一种介质损耗角的测量方法和装置的制作方法

文档序号:5933741阅读:179来源:国知局
专利名称:一种介质损耗角的测量方法和装置的制作方法
技术领域
本发明属于材料性质分析领域,尤其涉及一种介质材料的介质损耗角的测量方法 和相应的测量装置。
背景技术
介质损耗角是在交变电场下,电介质内流过的电流向量和电压向量之间的夹角的 余角,通常记为S。介质损耗角是一种反映高压电气设备绝缘性能的重要指标。介质损耗 角的变化可以反映受潮、劣化、变质或绝缘中气体放电等绝缘缺陷。通常情况下在测量介质损耗角的过程中,都是直接测量介质损耗角的正弦值 tan δ,并由其直接表征介质损耗。测量介质损耗角的传统方法主要有电桥法和瓦特表法。 瓦特表法因其测量精度低已经被淘汰。在0. 1等超低频频率下,介质的主要损耗为电导型 损耗。一般而言,在像0. IHz这样低的频率下,已经没有能够作为无损耗元件使用的损耗基 准可供使用,原来在50Hz下被看作为无损元件的元件,在0. IHz下已经不再被看成是无损 耗的标准电容,因此,原来以一个标准电容为一个桥臂的电桥法将失效,故电桥法不适用于 0. IHz超低频下的介质损耗角的测量。

发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种介质损耗角的测量方法和装置,具有很强 的抗干扰能力。为实现上述目的,本发明一方面提供一种介质损耗角的测量方法,其特征在于,包 括获取样品上的电压信号V0、以及获取由流过样品上的电流信号转换得到的电压信 号Vx;对上述电压信号VO和由电流信号转换成的电压信号Vx进行有限次采样;对采样的信号通过准同步算法求平均,得到电压信号VO和电压信号Vx的平均波 形;对所得到的电压信号VO和电压信号Vx的平均波形做傅里叶变换,得到电压信号 VO的平均波形的一次谐波的余弦分量系数^和正弦分量系数bri、以及电压信号Vx的平均 波形的一次谐波的余弦分量系数和正弦分量系数bxl ;利用式子
权利要求
1.一种介质损耗角的测量方法,其特征在于,包括获取样品上的电压信号V0、以及获取由流过样品上的电流信号转换得到的电压信号Vx ;对上述电压信号VO和由电流信号转换成的电压信号Vx进行有限次采样; 对采样的信号通过准同步算法求平均,得到电压信号VO和电压信号Vx的平均波形; 对所得到的电压信号VO和电压信号Vx的平均波形做傅里叶变换,得到电压信号VO的 平均波形的一次谐波的余弦分量系数^和正弦分量系数、以及电压信号Vx的平均波形 的一次谐波的余弦分量系数和正弦分量系数bxl ;利用式子1:;1:"1〗;计算介质损耗角的正切值tan δ。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对采样的信号通过准同步算法求平 均得到电压信号VO和电压信号Vx的平均波形具体实现为由式子-sin (kJif0A Τ) ctg (k π f0Ts) /N计算准同步算法的衰减因子rn ;WJfl^T由式子4) +艺OlT A sin[(2^0 (t + ^―) + φ,]计算信号的平均波形; k=\L其中,Atl为信号的直流分量,TO为波形周期,Ts为采样周期,ΔΤ = T0-NTs为周期偏差,W为采样数据的个数,N为单个周期的采样数据个数,m为信号被采样的总周期数。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述获取的样品上的电压信号VO和 由电流信号转换得到的电压信号Vx是经过超低频滤波、放大处理,并经过模数转换后得到 的数字信号。
4.一种介质损耗角的测量装置,其特征在于,包括信号获取模块,用于获取样品上的电压信号V0、以及获取由流过样品上的电流信号转 换得到的电压信号Vx;信号采集模块,用于对上述电压信号VO和由电流信号转换成的电压信号Vx进行有限 次采样;平均处理模块,用于对采样的信号通过准同步算法求平均,得到电压信号VO和电压信 号Vx的平均波形;傅里叶变换模块,用于对所得到的电压信号VO和电压信号Vx的平均波形做傅里叶变 换,得到电压信号VO的平均波形的一次谐波的余弦分量系数^和正弦分量系数bri、以及 电压信号Vx的平均波形的一次谐波的余弦分量系数^d和正弦分量系数bxl ;介质损耗角计算模块,用于利用式子计算介质损耗角的正切值tan δ。ax\ar\+D x\Dr\
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述平均处理模块具体包括衰减因子计算子模块,用于由式子-sin (k Jif0A T) cth (k π f0Ts) /N计算准同步算法的 衰减因子rn;WJfl^T平均波形处理子模块,用于由式子+ Σ (rk)mAk sin[(2^0(t + ^―) +钤]计算信号k=\L的平均波形。
6.根据权利要求4或5所述的装置,其特征在于,所述信号获取模块具体包括第一电压信号获取子模块,用于获取原始的样品上的电压信号VO ;第一超低频滤波器,用于对第一电压信号获取子模块获取的信号进行超低频滤波;第一限幅放大器,用于将第一超低频滤波器输出的信号进行放大;第一模数转换器,用于将第一限幅放大器输出的信号进行模数转换,得到数字信号;第二电压信号获取子模块,用于获取原始的样品上的电压信号Vx;第二超低频滤波器,用于对第二电压信号获取子模块获取的信号进行超低频滤波;第二限幅放大器,用于将第二超低频滤波器输出的信号进行放大;第二模数转换器,用于将第二限幅放大器输出的信号进行模数转换,得到数字信号。
全文摘要
本发明提供一种介质损耗角的测量方法和装置,该方法包括获取样品上的电压信号V0、以及获取由流过样品上的电流信号转换得到的电压信号Vx;对上述电压信号V0和由电流信号转换成的电压信号Vx进行有限次采样;对采样的信号通过准同步算法求平均,得到电压信号V0和电压信号Vx的平均波形;对所得到的电压信号V0和电压信号Vx的平均波形做傅里叶变换,得到电压信号V0的平均波形的一次谐波的余弦分量系数ar1和正弦分量系数br1、以及电压信号Vx的平均波形的一次谐波的余弦分量系数ax1和正弦分量系数bx1;计算介质损耗角的正切值tanδ。
文档编号G01R27/26GK102095940SQ20101058811
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者张仕勇, 李永腾, 阮浩洁, 陈炯 申请人:宁波电业局
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