[发明专利]一种基于FFT变换域特征的脉冲电压法检测空心电抗器匝间绝缘故障的判别方法

权利要求书

1.一种基于FFT变换域特征的脉冲电压法检测空心电抗器匝间绝缘故障的判别方法，其特征在于，包括：基于FFT变换域特征的脉冲电压法检测空心电抗器匝间绝缘故障的判据和判别流程。

2.根据权利要求1所述的一种基于FFT变换域特征的脉冲电压法检测空心电抗器匝间绝缘故障的判别方法，其判据特征在于：利用正常状态的空心电抗器，基于脉冲电压法，给空心电抗器添加脉冲振荡回路，得到空心电抗器两端电压的时域振荡波形；将空心电抗器两端电压的时域波形进行FFT变换，得到正常状态的空心电抗器两端电压的频谱图。

3.根据权利要求1所述的一种基于FFT变换域特征的脉冲电压法检测空心电抗器匝间绝缘故障的判别方法，其判据特征为：当脉冲振荡回路发生振荡时，其衰减振荡频率不断发生变化，当衰减振荡频率与LC衰减谐振频率相等时，振荡回路中的电流达到最大值，而且衰减谐振频率唯一，因而，空心电抗器两端电压的FFT变换域频谱图中峰值点所对应的频率值即为衰减谐振频率f。

4.根据权利要求3所述的基于FFT变换域特征的脉冲电压法检测空心电抗器匝间绝缘故障的判据，其特征在于：由脉冲电压法的原理电路，可得出脉冲振荡回路LC的衰减谐振频率计算公式为：

式(1)中，L为空心电抗器的等效电感值，C为振荡回路的电容值；该衰减谐振频率即为空心电抗器两端电压的FFT变换域频谱图中峰值点所对应的频率值。

5.根据权利要求3所述的基于FFT变换域特征的脉冲电压法检测空心电抗器匝间绝缘故障的判据，其特征在于：经大量故障电抗器案例数据统计，若空心电抗器衰减谐振频率f变化大于2％，则判定为匝间绝缘故障，进而推算出故障时的临界衰减谐振频率f_s，即

式中，f₀为正常情况下的衰减谐振频率；因而上述临界衰减谐振频率f_s可作为判别空心电抗器故障与否的频域判据。

6.根据权利要求5所述的基于FFT变换域特征的脉冲电压法检测空心电抗器匝间绝缘故障的判据，其特征在于：根据式(1)、(2)，可得出临界状态所对应的空心电抗器的等效临界电感值L的计算表达式为：

式中，C为振荡回路的电容值，f₀为正常状态的衰减谐振频率；根据上述临界电感值的计算结果，基于脉冲电压法及FFT变换，可得出临界状态空心电抗器的频谱图。

7.根据权利要求3所述的一种基于FFT变换域特征的脉冲电压法检测空心电抗器匝间绝缘故障的判据，其特征在于：当空心电抗器发生匝间短路故障时，其电感值L会减小，根据式(1)可知振荡回路的衰减谐振频率会增大；因而，当空心电抗器未故障时，该电抗器两端电压的FFT域频谱图峰值点的位置应位于正常状态频谱图峰值点和临界状态频谱图峰值点之间；当空心电抗器发生故障时，该电抗器两端电压的FFT域频谱图峰值点的位置应位于临界状态频谱图峰值点的右侧。

8.根据权利要求1所述的一种基于FFT变换域特征的脉冲电压法检测空心电抗器匝间绝缘故障的判别方法，其特征在于，所述判别流程为：以正常的空心电抗器为样本，用脉冲电压法进行匝间绝缘故障检测，把时域波形转换为FFT域波形。

9.根据权利要求1所述的一种基于FFT变换域特征的脉冲电压法检测空心电抗器匝间绝缘故障的判别方法，其特征在于，所述判别流程为：在FFT域波形中，标定出正常状态峰值点对应频率(即衰减谐振频率)f₀。

10.根据权利要求1所述的一种基于FFT变换域特征的脉冲电压法检测空心电抗器匝间绝缘故障的判别方法，其特征在于，所述判别流程为：用公式(2)计算出临界故障状态时的峰值点对应频率(即衰减谐振频率)f_s，并在频谱图中标定出来。