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局部放电信号的处理
作者：刘建业任丽囡来源：《科技创新与应用》2016年第02期
摘要：电缆发生局部放电时所采集到的信号非常小且受到噪声干扰，为了确定电缆故障，需对采集到的信号进行处理，包含放大和去噪。与运算放大器相比，LC谐振放大器放大效果明显。LC谐振放大器由信号源、LC谐振放大、电压跟随器组成，通过对谐振频率选取，元件参数计算，增益的分配，创建电路，最后通过Multisim对电路进行仿真。电路结构简单，经测试，具有良好的放大功能，且所得波形符合要求表明了电路的准确性。对于对信号的去噪则采用小波包变换，通过对阈值的计算，选择合适的数值，在MATLAB上进行编程，根据仿真结果可知小波包去噪的合理性。
关键词：电缆故障；高频小信号；小波包变换；MATLAB仿真；谐振放大器；电压跟随器；Multisim仿真
引言
电力电缆的使用范围越来越广，在电力输电网络中及高压电力设备中，因绝缘问题造成的局部放电现象是一个常见的电缆故障1。一旦电缆绝缘被击穿就有可能引起停电事故造成社会影响和经济损失。因此，局部放电检测对于及时发现早期故障，防止故障进一步扩大导致绝缘失效是一项非常有效的检测途径2，可以尽量减少财务损失3。另外，应用三脉冲法进行地埋电缆闪络性故障及高阻态故障的定位，局部放电信号检测也是关键技术之一。
在实际问题中，对电缆放电现场拾取得到的原始信号具有频率高且通频带窄、幅值非常小、且混杂着一定干扰信号和噪声等特点。因此，信号调理是局部放电检测关键环节。噪声的存在对信号的本质特征会产生严重的干扰，因此，在处理原始信号时，必须对混杂的噪声加以消除，去噪后信号的一些重要特征才能显现出来。文章将考虑对拾取到的信号进行硬件及软件相结合的滤波去噪处理。
对现场微小信号进行采集及数字处理的前提条件是信号放大。采用运算放大器可以满足所需放大倍数要求，但当放大倍数过大时容易使波形产生失真现象，同时对于频率高、通频带窄的局部放电信号难以满足适应频率和硬件滤波技术要求。与运算放大器相比LC谐振放大器对高频小信号有很好的放大作用且波形不易失真。
1LC放大电路原理
电缆故障放电的信号幅值特别小，传感器感应到的信号是非常微弱的，一般在μA级，分析采集的信号，则先要将信号放大，这就需要用到高频小信号放大器来完成4。
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LC并联谐振回路具有一个显著的特征，即为选频功能，可对所需测量的频率段的小信号r