[發(fā)明專利]一種基于高頻諧振激勵的套管電容芯子受潮評估方法

在審

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• 申請日: 2022-11-24
• 公開（公告）號: CN116184129A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭蕾;蔡育宏;趙晨
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 武漢聚信匯智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42258
• 代理人: 馬尚偉

1.一種基于高頻諧振激勵的套管電容芯子受潮評估方法，其特征在于，方法步驟如下：

第一步：搭建高頻諧振激勵的套管電容芯子測試平臺

搭建高頻諧振激勵下的套管電容芯子測試平臺，主要包括高壓直流電源(1)、保護電阻(2)、高頻開關(guān)(3)、可調(diào)電感(4)、控制開關(guān)1(5)、控制開關(guān)2(6)和套管(7)，套管(7)包括電容芯子(8)、末屏端(9)和測試端子(10)，套管(7)兩端連接電容測試儀(11)，末屏端(9)與測量端子(10)與信號測試儀(12)相連，高頻直流電源(1)和保護電阻(2)還有可調(diào)電感(4)串聯(lián)后連接控制開關(guān)1(5)和控制開關(guān)2(6)，高頻開關(guān)(3)從保護電阻(2)和可調(diào)電感(4)中間引出，高壓直流電源(1)與高頻開關(guān)(3)均接地；

第二步：獲取高頻諧振激勵下的套管信號

(1)電容測試儀測試得到套管的電容C，根據(jù)式(1)計算諧振頻率為1000K時的電感，記為L，并將可調(diào)電感(4)調(diào)至L；

(2)測試高頻諧振激勵下的套管信號，測試開始時，高頻開關(guān)(3)處于斷開狀態(tài)，控制開關(guān)1(5)處于閉合狀態(tài)，控制開關(guān)2(6)處于斷開狀態(tài)，高壓直流電源(1)與高頻開關(guān)(3)均接地，高壓直流電源(1)通過保護電阻(2)和可調(diào)電感(4)和控制開關(guān)1(5)輸入直流電壓至套管(7)，閉合高頻開關(guān)(3)，信號測試儀(12)從末屏端(9)上讀取到套管末屏的高頻諧振信號s₁；斷開高頻開關(guān)(3)，控制開關(guān)1(5)處于斷開狀態(tài)，控制開關(guān)2(6)處于閉合狀態(tài)，高壓直流電源(1)通過保護電阻(2)和可調(diào)電感(4)和控制開關(guān)2(6)輸入直流電壓至套管(7)，閉合高頻開關(guān)(3)，信號測試儀(12)從測試端子(10)上讀取到套管測試端的高頻諧振信號s₂；

第三步：提取高頻諧振激勵下的套管信號的特征參數(shù)

將從套管末屏讀取的的振蕩波信號s₁和從套管測試端讀取的的振蕩波信號s₂經(jīng)過STFT短時傅里葉變換轉(zhuǎn)為時頻圖，短時傅里葉變換的窗函數(shù)選用Hamming窗，然后將時頻圖經(jīng)過灰度化處理，形成灰度共生矩陣x(i,j)，矩陣大小為n×n；

對灰度共生矩陣進行降維處理得到矩陣y(i,j)，計算式如下：

i,j為共生矩陣的坐標，λ為與共生矩陣維度相關(guān)的降維因子，取值為2，max(h(i,j))為灰度共生矩陣中最大值，min(h(i,j))為灰度共生矩陣中最小值；

降維后的灰度共生矩陣y(i,j)表達式如下：

計算灰度共生矩陣的對比度con:

其中y^T(i,j)為灰度共生矩陣的轉(zhuǎn)置，表達式如下：

得到變壓器套管振蕩波信號的特征參數(shù)，振蕩波信號s₁特征參數(shù)表達式如下：

振蕩波信號s₂特征參數(shù)表達式如下：

第四步：評估套管電容芯子受潮程度

計算套管電容芯子的受潮因子：

套管電容芯子受潮程度的評估系數(shù)ε計算式如下：

其中η_e為套管無受潮缺陷時的受潮因子，η_b為套管有受潮缺陷時的受潮因子；

當評估系數(shù)0ε4.2時，說明套管電容芯子無明顯的受潮缺陷；

當評估系數(shù)ε≥4.2時，說明套管電容芯子受潮程度較為嚴重，需要進行維修或者更換。