正极性单点电晕放电可听噪声时域波形拟合及分析

发布时间：2019-08-28 18:01

【摘要】：基于实验室搭建的可听噪声时域测试平台,获得了正极性单点电晕放电产生可听噪声的时域波形。根据可听噪声时域波形的脉冲特性,提出了采用分段双指数函数来拟合单个可听噪声时域脉冲波形的经验波形,通过在时域和频域上对拟合结果和测量结果的对比研究,验证了所提出拟合波形的合理性。最后,基于长时间可听噪声时域测试结果分析了不同电压下分段双指数函数中的拟合参数和可听噪声波形参数的统计特性。实验结果表明,由于电晕放电的随机性,在同一电压下脉冲波形参数及波形拟合参数具有较大的波动性;可听噪声脉冲的时间间隔随着电压的增加有所降低,而脉冲宽度及视在持续时间在不同电压下变化不大。
【图文】：

1544李学宝等：正极性单点电晕放电可听噪声时域波形拟合及分析Vol.38No.62可听噪声时域波形拟合2.1可听噪声测量结果实验时环境温度22.4℃，相对湿度为43%。将传声器正对放电点放置，与导线保持相同高度，传声器距地面的高度为1.4m，距导线的水平距离为70cm。实验中采用声屏蔽箱来屏蔽直流源的噪声，防止其对电晕放电可听噪声测试产生影响。图4为电压52.8kV下测量得到的可听噪声的时域波形，图中也给出了单个可听噪声脉冲的局部放大图。可以看出单点放电产生的可听噪声由一系列具有双极性脉冲特性的信号组成，可听噪声的每个脉冲对应着一次电晕放电过程[5]。放电过程中产生的空间电荷特别是电子迁移速度很快，在与空气分子发生碰撞时突然的能量转换会引起导线附近空气分子的振动，从而在导线附近产生具有脉冲特性的脉冲声波，同时由于正极性电晕放电会往复经历着放电起始、发展和抑制3个阶段。因此，在时域上电晕放电产生的可听噪声波形呈现出间歇性脉冲特性。需要注意的是，图4中当无可听噪声脉冲时，仍能测量到噪声信号，这些噪声主要由实验室背景噪声引起。为更为准确地获得可听噪声的特性，采用语音增强算法[16-17]提取了可听噪声脉冲波形，有效地减小了背景噪声的影响。图4可听噪声测量波形及局部放大Fig.4Waveformoftheaudiblenoiseandthelocalamplifiedfigure需要说明的是实验室环境条件下，周围物体及墙面对可听噪声的测量可能会产生一定的影响，由于实验时放电点距地面最近，因此本文重点讨论地面反射的影响。若将电晕放电点视为一个点声源，而地面的影响可以用一个镜像声源来模拟[18]，点声源及其镜像声源到传声器的距离差会造成地面的反射声波在时间上滞后于直达声波，，传声器与放电点距地面高度?

dthelocalamplifiedfigure需要说明的是实验室环境条件下，周围物体及墙面对可听噪声的测量可能会产生一定的影响，由于实验时放电点距地面最近，因此本文重点讨论地面反射的影响。若将电晕放电点视为一个点声源，而地面的影响可以用一个镜像声源来模拟[18]，点声源及其镜像声源到传声器的距离差会造成地面的反射声波在时间上滞后于直达声波，传声器与放电点距地面高度相同时，滞后的时间由式(1)确定。22((2H)SS)tc(1)式中：H为导线对地高度；S为传声器与放电点的水平距离；c为声波传播速度，m/s。图5中给出了测量得到的电晕放电可听噪声脉冲及其地面反射声波的波形，图中脉冲2滞后于脉冲1的时间恰好对应实验条件下反射声波滞后直达声波的时间Δt=6.34ms。可以看出，反射声波脉冲幅值约为直达声脉冲幅值的7%，已很接近背景噪声水平，因此本文实验环境下地面反射对可听噪声测量的影响几乎可以忽略。由于其他墙面或物体离放电点的距离更远，噪声空间传播衰减量较大，对可听噪声测量的影响也可以忽略。图5可听噪声脉冲及其地面反射声脉冲Fig.5Waveformsoftheaudiblenoisepulseanditsreflectionofnoisepulsefromtheground2.2可听噪声脉冲波形参数的定义为能够描述可听噪声的时域波形，定义如图6所示的脉冲波形参数：1）正半波10%时刻tp10和负半波10%时刻tn10，分别为正半波上升沿10%正峰值对应时刻和负半波下降沿10%负峰值对应时刻。由于背景噪声的影响，可听噪声波形会存在一定的波动性，且在正半波初始时刻和负半波终止时刻附近波动较大，正半波初始过零时刻和负半波终止过零时刻不容易确定，因此定义正半波10%时刻和负半波10%时刻将作为后文中单个可听噪声脉冲表达式拟合的起点。2）正半波50%时
【作者单位】： 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学);高电压与电磁兼容北京市重点实验室(华北电力大学);
【基金】：国家重点基础研究发展计划项目(973项目)(2011CB209402)~~
【分类号】：TM83

