本发明涉及电气设备局部放电检测技术领域，尤其是涉及一种变压器局部放电特高频检测装置灵敏度验证系统。
背景技术：
变压器是电力系统中的重要组成部分，其可靠性直接影响电网的安全运行。变压器的可靠性则主要决定于其绝缘状况。造成变压器绝缘劣化的主要原因之一是局部放电，因此实现变压器局部放电的检测对提高电力系统可靠性有较高的意义。
上世纪80年代初期以来，针对gis和变压器的局部放电特高频(ultrahighfrequency，简称uhf)检测技术迅速发展并逐步在工程中发挥了积极的作用，取得了大量的成果。当局部放电在很小的范围内发生时，绝缘介质击穿过程很快，将产生很陡的脉冲电流，其上升时间小于1ns，并在设备腔体内激发频率高达数ghz的电磁波。uhf检测技术的基本原理就是通过uhf传感器对局部放电时产生的特高频电磁波(300mhz～3ghz)信号进行检测，从而获得局部放电的相关信息。uhf检测法和其他局部放电在线检测技术相比，具有检测灵敏度高、现场抗干扰能力强、可实现局部放电在线定位和利于绝缘缺陷类型识别等优点。
由于变压器箱体对其内部电磁波的屏蔽效应，国内外一般采用将uhf传感器通过放油阀、法兰盘和标准化介质窗伸进变压器内部来进行信号检测，该方式的优点是检测灵敏度高、抗干扰能力强。然而这种检测方法在实际使用过程中仍存在着不足，其中之一便是难以确定检测装置的检测灵敏度是否满足要求。对于灵敏度不足的检测装置，可能无法测得变压器中的放电量较小的局部放电，从而影响对变压器的状态监测效果。目前工程上只有对gis特高频检测装置灵敏度的验证方法，无法直接在变压器中使用，为解决该问题，本发明提供了一种变压器局部放电特高频检测装置灵敏度验证系统与方法。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种简单高效的变压器局部放电特高频检测装置灵敏度验证系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种变压器局部放电特高频检测装置灵敏度验证系统，该系统包括脉冲发生装置、示波器、无局放电压源、局部放电量测量装置、储油试验箱体以及设置在储油试验箱体内部的人工缺陷模型和待测特高频检测装置，所述的无局放电压源与人工缺陷模型连接，并且与局部放电量测量装置并联，所述的示波器与待测特高频检测装置连接。
所述的脉冲发生装置包括相互连接的可调节脉冲发生器和脉冲发射天线，所述的脉冲发射天线伸入到储油试验箱体内。
所述的储油试验箱体为一长方体箱体，外壳为有机玻璃外壳并做防漏油处理，其顶部可拆卸并开设有用以设置脉冲发射天线和待测特高频检测装置的通孔。
所述的脉冲发射天线为单极天线，采用n型同轴连接器作为馈电输出端，所述的n型同轴连接器的内导体与单极天线相连，外导体与设置在储油试验箱体顶部的金属底盘相连，所述的金属底盘为法兰结构，并开有密封槽，密封槽内装有橡胶密封圈。
一种验证方法，包括以下步骤：
1)将人工缺陷模型与无局放电压源连接并接好局部放电量测量装置，放入储油试验箱体内，同时将待测特高频检测装置与示波器连接，放入储油试验箱体内，在人工缺陷模型上施加电压，直到局部放电量测量装置上的放电量达到变压器允许放电量的最大值，记录此时示波器上信号的峰峰值；
2)将人工缺陷模型取出，替换为脉冲发射天线，其输入端与可调节脉冲发生器相连，调节脉冲发生器输出脉冲的幅值，直到示波器上信号的峰峰值与步骤1)中记录的峰峰值相同，获取此时可调节脉冲发生器的参数；
3)采用与步骤2)中相同的脉冲发射天线、可调节脉冲发生器和连接线缆，且保持可调节脉冲发生器设置参数一致，将该脉冲发射天线安装在现场变压器上供安装传感器的位置上，若每次注入的信号均可以被其他传感器检测到，即信噪比达到2：1，则判定该变压器局部放电特高频检测装置满足灵敏度要求，若否，则判定该变压器局部放电特高频检测装置不满足灵敏度要求。
所述的步骤3)中，若现场变压器中只装有一个传感器，则将脉冲发射天线安装在该传感器的对角位置，并观察该传感器是否能检测到特高频信号。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供了一种对特高频检测装置进行检测灵敏度验证的方案，该方案简单高效，能够检验安装在变压器内的特高频检测装置的有效性和可靠性，从而提高变压器运行的稳定性。
