[發明專利]基于GTEM的局部放電特高頻檢測裝置的標定評價系統及方法

有效

• 申請號: 201310095169.5
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103217658A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 唐志國;盧啟付;許鶴林;李成榕
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;廣東電網公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

技術領域

本發明屬于電力變壓器和氣體絕緣組合開關設備（GIS）局部放電在線檢測技術領域，尤其是一種測量精度高、降低測量成本的基于GTEM傳輸小室的局部放電特高頻檢測裝置及檢測方法。

背景技術

以GIS為例進行說明，近年來，GIS局部放電在線監測系統在電網中的應用日益廣泛，已經形成一定規模。主要的測試原理包括特高頻法（英文簡稱UHF），檢測頻帶在300MHz～1500MHz之間，其具有抗干擾能力強、靈敏度高等特點，而且這種非接觸式的測量方式對于二次設備和檢測人員而言都更安全，系統結構簡單，特別適合于在線監測，因而較之于其它檢測方法具有明顯的優勢，近年來全國各地通過特高頻在線監測和帶電測試發現了大量GIS內部缺陷案例，成為目前GIS在線檢測領域最重要的檢測手段。

當前存在的影響局部放電特高頻技術推廣應用的關鍵瓶頸問題之一，就是檢測系統規范化和標準化評價的問題。

目前IEC、CIGRE沒有發布特高頻法的靈敏度校核標準。UHF局部放電檢測技術檢測的是特高頻頻段的電磁波信號，由于每次放電輻射出的電磁波頻譜分布不完全一致，而且特高頻在腔體內部傳播過程中會有一定程度的衰減，因此，所檢測到的UHF信號與傳統的脈沖電流法的檢測結果難以良好的對應，尤其是在幅值上沒有確定的比例關系。對特高頻檢測系統的靈敏度無法用統一的單位、數值進行衡量，各供貨商對靈敏度的承諾有所差異，由此導致用戶單位的準入質量檢驗手段不完善。全國各地對此類產品的統一要求中僅限于機械、絕緣以及電磁兼容等常規性試驗內容，而最關鍵的表征裝置核心性能的傳感器特性、檢測系統靈敏度等卻缺乏統一、科學和有效的檢驗評價方法，處于一個空白狀態。

常規的射頻測試系統標定多采用掃頻法，這也是計量領域采用的標準化方法。由于局部放電產生的UHF信號為瞬態脈沖型式，掃頻測試無法準確反映傳感器和檢測系統對于瞬態信號的接收能力；而且局部放電UHF信號有高達數GHz的豐富頻譜分量，掃頻測量系統所必需的微波暗室造價高達數百萬元，成本極其高昂。因此，采用經典的掃頻標定方法應用于局部放電特高頻檢測傳感器和檢測系統的標定既不經濟，也不科學。

發明內容

本發明目的是提供一種測量精度高、降低測量成本的基于GTEM傳輸小室的局部放電特高頻檢測裝置的檢測方法。

本發明的技術方案是：?基于GTEM傳輸小室對局部放電特高頻檢測裝置進行標定，其特征是由GTEM傳輸小室（1）、標準脈沖源（2）、測控計算機（3）和待考核傳感器及局放檢測裝置（4）組成，其中，所述標準脈沖源（2）分別與GTEM傳輸小室（1）和測控計算機（3）連接，待考核局放傳感器位于GTEM傳輸小室（1）測試窗處。

基于GTEM傳輸小室的局部放電特高頻檢測裝置進行檢測的方法，其特征是包括下列步驟：

（1）先用標準天線對標準脈沖源不同輸出情況下傳感器場強進行標定，標準天線的頻響曲線為已知，根據天線的輸出電壓u_o(t)，由公式得到信號源不同輸出電壓下測試窗處的場強值，在更換傳感器的情況下，測試窗處的場強是不會變的；

（2）連接好待測傳感器及局放檢測裝置，減小信號源的輸出電壓，直至待測系統檢測不到信號，這里以信噪比VSWR≥2為能否明顯分辨的原則，在此信號源輸出電壓值下的測試窗處的場強值即為待測系統的靈敏度；

（3）檢測系統范圍的測試中，最小的脈沖場強值即為步驟（2）中靈敏度，最大脈沖場強值是不斷的增大信號源的輸出，直至待測系統檢測的信號飽和，此信號源輸出電壓對應的場強值即為系統的飽和上限值。

靈敏度和檢測系統動態范圍是局部放電檢測裝置的重要前提和核心指標之一，本發明的效果是：提出了以局放信號的物理本質“脈沖場強”來量化表征局部放電特高頻檢測裝置靈敏度及動態范圍的關鍵性能指標，并實現了一種應用脈沖時域測量的UHF局部放電檢測裝置靈敏度和有效信號檢測范圍的量化標定評價系統。采用GTEM（吉赫茲橫電磁波）進行電磁測試是近年來國際電磁領域發展的一項新技術。由于GTEM的寬頻帶特性（從直流到微波），低造價（只相當電波暗室造價的百分之幾），既可用于電磁輻射敏感度試驗（EMS試驗，也稱抗擾度試驗），又可用于電磁輻射試驗（EMI試驗），而且所用儀器配置簡單、成本便宜，可用于快速和自動測試的特點，所以越來越受到國際和國內有關人士的重視。目前在射頻測試中GTEM小室對小體積設備應用測試結果的一致性已為很多檢測機構認同，使其成為性能價格比最佳的測試方案。

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。

附圖說明