[发明专利]干式套管雷电波冲击电压型式试验装置及其频带分析方法

权利要求书

1.干式套管雷电波冲击电压型式试验装置，其特征在于：包括作为整体经受雷电波型式试验且相互串联的套管主电容芯子和外加电容器，所述外加电容器的两端连接有示波器，数据采集卡采集示波器的信号并传输给计算机，采用短时傅立叶分析判断击穿发生时间及套管击穿层数。

2.根据权利要求1所述的干式套管雷电波冲击电压型式试验装置，其特征在于：所述外加电容的电容值至少是套管绝缘芯子主电容的电容值的3倍。

3.根据权利要求1所述的干式套管雷电波冲击电压型式试验装置，其特征在于：所述数据采集卡为采集速度在1GS/s以上的多通道数字采集卡。

4.基于权利要求1所述的干式套管雷电波冲击电压型式试验装置的频带分析方法，其特征在于：首先利用数据采集卡对示波器的波形u₂(t)进行采样，并将采样结果u₂(n)传输给计算机并进行保存，然后计算机对采样结果u₂(n)使用多个矩形窗函数g_i(n)进行截取处理，得到一系列序列接着，对序列进行快速傅立叶变换后进行归一化处理，得到序列的数字频率幅值响应通过与相邻点幅值响应比较就可以得到套管在某时段是否发生击穿。

5.如权利要求4所述的分析方法，其特征在于：对采样结果u₂(n)使用多个矩形窗函数g_i(n)进行截取处理后，再次进行截取处理，即去除中的零值，保留非零值。

6.如权利要求4所述的分析方法，其特征在于：得到的二次截取序列的长度为N_i＝n_i+1-n_i+1。

7.如权利要求4或5所述的分析方法，其特征在于：所述其中，[n_i，n_i+1]为窗口g_i(n)的截断区间。

8.如权利要求7所述的分析方法，其特征在于：所述

9.基于权利要求1所述的干式套管雷电波冲击电压型式试验装置的频带分析方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)使用数据采集卡对示波器的波形u₂(t)在0-1ms内进行采样，并将采样结果u₂(n)传输至计算机内并保存；

(2)对采样结果u₂(n)使用多个矩形窗函数g_i(n)进行截断处理，得到一系列序列

(3)对截取后的序列进行快速傅立叶变换后进行归一化处理，得到的数字频率幅值响应其中，为截取序列在离散数字频率点(k＝1，2，3...N)处的频谱值，截取序列的离散数字频率ω_k对应在时段内连续电压信号u₂(t)的模拟频率值为(k＝1，2，3...N)，其中f_s为步骤1)中的采样频率；

(4)正常情况下，截断序列的幅值响应随频率ω_k单调递减；当套管在时段内发生击穿时，该时段所对应的截断序列频率幅值响应会产生畸变，畸变处频谱幅值比相邻频谱幅值都大，使用相邻点比较法即可判断套管是否在时段内是否发生击穿。

10.如权利要求9所述的分析方法，其特征在于：设定：u(n)为对标准雷电波在0-1ms内按步骤1)中采样率进行采样后得到的序列，为对u(n)按步骤

3)处理后得到的再次阶段序列，对进行FFT并归一化后得到对应的幅值响应则畸变程度为：设定：套管被击穿层的电容值与套管绝缘芯子总电容值之比为e，则通过对比畸变程度E与套管被击穿层的电容值与套管绝缘芯子总电容值之比为e之间的关系，即可估算套管在型式试验中击穿层数。