本發(fā)明屬于電力設(shè)備故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于模擬信號(hào)的放電電磁波時(shí)延值估算方法。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)中，局部放電或火花放電是絕緣材料老化、故障產(chǎn)生的前兆，同時(shí)放電所產(chǎn)生的高頻輻射電磁波還會(huì)對(duì)輸配電線路、變電站附近的通信設(shè)備、電視廣播信號(hào)等造成電磁干擾。因此，為了及早發(fā)現(xiàn)絕緣材料老化部位、避免絕緣故障以及避免對(duì)周圍電磁環(huán)境的干擾，需要對(duì)放電源的位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位。在傳統(tǒng)的基于放電電磁波診斷的算法中，常用天線接收電磁波信號(hào)，然后通過a/d轉(zhuǎn)換裝置記錄電磁波的波形，再通過具體的算法估算時(shí)延值。雖然此方法可以有效記錄波形，但a/d轉(zhuǎn)換以及示波器記錄波形往往要花費(fèi)一些時(shí)間，無法實(shí)現(xiàn)快速分析診斷的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種基于模擬信號(hào)的放電電磁波時(shí)延值估算方法，目的是在不適用a/d轉(zhuǎn)換裝置也可以從記錄的模擬波形中獲取準(zhǔn)確的信號(hào)間時(shí)延值。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種基于模擬信號(hào)的放電電磁波時(shí)延值估算方法，操作步驟如下：
(1)由兩個(gè)傳感器接收放電產(chǎn)生的電磁波信號(hào)并記錄為默認(rèn)的模擬信號(hào)；
(2)接收的模擬信號(hào)通過帶寬為400-600mhz的帶通濾波器轉(zhuǎn)換為兩個(gè)正弦波信號(hào)；
(3)將步驟2中的兩個(gè)正弦波信號(hào)再通過本機(jī)振蕩器(300mhz)；
(4)再將步驟3中通過本機(jī)振蕩器的信號(hào)通過中間頻率為100mhz的低通濾波器；
(5)將步驟4中得到的信號(hào)與信號(hào)v21(t)進(jìn)行正交檢波并再次通過低通濾波器；
(6)所得信號(hào)利用上述公式，計(jì)算得出信號(hào)之間的相位差，即原始信號(hào)的時(shí)延值。
所述兩個(gè)傳感器間距為10cm–30cm之間的距離。
所述傳感器接收的電磁波信號(hào)通過帶寬為400-600mhz的帶通濾波器變換成兩個(gè)正弦波信號(hào)波形s1(t)與s2(t)，這樣依然能夠保持與原始接收電磁波信號(hào)間時(shí)延值等比例的相位差。
所述兩個(gè)正弦波信號(hào)波形分別與帶有π/2相位差的本機(jī)振蕩器(300mhz)所輸出的兩個(gè)信號(hào)v1(t)及v2(t)相乘，在通過低通濾波器輸出中間頻率為100mhz的vs12(t)、vs11(t)與vs21(t)信號(hào)；其中：v1(t)表示本機(jī)振蕩器輸出的信號(hào)1，v2(t)表示本機(jī)振蕩器輸出的信號(hào)2，且與信號(hào)1之間存在π/2的相位差，vs12(t)表示v1(t)與s2(t)相乘后通過低通濾波器輸出的信號(hào)，vs11(t)表示v1(t)與s1(t)相乘后通過低通濾波器輸出的信號(hào)，vs21(t)表示v2(t)與s1(t)相乘后通過低通濾波器輸出的信號(hào)，t表示時(shí)間；所述信號(hào)vs11(t)與vs12(t)作為參考，對(duì)信號(hào)v21(t)進(jìn)行正交檢波，再次通過低通濾波器得到的信號(hào)可以表示為us12-21(t)與us11-21(t)；
所述兩個(gè)正弦波信號(hào)s1(t)與s2(t)之間的相位差θ可以由下式得出：