附图说明
图1为变压器局部放电特高频检测装置灵敏度验证系统与使用方法示意图，图中上方为步骤一时验证系统的使用方式，图中下方为步骤二时验证系统的使用方式。
其中，1、储油试验箱体，2、人工缺陷模型，3、无局放电压源，4、局部放电量测量装置，5、脉冲发射天线，6、可调节脉冲发生器，7、示波器，8、待测特高频检测装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，本变压器局部放电特高频检测装置灵敏度验证系统包括储油试验箱体1、人工缺陷模型2、无局放电压源3、局部放电量测量装置4、脉冲发射天线5、可调节脉冲发生器6、示波器7和待测特高频检测装置8。
储油试验箱体1内充满变压器油，用于在实验室内模拟变压器的内部电磁波信号传播路径。储油试验箱体呈长方体，在本实施例中，采用的尺寸为长1000mm，宽500mm，高800mm。外壳采用有机玻璃制作并进行防漏油处理，顶部可卸下，并开有两个通孔。
人工缺陷模型2与无局放电压源3相连并接好局部放电量测量装置4，置于储油试验箱体1中，用于模拟实际局部放电信号，在本实施例中，采用自由金属颗粒模型。无局放电压源3的连接线缆从储油试验箱体1顶部的通孔引出。
待测特高频检测装置8经由另一个通孔置于储油试验箱体1中，信号输出至示波器7中，示波器7可选用泰克dpo70604b，具有4通道，6ghz带宽，25g采样率。使用时，在人工缺陷模型2上施加电压，直到局部放电量测量装置4上的放电量达到变压器允许放电量的最大值。在本实施例中，允许放电量的最大值采用dl/t417-2006《电力设备局部放电现场测量导则》中110kv及以上变压器在
由于使用人工缺陷模型2模拟局部放电信号在现场变压器内难以使用，且接线复杂，故使用脉冲发射天线5与可调节脉冲发生器6进行等效。脉冲发射天线5为单极天线，使用n型同轴连接器作为馈电输出端，连接器内导体与天线相连，外导体与金属底盘相连，底盘为法兰结构，并开有密封槽，槽内装有橡胶密封圈。本实施例中，可调节脉冲发生器6的输出电压为可调节正负150v，输出阻抗50，上升时间不可调节且小于70ps。将脉冲发射天线5与可调节脉冲发生器6相连并替换人工缺陷模型2，置于储油试验箱体中，调节脉冲发生器输出脉冲6的电压幅值，直到示波器7上信号的峰峰值与之前使用人工绝缘缺陷2时相同。此时该脉冲发射天线5、可调节脉冲发生器6连同其连接线缆与500pc时局部放电模型产生的特高频信号等效。
考虑到现场变压器中变压器油、铁芯、绕组及外壳等对特高频信号的衰减和折反射，在进行检测灵敏度验证时，应尽量使传感器与脉冲发射天线5之间的距离大，障碍物多，从而达到检测的极限条件。对于多传感器的检测装置，传感器之间的安装已经考虑到尽可能覆盖变压器，故验证时只需将该脉冲发射天线5安装在某一传感器的位置上，观察其他传感器是否检测到由可调节脉冲发生器6发出的特高频信号，即信噪比达到2：1。对于单传感器的检测装置，则可将脉冲发射天线5安装在该传感器的对角位置，观察该传感器是否能检测到特高频信号。
基于上述分析，本发明还提供一种变压器局部放电特高频检测装置灵敏度验证方法，采用上述验证系统，包括如下步骤：
步骤一：将人工缺陷模型2与无局放电压源3连接并接好局部放电量测量装置4，放入储油试验箱体1内，同时将待测特高频检测装置8与示波器7连接，放入储油试验箱体1内，在人工缺陷模型2上施加电压，直到局部放电量测量装置4上的放电量达到变压器允许放电量的最大值，记录下此时示波器7上信号的峰峰值。
步骤二：将人工缺陷模型2取出，替换成脉冲发射天线5，其输入端与可调节脉冲发生器6相连，调节脉冲发生器6输出脉冲的幅值，直到示波器7上信号的峰峰值与步骤一中的相同，记录下此时可调节脉冲发生器6的参数。
步骤三：使用与步骤二中相同的脉冲发射天线5、可调节脉冲发生器6和连接线缆，且保持可调节脉冲发生器6设置参数一致，将该脉冲发射天线5安装在现场变压器上供安装传感器的位置上，如果每次注入的信号均可以被其他传感器检测到，即信噪比达到2：1，则表明该变压器局部放电特高频检测装置8可以满足灵敏度要求；若变压器中只安装有一个传感器，则可将脉冲发射天线安装在该传感器的对角位置，并观察该传感器是否能检测到特高频信号。