专利名称：一种测试局部放电暂态地电压检测仪性能的系统和方法
技术领域：
本发明涉及高压输变电设备放电故障检测技术领域，具体涉及一种测试局部放电暂态地电压检测仪性能的系统和方法。
背景技术：
局部放电暂态地电压检测法作为一种带电检测技术，具有使用方便、针对性强等优点，已逐步在国内变电站推广使用。局部放电暂态地电压检测仪一般用于对交流金属封闭开关设备(简称开关柜)进行局部放电带电检测或局部放电状态监测。开关柜内部局部放电会产生电磁波，在金属壁形成趋肤效应并且沿着金属表面进行传播，同时在金属表面产生暂态地电压。局部放电产生的暂态地电压信号的大小与局部放电的强度及放电点的位置有直接关系。因此，可以利用专门的传感器对暂态地电压信号进行检测，以判断开关柜内部的局部放电缺陷，同时可以利用同一放电源产生的暂态地电压信号到达不同位置传感器的时间差或幅值差对局部放电源进行定位。目前，暂态地电压检测仪缺乏标准化、统一一致的测试方法及测试系统，影响了仪器的制造和检验，阻碍了技术进一步发展。因此，进行暂态地电压检测仪测试系统和检测方法的研究具有重要的实际指导意义。
发明内容
本发明涉及一种测试局部放电暂态地电压检测仪性能的系统和方法，所述系统包括信号发生器、同轴电缆2、金属板、匹配电阻4、TEV传感器5、暂态地电压检测仪6和信号电缆7 ；所述信号发生器为正弦信号发生器I或脉冲信号发生器8，所述信号发生器与所述金属板通过所述同轴电缆2相连接，所述暂态地电压检测仪6与所述TEV传感器5通过所述信号电缆7相连接，所述TEV传感器5紧贴于所述金属板的表面上，所述金属板通过所述匹配电阻4接地，所述信号发生器与所述暂态地电压检测仪6的接地端直接与地相连；通过调节所述信号发生器发出的信号的类型、幅值或大小，根据所述被测暂态地电压检测仪6的输出值测试所述暂态地电压检测仪6的频带、线性度误差、脉冲计数测量误差、稳定性误差和定位功能。本发明提供的第一优选实施例中:所述信号发生器为正弦信号发生器I ;所述金属板为性能测试金属板3,所述性能测试金属板3为长300mm宽300mm厚3mm边角进行圆弧形处理的镀锌铁板；所述TEV传感器5的数量为一个，紧贴于竖直放置的所述性能测试金属板3的表面上。本发明提供的第二优选实施例中:所述信号发生器为脉冲信号发生器8 ；所述金属板为性能测试金属板3,所述性能测试金属板3为长300mm宽300mm厚3mm边角进行圆弧形处理的镀锌铁板；
所述TEV传感器5的数量为一个，紧贴于竖直放置的所述性能测试金属板3的表面上。本发明提供的第三优选实施例中:所述信号发生器为脉冲信号发生器8 ；所述金属板为定位测试金属板9,所述定位测试金属板9为长2000mm宽150mm厚3mm边角进行圆弧形处理的镀锌铁板；所述TEV传感器5的数量为两个，所述两个TEV传感器5均紧贴于水平放置的所述定位测试金属板9的表面上。本发明提供的第四优选实施例中:所述信号发生器的型号为Agilent 33250。本发明提供的第五优选实施例中:所述匹配电阻4的大小为50 Ω。本发明提供的第六优选实施例提供一种测试局部放电暂态地电压检测仪性能的方法，所述方法基于第一优选实施例提供的系统，测试所述暂态地电压检测仪6的频带，包括:步骤S101，调节所述正弦信号发生器I输出的正弦波信号的幅值至2V-5V范围内任意值并维持不变；步骤S102，在所述被测暂态地电压检测仪6规定的上下限截止频率之间改变所述正弦信号发生器I的输出的所述正弦波的频率，检测出所述被测暂态地电压检测仪6输出信号基本恒定区域中的中心频率f。;步骤S103，以所述被测暂态地电压检测仪6输出信号频率为f。时所述正弦信号发生器I的输出正弦波信号频率为初始值，以IMHZ步长降低所述正弦波信号的频率，并保证所述正弦波信号电压幅 值不变，找出所述被测暂态地电压检测仪6归一化输出降到0.501时的频率点，所述输出降到0.501时的频率点为所述被测暂态地电压检测仪的实测的下限
截止频率步骤S104，以所述被测暂态地电压检测仪6输出信号频率为f。时所述正弦信号发生器I的输出正弦波信号频率为初始值，以IMHz步长升高所述正弦波信号的频率，并保证所述正弦波信号电压幅值不变，找出所述被测暂态地电压检测仪6归一化输出变化到
