電類(lèi)型和干擾情況進(jìn)行系統(tǒng)的分析和總結(jié)，同時(shí)特征參數(shù)的選擇是否合適、識(shí)別方法是否有效也將直接影響最終的結(jié)果。
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