專(zhuān)利名稱(chēng)：一種測(cè)試局部放電暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀性能的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓輸變電設(shè)備放電故障檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測(cè)試局部放電暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀性能的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
局部放電暫態(tài)地電壓檢測(cè)法作為一種帶電檢測(cè)技術(shù)，具有使用方便、針對(duì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已逐步在國(guó)內(nèi)變電站推廣使用。局部放電暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀一般用于對(duì)交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備(簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi)關(guān)柜)進(jìn)行局部放電帶電檢測(cè)或局部放電狀態(tài)監(jiān)測(cè)。開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部局部放電會(huì)產(chǎn)生電磁波，在金屬壁形成趨膚效應(yīng)并且沿著金屬表面進(jìn)行傳播，同時(shí)在金屬表面產(chǎn)生暫態(tài)地電壓。局部放電產(chǎn)生的暫態(tài)地電壓信號(hào)的大小與局部放電的強(qiáng)度及放電點(diǎn)的位置有直接關(guān)系。因此，可以利用專(zhuān)門(mén)的傳感器對(duì)暫態(tài)地電壓信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，以判斷開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部的局部放電缺陷，同時(shí)可以利用同一放電源產(chǎn)生的暫態(tài)地電壓信號(hào)到達(dá)不同位置傳感器的時(shí)間差或幅值差對(duì)局部放電源進(jìn)行定位。目前，暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一一致的測(cè)試方法及測(cè)試系統(tǒng)，影響了儀器的制造和檢驗(yàn)，阻礙了技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。因此，進(jìn)行暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀測(cè)試系統(tǒng)和檢測(cè)方法的研究具有重要的實(shí)際指導(dǎo)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種測(cè)試局部放電暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀性能的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)包括信號(hào)發(fā)生器、同軸電纜2、金屬板、匹配電阻4、TEV傳感器5、暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6和信號(hào)電纜7 ；所述信號(hào)發(fā)生器為正弦信號(hào)發(fā)生器I或脈沖信號(hào)發(fā)生器8，所述信號(hào)發(fā)生器與所述金屬板通過(guò)所述同軸電纜2相連接，所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6與所述TEV傳感器5通過(guò)所述信號(hào)電纜7相連接，所述TEV傳感器5緊貼于所述金屬板的表面上，所述金屬板通過(guò)所述匹配電阻4接地，所述信號(hào)發(fā)生器與所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6的接地端直接與地相連；通過(guò)調(diào)節(jié)所述信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)的類(lèi)型、幅值或大小，根據(jù)所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6的輸出值測(cè)試所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6的頻帶、線性度誤差、脈沖計(jì)數(shù)測(cè)量誤差、穩(wěn)定性誤差和定位功能。本發(fā)明提供的第一優(yōu)選實(shí)施例中:所述信號(hào)發(fā)生器為正弦信號(hào)發(fā)生器I ;所述金屬板為性能測(cè)試金屬板3,所述性能測(cè)試金屬板3為長(zhǎng)300mm寬300mm厚3mm邊角進(jìn)行圓弧形處理的鍍鋅鐵板；所述TEV傳感器5的數(shù)量為一個(gè)，緊貼于豎直放置的所述性能測(cè)試金屬板3的表面上。本發(fā)明提供的第二優(yōu)選實(shí)施例中:所述信號(hào)發(fā)生器為脈沖信號(hào)發(fā)生器8 ；所述金屬板為性能測(cè)試金屬板3,所述性能測(cè)試金屬板3為長(zhǎng)300mm寬300mm厚3mm邊角進(jìn)行圓弧形處理的鍍鋅鐵板；