0.501时的频率点，所述输出变化到0.501时的频率点为所述被测暂态地电压检测仪6的实测的上限截止频率步骤S105，根据所述步骤S103和步骤S104得到的所述被测暂态地电压检测仪6的所述实测的上限截止频率和下限截止频率fT，求得所述被测暂态地电压检测仪6的频带，计算所述被测暂态地电压检测仪6上限截止频率fjP下限截止频率f τ的误差Λ f±和 Af下分别为 Af上=[(f±-fB)/f]X100%, Afr= [(fT_fB)/f]X100%;其中:fB为所述被测暂态地电压检测仪的标称截止频率，f ±、f〒和fB的单位为Hz。本发明提供的第七优选实施例提供一种测试局部放电暂态地电压检测仪性能的方法，所述方法基于第一优选实施例提供的系统，测试所述暂态地电压检测仪6的线性度误差；包括:S201，设置所述正弦信号发生器I输出的正弦信号频率固定为3MHz 50MHz之间
的某一频率值；S202，调节所述正弦信号发生器I输出的所述正弦波信号的幅值使所述暂态地电压检测仪6的响应大于等于30dB，并记录所述正弦信号发生器I的峰值电压U和所述暂态地电压检测仪6满度值A ;S203,依次降低所述正弦信号发生器I幅值至λ U，λ =0.8、0.6、0.4、0.2，分别记录所述暂态地电压检测仪6输出的相应示值Aλ ；
S204,计算λ =0.8,0.6,0.4,0.2的各测量点的线性度误差
权利要求
1.一种测试局部放电暂态地电压检测仪性能的系统，其特征在于，所述系统包括信号发生器、同轴电缆(2)、金属板、匹配电阻(4)、TEV传感器(5)、暂态地电压检测仪(6)和信号电缆(7)； 所述信号发生器为正弦信号发生器(I)或脉冲信号发生器(8)，所述信号发生器与所述金属板通过所述同轴电缆(2 )相连接，所述暂态地电压检测仪(6 )与所述TEV传感器(5 )通过所述信号电缆(7 )相连接，所述TEV传感器(5 )紧贴于所述金属板的表面上，所述金属板通过所述匹配电阻(4)接地，所述信号发生器与所述暂态地电压检测仪(6)的接地端直接与地相连； 通过调节所述信号发生器发出的信号的类型、幅值或大小，根据所述被测暂态地电压检测仪(6)的输出值测试所述暂态地电压检测仪(6)的频带、线性度误差、脉冲计数测量误差、稳定性误差和定位功能。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号发生器为正弦信号发生器(I)； 所述金属板为性能测试金属板(3),所述性能测试金属板(3)为长300mm宽300mm厚3mm边角进行圆弧形处理的镀锌铁板； 所述TEV传感器(5)的数量为一个，紧贴于竖直放置的所述性能测试金属板(3)的表面上。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号发生器为脉冲信号发生器(8)； 所述金属板为性能测试金属板(3),所述性能测试金属板(3)为长300mm宽300mm厚3mm边角进行圆弧形处理的镀锌铁板； 所述TEV传感器(5)的数量为一个，紧贴于竖直放置的所述性能测试金属板(3)的表面上。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号发生器为脉冲信号发生器(8)； 所述金属板为定位测试金属板(9),所述定位测试金属板(9)为长2000mm宽150mm厚3mm边角进行圆弧形处理的镀锌铁板； 所述TEV传感器(5)的数量为两个，所述两个TEV传感器(5)均紧贴于水平放置的所述定位测试金属板(9)的表面上。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号发生器的型号为Agilent33250。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述匹配电阻(4)的大小为50Ω。
7.—种测试局部放电暂态地电压检测仪性能的方法，其特征在于，所述方法基于如权利要求2所述的系统，测试所述暂态地电压检测仪(6)的频带，包括: 步骤SlOl，调节所述正弦信号发生器(I)输出的正弦波信号的幅值至2V-5V范围内任意值并维持不变； 步骤S102，在所述被测暂态地电压检测仪(6)规定的上下限截止频率之间改变所述正弦信号发生器(I)的输出的所述正弦波的频率，检测出所述被测暂态地电压检测仪(6)输出信号基本恒定区域中的中心频率f。; 步骤S103，以所述被测暂态地电压检测仪(6)输出信号频率为f。时所述正弦信号发生器(I)的输出正弦波信号频率为初始值，以IMHz步长降低所述正弦波信号的频率，并保证所述正弦波信号电压幅值不变，找出所述被测暂态地电压检测仪(6)归一化输出降到·0.501时的频率点，所述输出降到0.501时的频率点为所述被测暂态地电压检测仪的实测的下限截止频率 步骤S104，以所述被测暂态地电压检测仪(6)输出信号频率为f。