[发明专利]GIS局部放电UHF传感器等效高度的扫频参考标定方法

说明书

技术领域

本发明属于变电设备状态检测领域，主要研究GIS局部放电UHF传感器的性能校核问题，具体为一种GIS局部放电UHF传感器等效高度的扫频参考标定方法。

背景技术

目前，GIS局部放电UHF传感器缺乏有效统一的标定方法，由此导致的GIS局部放电UHF检测失效事例越来越多，严重制约了GIS局部放电UHF检测行业的健康发展。为此，必须建立科学合理的GIS局部放电UHF传感器标定方法，形成相关的产品技术规范，对入网的GIS局部放电UHF传感器进行客观评价。

基于时域脉冲参考法的等效高度测量是目前GIS局部放电UHF传感器应用最为广泛的一种标定方法。在GTEM小室测试窗口处放置单极标准探针，打开标定脉冲信号源，输出脉冲信号至GTEM小室，建立脉冲电磁场，合理配置示波器，记录并保存单极标准探针输出的电压波形，进行FFT变换，获得单极标准探针的幅频响应特性；在GTEM小室测试窗口处将单极标准探针更换为待测传感器，合理配置示波器，记录并保存待测传感器输出的电压波形，进行FFT变换，获得待测传感器的幅频响应特性；基于时域脉冲参考法，计算得到待测传感器的频域等效高度曲线。

现有技术主要基于时域脉冲参考法，具有如下不足：

1、脉冲信号源辐射出的UHF电磁波信号应与局部放电的UHF信号相当，局部放电信号具有随机性，如何确定脉冲信号源的参数是关键和难点问题之一，脉冲信号源的输出幅值和上升时间等参数对UHF传感器等效高度标定结果的影响无法有效评估；

2、对时域电压波形进行FFT变换，可能会对UHF传感器等效高度的标定结果带来中间误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种GIS局部放电UHF传感器等效高度的扫频参考标定方法，能客观评价GIS局部放电UHF传感器的性能，实现GIS局部放电UHF传感器的入网和定期检验。

本发明采用以下方案实现：一种GIS局部放电UHF传感器等效高度的扫频参考标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：建立一由GTEM小室、扫频信号源、高速数字示波器、单极标准探针、待测传感器、测控计算机、标定软件及各种线缆附件组成的GIS局部放电UHF传感器等效高度标定平台；步骤S2：通过扫频信号源向GTEM小室内注入幅值为U_I的连续正弦波电压信号，分别将单极标准探针和待测传感器的输出端口接至示波器的测量端口，并通过安装在所述测控计算机的标定软件实时采集单极标准探针和待测传感器耦合到的电压信号；步骤S3：根据扫频参考法计算得到待测传感器的频域等效高度曲线。

在本发明一实施例中，所述GTEM小室的主要技术参数为：频率范围0-2GHz；输入阻抗50Ω；电压驻波比≤1.5；工作场强范围0.5μV/m-10V/m；规格尺寸4200mm×2200mm×1400mm；所述待测传感器测试窗口位于GTEM小室顶部后三分之一磁场较均匀的的区域，开孔直径≥150mm。

在本发明一实施例中，所述扫频信号源的主要技术参数为：频率范围10kHz-2GHz；输出阻抗50Ω；最大输出功率≥10dBm；输出标准正弦波。

在本发明一实施例中，所述高速数字示波器的主要技术参数为：模拟带宽≥2GHz；采样率≥20Gs/s。

在本发明一实施例中，所述单极标准探针的推荐规格尺寸为：半径r＝0.65mm；高度h＝25mm。

在本发明一实施例中，所述测控计算机的主要性能参数为：主频≥1G；内存≥2G；操作系统为WindowsXP及更高系统。

在本发明一实施例中，所述标定软件采用Labview开发，通过串口控制线与扫频信号源建立通信，通过网线与高速数字示波器建立通信，执行标定软件中配置的扫频及示波器采集参数，控制扫频信号源根据设定的参数进行扫频，高速数字示波器采集单极标准探针及待测UHF传感器输出各频率点的电压信号幅值，进而依据扫频参考法计算UHF传感器频域的等效高度，显示、保存和打印测试结果。