[发明专利]基于模拟电压信号注入的不同类型局放检测仪主机性能测试方法

说明书

技术领域

本发明属于电力设备局部放电检测技术领域，尤其适用于对电力设备局部放电检测系统自身的性能测试。

背景技术

实际运行的电气设备，因制造工艺偏差、电场设计偏差、选型不当、绝缘材料性能偏差、装配偏差等，在波动的运行电压下、负荷电流下，以及由此而引起的振动、发热等影响下，会存在电场畸变的部位，促使局部放电的发生。

局部放电只能控制而无法避免，它对电气设备性能的影响因部位、形态、类型的不同而不同。金属导体上的毛刺在长时间的放电下，其尖角会烧蚀圆滑，电场畸变程度减弱，放电现象有可能消失。但若靠近绝缘体的尖角对绝缘体表面的方面，有可能会劣化绝缘，引起不可预控的风险。导电微粒在固定状态下一般其风险可控，但若其存在移动、跳动特性，则在某些情况下会造成绝缘失效。绝缘材料内部的气隙在畸变电场的作用下，持续性发生放电，若放电腔体内部布满碳化的导电痕迹时，实际上短路了放电气隙，电场畸变得到控制，放电现象消失。但也有可能长期的放电，导致绝缘材料内部出现劣化（电树枝）最终发展为贯通性的缺陷，进而引发绝缘失效。另外放电对油类、气类绝缘介质的分解能力会促使该类型绝缘介质性能劣化或失效进而导致设备事故。

有关局部放电的检测基于耦合电容的脉冲电流检测方式开展的最早，而且标准、技术完备，在实际中应用最多。但限于研究、实验室、投运、检修等需要与运行电压断开的情况，存在基于运行电压的类脉冲电流法检测方式，如针对避雷器等存在等效检测阻抗的电气设备，但数量有限，且应用效果不明。它属于典型的有电联接的检测方式，检测频带常在百kHz～几个MHz。

基于超声的局部放电检测，分压电式传感器和非接触式传感器两类，但后续的主机硬件系统基本类似，都是对信号进行特征提取，在电源频率下，绘制信号的时间、相位、幅值谱图。放电引起绝缘介质的振动，振动向远方传递后，通过检测振动信号来进行局放检测，它属于声检测方式，检测频带常在MHz以内百kHz范围。

任何形式的放电都有电磁波产生，主要基于放电通道等效为众多电偶极子构成的辐射天线。局部放电属于弱放电类型，一般的放电通道细小、能量微弱，从电偶极子的角度看，其放电通道的天线特性一般较为明显，且易理解。基于超高频的局部放电检测，就是利用超高频接收天线作为检测传感器，后续的主机硬件系统一般以放电的“簇”状信号为单位进行处理，通过“簇”信号的特征提取，在电源频率下，绘制信号的时间、相位、幅值谱图。与脉冲电流局放测试法、超声局放测试法的处理方式大同小异。

实际上不论上述何种局放检测方式，传感器是不可或缺的。基于传感器的检测信号（一般为“簇”状波信号），输入到局放检测主机中，通过硬件和软件的处理，最终以软件侧形式将序列化的检测信号呈现出来。当前随着上述各种局放检测方式应用的越来越广，同一原理对应的检测设备有更多的可选余地。但检测原理相同、不同厂家生产的设备之间存在不可避免的性能差异是不争的事实。如何对这些检测原理相同的不同类型设备进行性能测评是需要认真考虑的事情，尤其对于当前各国电网智能化的发展趋势、电气设备各类型电参量带电检测甚至是在线监测大量应用导致的局放检测扩张应用实际。

基于上述实际状况，提出一种基于模拟电压信号注入的方式，针对不同类型局放检测仪主机，进行性能测试。通过这种测试方法的应用，能够实现对众多检测设备自身性能优劣的评价，为此类局放检测设备的选购、入网应用等提供必要的技术支持。

发明内容

本发明主要参考各类传感器的实测局放波形，利用函数发生器生成各类型参数按照预定目标变化的序列信号，基于模拟电压信号注入的方式，通过直接观测局放检测仪主机显示的信号并分析显示信号的特点，来全面、深入、量化、可重现的测试不同类型局放检测仪主机的关键参数指标，为此类局放检测设备的选购、入网应用等提供必要的技术支持。

本发明是通过下列技术方案来实现的。

基于模拟电压信号注入的不同类型局放检测仪主机性能测试方法，该方法为：

（1）采用输出频率在0～3.5GHz可调、输出幅值在0～10V可调的函数发生器，分别将基于脉冲电流局放检测传感器、超声局放检测传感器、超高频局放检测传感器实际测试的局放波形通过函数发生器生成的等效模拟电压信号，对应地直接注入或通过频带在10kHz～10MHz的隔直元件注入至脉冲电流局放检测仪、超声局放检测仪、超高频局放检测仪的主机中；

（2）函数发生器基于所述三种传感器实际测试的局放波形生成的等效模拟电压信号，进行幅值、生成时间间隔调节；