时所述正弦信号发生器(I)的输出正弦波信号频率为初始值，以IMHz步长升高所述正弦波信号的频率，并保证所述正弦波信号电压幅值不变，找出所述被测暂态地电压检测仪(6)归一化输出变化到.0.501时的频率点，所述输出变化到0.501时的频率点为所述被测暂态地电压检测仪(6)的实测的上限截止频率 步骤S105，根据所述步骤S103和步骤S104得到的所述被测暂态地电压检测仪(6)的所述实测的上限截止频率和下限截止频率fT，求得所述被测暂态地电压检测仪(6)的频带，计算所述被测暂态地电压检测仪(6)上限截止频率下限截止频率fT的误差Af上和 Af下分别为 Af上=[(f±-fB)/f]X100%, Afr= [(fT_fB)/f]X100%; 其中:fB为所述被测暂态地电压检测仪的标称截止频率，f ±、f〒和fB的单位为Hz。
8.—种测试局部放电暂态地电压检测仪性能的方法，其特征在于，所述方法基于如权利要求2所述的系统，测试所述暂态地电压检测仪(6)的线性度误差；包括: S201，设置所述正弦信号发生器(I)输出的正弦信号频率固定为3MHz 50MHz之间的某一频率值； S202，调节所述正弦信号发生器(I)输出的所述正弦波信号的幅值使所述暂态地电压检测仪(6)的响应大于等于30dB，并记录所述正弦信号发生器(I)的峰值电压U和所述暂态地电压检测仪(6 )满度值A ； S203，依次降低所述正弦信号发生器(I)幅值至λ U，λ=0.8、0.6、0.4、0.2，分别记录所述暂态地电压检测仪(6)输出的相应示值Αλ ；S204，计算λ =0.8、0.6、0.4、0.2的各测量点的线性度误差
9.一种测试局部放电暂态地电压检测仪性能的方法，其特征在于，所述方法基于如权利要求3所述的系统，测试所述暂态地电压检测仪(6)的脉冲计数测量误差，包括: 5301,设置所述脉冲信号发生器(8)输出脉冲信号,改变所述输出的脉冲信号的电压幅值，使所述暂态地电压检测仪(6)的读数大于等于20dB ； 5302,调节所述脉冲信号发生器(I)输出的所述脉冲信号的重复频率为0.5kHz IOkHz中的一个或者多个可选值，同时观察并记录所述暂态地电压检测仪(6)的脉冲计数值读数nx和所述脉冲信号发生器(I)所设置的实际脉冲数η ； S303，计算所述被测暂态地电压检测仪(6)的脉冲计数测量误差δ = [(ηχ-η)/η] X 100%ο
10.一种测试局部放电暂态地电压检测仪性能的方法，其特征在于，所述方法基于如权利要求3所述的系统，测试所述暂态地电压检测仪(6)的稳定性误差，包括: S401，设置所述脉冲信号发生器(8)输出恒定幅值、频率的方波信号； S402，所述暂态地电压检测仪(6)开机连续工作I小时，记录所述暂态地电压检测仪(6)从刚开机到连续工作I小时后的响应值； S403，计算所述被测暂态地电压检测仪(6)的稳定性误差
11.一种测试局部放电暂态地电压检测仪性能的方法，其特征在于，所述方法基于如权利要求4所述的系统，测试所述暂态地电压检测仪(6)的定位功能，包括: S501，布置所述暂态地电压检测仪(6 )上的所述两个TEV传感器(5 )，使所述两个传感器(5)的距离大于所述暂态地电压检测仪(6)规定的定位检测距离； S502，设置所述脉冲信号发生器(8)输出恒定幅值的脉冲信号，调节所述输出的脉冲信号重复频率为50Hz IOkHz之间的某一值； S503，检查离所述脉冲信号发 生器(8 )较近的所述TEV传感器(5 )是否被触发。
全文摘要
本发明提供一种测试局部放电暂态地电压检测仪性能的系统和方法，系统包括信号发生器、同轴电缆2、金属板、匹配电阻4、TEV传感器5、暂态地电压检测仪6和信号电缆7；信号发生器为正弦信号发生器1或脉冲信号发生器8，信号发生器与金属板通过同轴电缆2相连接，暂态地电压检测仪6与TEV(Transient earth voltage，暂态对地电压)传感器5通过信号电缆7相连接，TEV传感器5紧贴于金属板的表面上，金属板通过匹配电阻4接地，信号发生器与暂态地电压检测仪6的接地端直接与地相连；通过调节信号发生器发出的信号的类型、幅值或大小，测试暂态地电压检测仪6的线性度误差、脉冲计数测量误差、稳定性误差和定位功能。测试方法容易实现、调试简单快速、测试过程数字化。
文档编号G01R35/00GK103197272SQ20131008462
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月15日 优先权日2013年3月15日
发明者袁帅, 阎春雨, 毕建刚, 是艳杰, 杨宁, 吴立远, 王峰, 杨圆, 弓艳朋, 邓彦国, 孟楠 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司