所述TEV傳感器5的數(shù)量為一個(gè)，緊貼于豎直放置的所述性能測(cè)試金屬板3的表面上。本發(fā)明提供的第三優(yōu)選實(shí)施例中:所述信號(hào)發(fā)生器為脈沖信號(hào)發(fā)生器8 ；所述金屬板為定位測(cè)試金屬板9,所述定位測(cè)試金屬板9為長(zhǎng)2000mm寬150mm厚3mm邊角進(jìn)行圓弧形處理的鍍鋅鐵板；所述TEV傳感器5的數(shù)量為兩個(gè)，所述兩個(gè)TEV傳感器5均緊貼于水平放置的所述定位測(cè)試金屬板9的表面上。本發(fā)明提供的第四優(yōu)選實(shí)施例中:所述信號(hào)發(fā)生器的型號(hào)為Agilent 33250。本發(fā)明提供的第五優(yōu)選實(shí)施例中:所述匹配電阻4的大小為50 Ω。本發(fā)明提供的第六優(yōu)選實(shí)施例提供一種測(cè)試局部放電暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀性能的方法，所述方法基于第一優(yōu)選實(shí)施例提供的系統(tǒng)，測(cè)試所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6的頻帶，包括:步驟S101，調(diào)節(jié)所述正弦信號(hào)發(fā)生器I輸出的正弦波信號(hào)的幅值至2V-5V范圍內(nèi)任意值并維持不變；步驟S102，在所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6規(guī)定的上下限截止頻率之間改變所述正弦信號(hào)發(fā)生器I的輸出的所述正弦波的頻率，檢測(cè)出所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6輸出信號(hào)基本恒定區(qū)域中的中心頻率f。;步驟S103，以所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6輸出信號(hào)頻率為f。時(shí)所述正弦信號(hào)發(fā)生器I的輸出正弦波信號(hào)頻率為初始值，以IMHZ步長(zhǎng)降低所述正弦波信號(hào)的頻率，并保證所述正弦波信號(hào)電壓幅 值不變，找出所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6歸一化輸出降到0.501時(shí)的頻率點(diǎn)，所述輸出降到0.501時(shí)的頻率點(diǎn)為所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀的實(shí)測(cè)的下限
截止頻率步驟S104，以所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6輸出信號(hào)頻率為f。時(shí)所述正弦信號(hào)發(fā)生器I的輸出正弦波信號(hào)頻率為初始值，以IMHz步長(zhǎng)升高所述正弦波信號(hào)的頻率，并保證所述正弦波信號(hào)電壓幅值不變，找出所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6歸一化輸出變化到
0.501時(shí)的頻率點(diǎn)，所述輸出變化到0.501時(shí)的頻率點(diǎn)為所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6的實(shí)測(cè)的上限截止頻率步驟S105，根據(jù)所述步驟S103和步驟S104得到的所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6的所述實(shí)測(cè)的上限截止頻率和下限截止頻率fT，求得所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6的頻帶，計(jì)算所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6上限截止頻率fjP下限截止頻率f τ的誤差Λ f±和 Af下分別為 Af上=[(f±-fB)/f]X100%, Afr= [(fT_fB)/f]X100%;其中:fB為所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀的標(biāo)稱(chēng)截止頻率，f ±、f〒和fB的單位為Hz。本發(fā)明提供的第七優(yōu)選實(shí)施例提供一種測(cè)試局部放電暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀性能的方法，所述方法基于第一優(yōu)選實(shí)施例提供的系統(tǒng)，測(cè)試所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6的線性度誤差；包括:S201，設(shè)置所述正弦信號(hào)發(fā)生器I輸出的正弦信號(hào)頻率固定為3MHz 50MHz之間
的某一頻率值；S202，調(diào)節(jié)所述正弦信號(hào)發(fā)生器I輸出的所述正弦波信號(hào)的幅值使所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6的響應(yīng)大于等于30dB，并記錄所述正弦信號(hào)發(fā)生器I的峰值電壓U和所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6滿(mǎn)度值A(chǔ) ;S203,依次降低所述正弦信號(hào)發(fā)生器I幅值至λ U，λ =0.8、0.6、0.4、0.2，分別記錄所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6輸出的相應(yīng)示值A(chǔ)λ ；

S204,計(jì)算λ =0.8,0.6,0.4,0.2的各測(cè)量點(diǎn)的線性度誤差
權(quán)利要求
1.一種測(cè)試局部放電暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀性能的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括信號(hào)發(fā)生器、同軸電纜(2)、金屬板、匹配電阻(4)、TEV傳感器(5)、暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)和信號(hào)電纜(7)； 所述信號(hào)發(fā)生器為正弦信號(hào)發(fā)生器(I)或脈沖信號(hào)發(fā)生器(8)，所述信號(hào)發(fā)生器與所述金屬板通過(guò)所述同軸電纜(2 )相連接，所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6 )與所述TEV傳感器(5 )通過(guò)所述信號(hào)電纜(7 )相連接，所述TEV傳感器(5 )緊貼于所述金屬板的表面上，所述金屬板通過(guò)所述匹配電阻(4)接地，所述信號(hào)發(fā)生器與所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)的接地端直接與地相連； 通過(guò)調(diào)節(jié)所述信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)的類(lèi)型、幅值或大小，根據(jù)所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)的輸出值測(cè)試所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)的頻帶、線性度誤差、脈沖計(jì)數(shù)測(cè)量誤差、穩(wěn)定性誤差和定位功能。