一种介电响应相位校正装置、方法、设备及介质与流程

本申请涉及电力，尤其涉及一种介电响应相位校正装置、方法、设备及介质。

背景技术：

1、高压套管作为电力变压器的出线装置，具有把高电压、大电流从金属箱壳中引入或引出的功能，担负着绝缘和机械支撑的重要任务。而国内外对高压输变电设施可靠性指标的分析结果可以看出，套管故障是造成220kv、500kv变压器非计划停运的主要原因之一，引起套管故障的原因多种多样。为了能够及时发现套管缺陷，需要有可靠且灵敏的绝缘检测手段。频域介电谱法凭借其不会受到介质空间电荷积累的影响，携带绝缘信息丰富，能够对变压器绝缘问题进行无损检测与评估，对变压器油纸绝缘套管受潮进行诊断得到广大关注。

2、然而流经套管的电流几乎都是ua量级，甚至达到pa量级，因此频域介电响应对微弱电流的处理能力要求极高，尤其在低频段，需要采用抗干扰能力强的微电流放大器实现微弱电流的测量。由于不同类型的优质绝缘套管几何结构、电容值等参数各不相同，其产生的响应电流也大小不同，针对这种情况微电流放大器需要选择合适的增益、滤波才能对电流信号进行进准放大测量。而微电流放大器由于模拟器件性能原因会存在一定程度的相位延迟，即：电流信号超前电压信号。在不同增益、频率情况下微电流放大器的频率特性不一致，导致相位延迟也不相同，为了保证油纸绝缘样品电压、电流相差的准确性，需要进行相位校正。

3、现有的频域介电谱设备有些不具备现场校验功能，有些设备在每次使用时都需要手动校正，并在不同环境和不同频率时都需要手动校正。这些设备既浪费现场宝贵的测试时间，又无法准确的校正现场电流的相位延迟。

技术实现思路

1、本申请提供了一种介电响应相位校正装置、方法、设备及介质，用于解决现有的相位校正技术效率低且准确性差的问题。

2、有鉴于此，本申请第一方面提供了一种介电响应相位校正装置，所述装置包括：

3、校正回路和测量回路，用于切换所述校正回路和所述测量回路的开关k1、开关k2和开关k3，嵌入板卡，ad模块和da模块、以及含有校准电阻r1的校准模块；

4、其中，嵌入板卡分别连接微电流放大器的分压输出端子和试品的接地回路电流传感器，并输出正弦信号驱动整个装置的测试、采集、分析；

5、当处于校正时，所述校正回路的工作状态包括：

6、开关k1置于其b点，开关k2置于其b点，开关k3置于其b点，da模块输出标准正弦信号，其中，一路经开关k1、开关k2、校准电阻r1输出到微电流放大器的输入端，经微电流放大器输出接入到ad模块；另一路经过开关k1、开关k3接入到ad模块，通过两路ad信号的对比，得到电流经过微电流放大器后的相位偏差；

7、当处于测量时，所述测量回路的工作状态包括：

8、开关k1置于其a点，开关k2置于其a点，开关k3置于其a点，da模块输出标准的正弦信号，其中，一路经开关k1输入正弦信号至高压放大器放大后，高压信号加载至试品，高压信号经开关k3接入ad模块；另一路经开关k2后输入到微电流放大器进行电流放大后，接入到ad模块。

9、可选地，所述校准电阻r1为阻值10kω的高精密、低温漂电阻，用于实现由微电流放大器引起的相位偏移校正。

10、可选地，所述校准电阻r1的精度为0.01％，温度系数为2ppm。

11、可选地，所述开关k1、开关k2和开关k3的型号为g6k-2p-y-24v型选择开关，额定电压24v，额定电流4.6ma。

12、本申请第二方面提供一种介电响应相位校正方法，所述方法包括：应用于上述第一方面所述的介电响应相位校正装置，方法包括：

13、计算机通过网口控制嵌入式板卡的da模块输出指定幅值、频率的交流信号u1(ω)；

14、将交流信号u1(ω)一方面直接输入给ad模块，另一方面经过校准电阻r1，转化为与电压同步的电流信号i(ω)输入到微电流传感器中，微电流传感器的输出电压u2(ω)输入给ad模块；

15、ad模块采集的两路信号通过网口传输至计算机，计算机对交流信号u1(ω)和输出电压u2(ω)进行fft分析，得到两路信号的初相角θ1和初相角θ2，从而根据初相角θ1和初相角θ2确定整个微电流测量回路产生的相位偏移量。

16、可选地，所述初相角θ1为整个系统da模块输出的电压相角。

17、可选地，所述初相角θ2为信号经过接入校准电阻r1由微电流放大器测量得到的电流相角。

18、可选地，所述相位偏移量为：θ0＝θ2-θ1。

19、本申请第三方面提供一种介电响应相位校正设备，所述设备包括处理器以及存储器：

20、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

21、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述第二方面所述的介电响应相位校正方法的步骤。

22、本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述第二方面所述的介电响应相位校正方法。

23、从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

24、本申请提供了一种介电响应相位校正装置及方法，针对频域介电谱测量装置在不同测量频率、微电流不同放大倍数产生的相位偏差进行校正，提高测试效率及准确性，方便工作人员进一步分析高压套管可能存在的故障，从而解决了现有的相位校正技术效率低且准确性差的问题，减少了因套管故障引起的经济损失。

技术特征：

1.一种介电响应相位校正装置，其特征在于，包括：校正回路和测量回路，用于切换所述校正回路和所述测量回路的开关k1、开关k2和开关k3，嵌入板卡，ad模块和da模块、以及含有校准电阻r1的校准模块；

2.根据权利要求1所述的介电响应相位校正装置，其特征在于，所述校准电阻r1为阻值10kω的高精密、低温漂电阻，用于实现由微电流放大器引起的相位偏移校正。

3.根据权利要求1所述的介电响应相位校正装置，其特征在于，所述校准电阻r1的精度为0.01％，温度系数为2ppm。

4.根据权利要求1所述的介电响应相位校正装置，其特征在于，所述开关k1、开关k2和开关k3的型号为g6k-2p-y-24v型选择开关，额定电压24v，额定电流4.6ma。

5.一种介电响应相位校正方法，其特征在于，应用于权利要求1-4中任意一种所述的介电响应相位校正装置，方法包括：

6.根据权利要求5所述的介电响应相位校正方法，其特征在于，所述初相角θ1为整个系统da模块输出的电压相角。

7.根据权利要求6所述的介电响应相位校正方法，其特征在于，所述初相角θ2为信号经过接入校准电阻r1由微电流放大器测量得到的电流相角。

8.根据权利要求7所述的介电响应相位校正方法，其特征在于，所述相位偏移量为：θ0＝θ2-θ1。

9.一种介电响应相位校正设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求5-8任一项所述的介电响应相位校正方法。

技术总结
本申请公开了一种介电响应相位校正装置、方法、设备及介质，其中，校正装置包括：校正回路和测量回路，用于切换所述校正回路和所述测量回路的开关K1、开关K2和开关K3，嵌入板卡，AD模块和DA模块、以及含有校准电阻R1的校准模块；并基于校正装置设计了介电响应相位校正方法；本申请针对频域介电谱测量装置在不同测量频率、微电流不同放大倍数产生的相位偏差进行校正，提高测试效率及准确性，方便工作人员进一步分析高压套管可能存在的故障，从而解决了现有的相位校正技术效率低且准确性差的问题，减少了因套管故障引起的经济损失。

技术研发人员：石泉,冉旺,汤龙华,卢启付,傅明,付东,徐闻婕
受保护的技术使用者：广东粤电科试验检测技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12