上式中：θ表示信號(hào)s1(t)與s2(t)之間的相位差；us12-21(t)表示信號(hào)vs12(t)與v21(t)進(jìn)行正交檢波并通過低通濾波器輸出的信號(hào)；us11-21(t)表示信號(hào)vs11(t)與v21(t)進(jìn)行正交檢波并通過低通濾波器輸出的信號(hào)；t表示時(shí)間；
所得到的相位差通過天線接收觸發(fā)動(dòng)作后某一時(shí)刻的1組數(shù)據(jù)求得。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是：
本發(fā)明可以省略a/d轉(zhuǎn)換裝置而直接分析模擬信號(hào)波形得出所需的時(shí)延值，避免使用示波器等數(shù)字信號(hào)記錄裝置，很大程度上減少了算法配套裝置的尺寸、重量與經(jīng)濟(jì)成本。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明是一種基于模擬信號(hào)的放電電磁波時(shí)延值估算方法，具體是由兩個(gè)傳感器、帶通濾波器、本機(jī)振蕩器以及低通濾波器來實(shí)現(xiàn)的。
所述兩個(gè)傳感器間距為10cm–30cm之間的距離；
所述傳感器接收的電磁波信號(hào)通過帶寬為400-600mhz的帶通濾波器變換成兩個(gè)正弦波信號(hào)波形s1(t)與s2(t)，這樣依然能夠保持與原始接收電磁波信號(hào)間時(shí)延值等比例的相位差；
所述兩個(gè)正弦波信號(hào)波形分別與帶有π/2相位差的本機(jī)振蕩器(300mhz)所輸出的兩個(gè)信號(hào)v1(t)及v2(t)相乘，在通過低通濾波器輸出中間頻率為100mhz的vs12(t)、vs11(t)與vs21(t)信號(hào)；其中：v1(t)表示本機(jī)振蕩器輸出的信號(hào)1，v2(t)表示本機(jī)振蕩器輸出的信號(hào)2，且與信號(hào)1之間存在π/2的相位差，vs12(t)表示v1(t)與s2(t)相乘后通過低通濾波器輸出的信號(hào)，vs11(t)表示v1(t)與s1(t)相乘后通過低通濾波器輸出的信號(hào)，vs21(t)表示v2(t)與s1(t)相乘后通過低通濾波器輸出的信號(hào)，t表示時(shí)間。
所述信號(hào)vs11(t)與vs12(t)作為參考，對(duì)信號(hào)v21(t)進(jìn)行正交檢波，再次通過低通濾波器得到的信號(hào)可以表示為us12-21(t)與us11-21(t)；
所述兩個(gè)正弦波信號(hào)s1(t)與s2(t)之間的相位差θ可以由下式得出：
上式中：θ表示信號(hào)s1(t)與s2(t)之間的相位差；us12-21(t)表示信號(hào)vs12(t)與v21(t)進(jìn)行正交檢波并通過低通濾波器輸出的信號(hào)；us11-21(t)表示信號(hào)vs11(t)與v21(t)進(jìn)行正交檢波并通過低通濾波器輸出的信號(hào)；t表示時(shí)間。
所得到的相位差只需通過天線接收觸發(fā)動(dòng)作后某一時(shí)刻的1組數(shù)據(jù)求得，而不用傳統(tǒng)的a/d變換裝置以記錄電磁波的原始波形。
本發(fā)明在具體實(shí)施時(shí)，其操作步驟如下：
(1)由兩個(gè)傳感器接收放電產(chǎn)生的電磁波信號(hào)并記錄為默認(rèn)的模擬信號(hào)；
(2)接收的模擬信號(hào)通過帶寬為400-600mhz的帶通濾波器轉(zhuǎn)換為兩個(gè)正弦波信號(hào)；
(3)將步驟2中的兩個(gè)正弦波信號(hào)再通過本機(jī)振蕩器(300mhz)；
(4)再將步驟3中通過本機(jī)振蕩器的信號(hào)通過中間頻率為100mhz的低通濾波器；
(5)將步驟4中得到的信號(hào)與信號(hào)v21(t)進(jìn)行正交檢波并再次通過低通濾波器；
(6)所得信號(hào)利用上述公式，計(jì)算得出信號(hào)之間的相位差，即原始信號(hào)的時(shí)延值。