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)生器為正弦信號(hào)發(fā)生器(I)； 所述金屬板為性能測(cè)試金屬板(3),所述性能測(cè)試金屬板(3)為長(zhǎng)300mm寬300mm厚3mm邊角進(jìn)行圓弧形處理的鍍鋅鐵板； 所述TEV傳感器(5)的數(shù)量為一個(gè)，緊貼于豎直放置的所述性能測(cè)試金屬板(3)的表面上。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)生器為脈沖信號(hào)發(fā)生器(8)； 所述金屬板為性能測(cè)試金屬板(3),所述性能測(cè)試金屬板(3)為長(zhǎng)300mm寬300mm厚3mm邊角進(jìn)行圓弧形處理的鍍鋅鐵板； 所述TEV傳感器(5)的數(shù)量為一個(gè)，緊貼于豎直放置的所述性能測(cè)試金屬板(3)的表面上。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)生器為脈沖信號(hào)發(fā)生器(8)； 所述金屬板為定位測(cè)試金屬板(9),所述定位測(cè)試金屬板(9)為長(zhǎng)2000mm寬150mm厚3mm邊角進(jìn)行圓弧形處理的鍍鋅鐵板； 所述TEV傳感器(5)的數(shù)量為兩個(gè)，所述兩個(gè)TEV傳感器(5)均緊貼于水平放置的所述定位測(cè)試金屬板(9)的表面上。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)生器的型號(hào)為Agilent33250。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述匹配電阻(4)的大小為50Ω。
7.—種測(cè)試局部放電暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀性能的方法，其特征在于，所述方法基于如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，測(cè)試所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)的頻帶，包括: 步驟SlOl，調(diào)節(jié)所述正弦信號(hào)發(fā)生器(I)輸出的正弦波信號(hào)的幅值至2V-5V范圍內(nèi)任意值并維持不變； 步驟S102，在所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)規(guī)定的上下限截止頻率之間改變所述正弦信號(hào)發(fā)生器(I)的輸出的所述正弦波的頻率，檢測(cè)出所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)輸出信號(hào)基本恒定區(qū)域中的中心頻率f。; 步驟S103，以所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)輸出信號(hào)頻率為f。時(shí)所述正弦信號(hào)發(fā)生器(I)的輸出正弦波信號(hào)頻率為初始值，以IMHz步長(zhǎng)降低所述正弦波信號(hào)的頻率，并保證所述正弦波信號(hào)電壓幅值不變，找出所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)歸一化輸出降到·0.501時(shí)的頻率點(diǎn)，所述輸出降到0.501時(shí)的頻率點(diǎn)為所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀的實(shí)測(cè)的下限截止頻率 步驟S104，以所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)輸出信號(hào)頻率為f。時(shí)所述正弦信號(hào)發(fā)生器(I)的輸出正弦波信號(hào)頻率為初始值，以IMHz步長(zhǎng)升高所述正弦波信號(hào)的頻率，并保證所述正弦波信號(hào)電壓幅值不變，找出所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)歸一化輸出變化到.0.501時(shí)的頻率點(diǎn)，所述輸出變化到0.501時(shí)的頻率點(diǎn)為所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)的實(shí)測(cè)的上限截止頻率 步驟S105，根據(jù)所述步驟S103和步驟S104得到的所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)的所述實(shí)測(cè)的上限截止頻率和下限截止頻率fT，求得所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)的頻帶，計(jì)算所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)上限截止頻率下限截止頻率fT的誤差A(yù)f上和 Af下分別為 Af上=[(f±-fB)/f]X100%, Afr= [(fT_fB)/f]X100%; 其中:fB為所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀的標(biāo)稱(chēng)截止頻率，f ±、f〒和fB的單位為Hz。
8.—種測(cè)試局部放電暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀性能的方法，其特征在于，所述方法基于如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，測(cè)試所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)的線性度誤差；包括: S201，設(shè)置所述正弦信號(hào)發(fā)生器(I)輸出的正弦信號(hào)頻率固定為3MHz 50MHz之間的某一頻率值； S202，調(diào)節(jié)所述正弦信號(hào)發(fā)生器(I)輸出的所述正弦波信號(hào)的幅值使所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)的響應(yīng)大于等于30dB，并記錄所述正弦信號(hào)發(fā)生器(I)的峰值電壓U和所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6 )滿(mǎn)度值A(chǔ) ； S203，依次降低所述正弦信號(hào)發(fā)生器(I)幅值至λ U，λ=0.8、0.6、0.4、0.2，分別記錄所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)輸出的相應(yīng)示值Αλ ；S204，計(jì)算λ =0.8、0.6、0.4、0.2的各測(cè)量點(diǎn)的線性度誤差
