[发明专利]一种特高频局部放电检测系统的标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及局部放电检测技术领域，具体涉及一种特高频局部放电检测系统的标定方法。

背景技术

局部放电特高频在线检测是发现高压电力设备潜在绝缘缺陷公认的一种高灵敏度、高有效性检测技术。随着我国电力系统状态检修工作开展的日益深入,局部放电特高频(UHF)检测技术在高压电气设备(GIS、电缆和电力变压器等)上的应用越来越广泛。特别是对于GIS而言，该技术已经成为最主要的一项在线监测手段，现阶段在全国范围内进入大规模推广应用阶段。然而，局部放电特高频(UHF)检测相关技术标准规范的建设滞后，迄今为止，国际上仍未形成一致和有效的评价方法，国内这方面则仍处于空白阶段。由于行业内缺乏统一的标准和科学有效的手段对特高频传感器和特高频局部放电检测装置的性能进行量化评价，产品水平参差不齐，不利于运行单位选型采购，无法有效保障入网检测设备的质量水平。工程实践发现大量已经安装的UHF传感器和特高频局部放电检测装置存在漏报和误报的情况，不仅造成投资浪费，而且造成了非常恶劣的影响，严重妨害了UHF局放技术的推广应用以及影响了状态检修工作的成效。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种特高频局部放电检测系统的标定方法，具体技术方案如下：

一种特高频局部放电检测系统的标定方法所使用的装置包括标定脉冲信号源、GTEM小室、单极标准探针、高速数字示波器、测控计算机；所述特高频局部放电检测系统包括被检特高频传感器、被检特高频局部放电检测仪；该方法通过检测被检特高频传感器的频域等效高度、检测特高频局部放电检测系统的灵敏度、检测特高频局部放电检测系统的动态范围对特高频局部放电检测系统进行标定，具体方法如下：

(1)检测被检特高频传感器的频域等效高度

1)将单极标准探针置于GTEM小室内部或者在GTEM小室顶部开设窗口并将单极标准探针安装于GTEM小室顶部的开口处；单极标准探针与高速数字示波器连接，高速数字示波器与测控计算机连接，测控计算机与标定脉冲信号源连接，标定脉冲信号源与GTEM小室连接；

标定脉冲信号源向GTEM小室注入标定信号，在GTEM小室内建立脉冲电磁场，单极标准探针经过耦合将其所在位置的电场强度转换为电压信号，通过高速数字示波器测量经过单极标准探针耦合的电压信号，并将检测到的电压信号传输至测控计算机计算反映单极标准探针的接收特性的频域等效高度并将计算结果保存在测控计算机中；在标定脉冲信号源的有效输出范围内调整标定脉冲信号源的输出电压U_O，建立根据公式③得到标定脉冲信号源的输出电压U_O与单极标准探针所在位置的电场强度E_I(ω)的映射关系；

则单极标准探针的频域等效高度H_L(ω)为：

其中，Z_L为单极标准探针的特性阻抗，U_L为是单极标准探针特性阻抗Z_L上的电压，由高速数字示波器测量得到，U_L(ω)是U_L的FFT变换，表示单极标准探针特性阻抗Z_L上的频率响应，E_L(ω)为极化方向与天线平行的频域入射电场强度，h_e(ω)为单极标准探针开路响应下的频域有效长度；Z(ω)为单极标准探针的输入阻抗；Z_L、Z(ω)、h_e(ω)为已知的参数；

2)将单极标准探针拆除，将被检特高频传感器置于上述步骤1)中单极标准探针所在的位置，被检特高频传感器与高速数字示波器连接，高速数字示波器与测控计算机连接，测控计算机与标定脉冲信号源连接，标定脉冲信号源与GTEM小室连接；

标定脉冲信号源向GTEM小室注入与上述步骤1)中同样的标定信号，在GTEM小室内建立脉冲电磁场，被检特高频传感器经过耦合将其所在位置的电场强度转换为电压信号，通过高速数字示波器测量经过被检特高频传感器耦合的电压信号；

设被检特高频传感器所在位置的电场强度为E(t)，其FFT变换为E(ω)，被检特高频传感器输出的电压信号为u(t)，由高速数字示波器测量得到，其FFT变换为U(ω)，H(ω)为被检特高频传感器的接收特性的频域等效高度，则

E(ω)＝E_L(ω)； ④

联立公式①、公式②、公式④、公式⑤得