【参考文献】

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6 李学宝;崔翔;卢铁兵;何佳美;;高压输电线路可听噪声空间传播计算模型(英文)[J];高电压技术;2013年08期

7 任成燕;冉慧娟;王珏;王涛;严萍;;大气条件下纳秒脉冲放电及其声特性分析(英文)[J];高电压技术;2013年08期

8 毛从光,郭晓强,周辉,谢彦召;高空核电磁脉冲模拟波形的双指数函数拟合法[J];强激光与粒子束;2004年03期

9 尹秉奎;徐敏;黄镇昌;;基于LabVIEW的噪声测试分析仪[J];现代制造工程;2006年09期

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9 谢莉;陆家榆;赵录兴;张文亮;;特高压直流长、短输电线路可听噪声的转换关系研究[J];电网技术;2013年06期

10 刘元庆;郭剑;陆家榆;;基于电晕笼试验的特高压正极直流线路可听噪声频谱特性[J];高电压技术;2013年06期

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3 李静雅;基于神经网络的输电线路可听噪声预测模型研究[D];兰州理工大学;2011年

4 谢广利;基于FPGA和USB的数字化多道脉冲幅度分析器的研制[D];华东理工大学;2011年

5 郑晓洁;苹果树腐烂病预测模型研究[D];西北农林科技大学;2011年

6 徐伟军;成品油配送系统的合理化研究[D];江苏大学;2008年

7 唐正明;基于国军标RS105测试系统的电磁特性分析[D];西南交通大学;2012年

8 时晓艳;基于ZigBee和GPRS技术的列车远程监测系统设计[D];中国海洋大学;2012年

9 龚森廉;电力变压器油纸绝缘寿命预测模型和可靠度评估方法研究[D];重庆大学;2012年

10 戴薇;双指数源激励的电偶极子产生的瞬态场严格解和近似解[D];浙江大学;2013年

【二级参考文献】

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9 郭日彩;李明;徐晓东;蓝海;;加快电网建设新技术推广应用的研究与建议[J];电网技术;2006年02期

10 舒印彪;刘泽洪;袁骏;陈葛松;高理迎;;2005年国家电网公司特高压输电论证工作综述[J];电网技术;2006年05期

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3 谭闻;张小武;;输电线路可听噪声研究综述[J];高压电器;2009年03期

4 牛林;杜至刚;赵建国;;基于相关向量机的交流特高压输电线路可听噪声的预测研究[J];电力自动化设备;2009年06期

5 查显光;杨景刚;张子阳;邬雄;张广州;;交流特高压试验线段可听噪声测量及特性分析[J];江苏电机工程;2011年02期

6 黄志秋;500kV双回及三角布置单回送电线路电磁环境分析[J];广东电力;1998年06期

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8 赵全江;黄道春;郑伟;阮江军;文武;;750kV同塔双回交流输电线路电磁环境研究[J];中国电力;2007年11期

9 曾庆禹;;特高压输电线路电气和电晕特性研究[J];电网技术;2007年19期

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3 张萍;张进玉;;输变电工程电磁环境影响与对策探讨[A];山东电机工程学会第四届供电专业学术交流会论文集[C];2007年

4 熊恒昌;何建刚;;500kV紧凑型输电线路工程设计及应用[A];2011年云南电力技术论坛论文集（优秀论文部分）[C];2011年

5 方波;剡文林;张茂林;;500kV高海拔紧凑型输电线路电磁场分布研究[A];2011年云南电力技术论坛论文集（优秀论文部分）[C];2011年

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3 ;我们准备好了[N];国家电网报;2010年

4 本报记者 姚雷;设计:探索未知领域的智慧结晶[N];国家电网报;2009年

5 李震宇;1000平方毫米大截面导线首次现场展放试验成功[N];国家电网报;2009年

6 记者 邱丽娜;省电力公司电网建设“牵手绿色”[N];黑龙江经济报;2009年

7 吴微　杨筱;特变电工把世界首创写进特高压[N];中国电力报;2009年

8 通讯员 张友富　记者 龙波;向—上特高压工程全面进入架线阶段[N];国家电网报;2009年

9 本报记者 刘伟勋;2年830亿建特高压电网 国家电网加速制造“垄断屏障”[N];经济观察报;2009年

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6 王艳新;同塔混压四回路输电线路电磁环境分析[D];沈阳工业大学;2009年

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9 杨晓玲;高压输电线路电磁环境应用研究与软件设计[D];华中科技大学;2009年

10 李丹;特高压输变电工程输电线路设计[D];南京理工大学;2010年

本文编号：2530302