一种研究变压器局部放电超高频信号传播特性的试验方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电气设备试验技术领域，涉及一种研究变压器局部放电超高频信号的试验方法，尤其适用于对超高频信号的传播特性进行试验研究。
技术背景
[0002]在电场的作用下，导体之间部分绝缘区域被击穿的电气放电现象称为局部放电。局部放电是导致变压器绝缘过早失效的主要因素，也是变压器绝缘老化及劣化的标志，因此对变压器局部放电在线监测的试验研究具有重要的学术意义与应用价值。
[0003]局部放电过程中会产生一些电现象和非电现象，如电磁辐射、电脉冲、声波、发热、产生气体等，其对应的监测方法分别有超高频监测法、脉冲电流法、超声波监测法、温度监测法、气相色谱法等。其中超高频监测法因具有灵敏度高，信息丰富，抗干扰能力强，定位方便等诸多优点，被越来越广泛地应用在变压器局部放电监测中。
[0004]然而由于变压器内部结构复杂，局部放电产生的超高频信号在其中传播时，受到铁芯、绝缘纸板、导线、变压器壁等的影响，发生多次折、反射。在变压器局部放电超高频检测中，超高频天线接收来自放电点的超高频段空间电磁波，各种影响局部放电超高频信号折、反射及衰减的因素，增加了变压器内部局部放电超高频信号传播路径的复杂性，不仅可能影响超高频天线测量信号的幅值和波形，也使得采用局部放电超高频信号的定位发生误差，不利于从超高频信号的检测结果中提取有用信息，增加了局部放电超高频检测的难度。因此有必要开展局部放电超高频信号传播特性试验，深入研究超高频信号在变压器内部的传播规律及影响因素，进一步发展超高频检测技术。
[0005]目前，研究局部放电超高频信号传播特性的试验方法大多是针对简化的变压器模型，例如，通过在金属箱体中充油并加入纸板或变压器绕组，研究油中距离、纸板或绕组对超高频信号传播的影响。通过这些试验虽然可以一定程度上反映超高频信号在变压器内部的传播特性，但由于试验环境与真实放电环境相差较大，难以反映真实情况下超高频信号在变压器中的传播特性。因此，有必要搭建真型变压器试验平台，通过在变压器内部放置局部放电源，箱体上安装超高频传感器，来研究超高频信号的传播特性，可以更加真实客观的反映超高频信号在变压器中的传播规律。
[0006]鉴于此，本发明提供了一种研究变压器局部放电超高频信号传播特性的试验方法，基于真型变压器试验平台，可以更真实地研究超高频信号在变压器中的传播规律及影响因素，对实际运行中变压器局部放电超高频信号的在线监测具有重要指导意义。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是针对现有试验方法存在的不足，提出一种新的研究变压器局部放电超高频信号的试验方法，该试验方法基于真型变压器试验平台来研究超高频信号的传播特性，能够更加真实客观地反映超高频信号在变压器中的传播规律及影响因素。
[0008]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:
一种研究变压器局部放电超高频信号传播特性的试验方法，其特征在于，所述试验方法包括以下步骤:
步骤一:根据真型变压器内部结构，确定传感器和放电源的安装位置；
步骤二:将放电源安装在变压器箱体上，在放电源电极间加高电压，使变压器内部产生局部放电；
步骤三:在距离放电源不同的位置处安装传感器，用示波器采集局部放电超高频信号，分析局部放电超高频信号的频谱、相位、时延的衰减变化情况，来研究油中距离对局部放电超高频信号传播的影响；
步骤四:对局部放电超高频信号经过绕组衰减的情况和信号不经过绕组直接被传感器接收的情况进行对比，用示波器采集信号，分析信号频谱、相位、时延变化，研究变压器绕组对超高频信号传播的影响；
步骤五:将传感器放置在放电源附近，把这个传感器接收到的局部放电超高频信号作为原始信号，并与经不同路径传播后的局部放电超高频信号进行频谱、相位、时延的对比，研究不同传播路径对超高频信号传播的影响。
[0009]如上所述的研究变压器局部放电超高频信号传播特性的试验方法，还进一步包括以下优选方案:
在步骤一中:根据变压器的内部结构和外部尺寸，以尽可能多的信号传播路径为原则，确定变压器箱体上放电源和传感器的安装位置。
[0010]在步骤三中:用示波器的四路信号端口同时采集距离放电源不同距离的传感器接收到的局部放电超高频信号，将信号数据导入电脑中，观察局部放电超高频信号时延变化情况并进行FFT变换，分析信号频谱、相位随距离的变化规律。
[0011]在步骤四中:用示波器同时采集两路传感器上传的局部放电超高频信号，其中一路是经过绕组衰减的信号，另外一路是不经过绕组直接被传感器接收的信号，同时尽量确保两个传感器到放电源距离相同，分析局部放电超高频信号的变化规律。
[0012]在步骤五中:依次将放电源放置在变压器内部的多个位置，在距离其最近的位置放置传感器，并把这个传感器接收到的局部放电超高频信号作为原始信号，用示波器四路通道中的其他三路通道采集经过不同传播路径后的局部放电超高频信号，从信号的传播路径中分析信号的传播规律。
[0013]本发明的优点在于:本发明提供了一种研究变压器局部放电超高频信号传播特性的试验方法。该方法同传统的简化式变压器模型试验平台研究超高频信号传播特性的试验方法相比，试验结果能够更真实客观地反映超高频信号在变压器中的传播规律，该方法的优点具体如下:
①基于真型变压器试验平台，与真实放电环境更加接近，更真实反映局部放电超高频信号的传播特性。
[0014]②由于试验方法的多样性，对多种超高频信号传播的影响因素和各种不同的传播路径进行研究，更全面反映超高频信号的传播规律。
【附图说明】
[0015]图1为本发明研究变压器局部放电超高频信号传播特性的试验方法流程图；
图2为在IlOkV电力变压器试验平台实施本发明试验方法的示意图。
【具体实施方式】
[0016]为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容。
[0017]如图1所示，本发明提供一种研究变压器局部放电超高频信号传播特性的试验方法，包含以下步骤:
步骤一:根据真型变压器内部结构，确定传感器和放电源的安装位置；
根据变压器的内部结构和外部尺寸，以尽可能多的信号传播路径为原则，确定变压器箱体上放电源和传感器的安装位置。
[0018]步骤二:将放电源安装在变压器箱体上，在放电源