9.一種測(cè)試局部放電暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀性能的方法，其特征在于，所述方法基于如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，測(cè)試所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)的脈沖計(jì)數(shù)測(cè)量誤差，包括: 5301,設(shè)置所述脈沖信號(hào)發(fā)生器(8)輸出脈沖信號(hào),改變所述輸出的脈沖信號(hào)的電壓幅值，使所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)的讀數(shù)大于等于20dB ； 5302,調(diào)節(jié)所述脈沖信號(hào)發(fā)生器(I)輸出的所述脈沖信號(hào)的重復(fù)頻率為0.5kHz IOkHz中的一個(gè)或者多個(gè)可選值，同時(shí)觀察并記錄所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)的脈沖計(jì)數(shù)值讀數(shù)nx和所述脈沖信號(hào)發(fā)生器(I)所設(shè)置的實(shí)際脈沖數(shù)η ； S303，計(jì)算所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)的脈沖計(jì)數(shù)測(cè)量誤差δ = [(ηχ-η)/η] X 100%ο
10.一種測(cè)試局部放電暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀性能的方法，其特征在于，所述方法基于如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，測(cè)試所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)的穩(wěn)定性誤差，包括: S401，設(shè)置所述脈沖信號(hào)發(fā)生器(8)輸出恒定幅值、頻率的方波信號(hào)； S402，所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)開(kāi)機(jī)連續(xù)工作I小時(shí)，記錄所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)從剛開(kāi)機(jī)到連續(xù)工作I小時(shí)后的響應(yīng)值； S403，計(jì)算所述被測(cè)暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)的穩(wěn)定性誤差
11.一種測(cè)試局部放電暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀性能的方法，其特征在于，所述方法基于如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，測(cè)試所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)的定位功能，包括: S501，布置所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6 )上的所述兩個(gè)TEV傳感器(5 )，使所述兩個(gè)傳感器(5)的距離大于所述暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀(6)規(guī)定的定位檢測(cè)距離； S502，設(shè)置所述脈沖信號(hào)發(fā)生器(8)輸出恒定幅值的脈沖信號(hào)，調(diào)節(jié)所述輸出的脈沖信號(hào)重復(fù)頻率為50Hz IOkHz之間的某一值； S503，檢查離所述脈沖信號(hào)發(fā) 生器(8 )較近的所述TEV傳感器(5 )是否被觸發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種測(cè)試局部放電暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀性能的系統(tǒng)和方法，系統(tǒng)包括信號(hào)發(fā)生器、同軸電纜2、金屬板、匹配電阻4、TEV傳感器5、暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6和信號(hào)電纜7；信號(hào)發(fā)生器為正弦信號(hào)發(fā)生器1或脈沖信號(hào)發(fā)生器8，信號(hào)發(fā)生器與金屬板通過(guò)同軸電纜2相連接，暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6與TEV(Transient earth voltage，暫態(tài)對(duì)地電壓)傳感器5通過(guò)信號(hào)電纜7相連接，TEV傳感器5緊貼于金屬板的表面上，金屬板通過(guò)匹配電阻4接地，信號(hào)發(fā)生器與暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6的接地端直接與地相連；通過(guò)調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)的類(lèi)型、幅值或大小，測(cè)試暫態(tài)地電壓檢測(cè)儀6的線性度誤差、脈沖計(jì)數(shù)測(cè)量誤差、穩(wěn)定性誤差和定位功能。測(cè)試方法容易實(shí)現(xiàn)、調(diào)試簡(jiǎn)單快速、測(cè)試過(guò)程數(shù)字化。
文檔編號(hào)G01R35/00GK103197272SQ20131008462
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者袁帥, 閻春雨, 畢建剛, 是艷杰, 楊寧, 吳立遠(yuǎn), 王峰, 楊圓, 弓艷朋, 鄧彥國(guó), 孟楠 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司