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专利号: 2019103728530
申请人: 西安工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.局部放电的异型波检测装置,其特征在于,包括有任意信号发生器a(1)、高压电源放大器a(2)、高频分压器a(3)、罗氏线圈(4)、数据采集卡(5)及前置微小信号放大器(6);所述任意信号发生器a(1)的输出端与高压电源放大器a(2)的输入端连接,所述高压电源放大器a(2)的高压输出端分两路,其中一支路上连接有保护阻抗(9),所述保护阻抗(9)的一端用于与所述高压电源放大器a(2)的高压输出端连接,所述保护阻抗(9)的另一端用于与被检测的绝缘缺陷试样(8)的一端连接,所述绝缘缺陷试样(8)的另一端接地;所述高压电源放大器a(2)高压输出端的另外一支路上连接有高频分压器a(3);所述高频分压器a(3)的输入端与高压电源放大器a(2)的高压输出端连接,高压电源放大器a(2)、高频分压器a(3)和绝缘缺陷试样(8)单点接地;所述数据采集卡(5)为多通道高速数据采集卡,所述高频分压器a(3)的输出端及前置微小信号放大器(6)的输出端分别连接至数据采集卡(5)其中的两个输入通道,所述绝缘缺陷试样(8)的接地线上连接有罗氏线圈(4),所述罗氏线圈(4)的输出端与所述前置微小信号放大器(6)的输入端连接,所述数据采集卡(5)的输出端连接有PC机(7)。

2.局部放电的异型波检测方法,其特征在于,具体的实施步骤如下:

步骤1:制备电力设备典型绝缘缺陷试样(8),搭建局部放电的异型波检测装置;

步骤2:设计异型波波形,并检测验证异型波性能,将所有已通过验证不存在畸变,且可以稳定用于局部放电研究的异型波保存;

步骤3:应用步骤1所搭建的局部放电的异型波检测装置及步骤2所保存的无畸变且稳定的异型波为绝缘缺陷试样(8)进行异型波局部放电实验操作,并为之匹配最佳的异型波。

3.根据权利要求2所述的局部放电的异型波检测方法,其特征在于,步骤1中,所述局部放电的异型波检测装置包括有任意信号发生器a(1)、高压电源放大器a(2)、高频分压器a(3)、罗氏线圈(4)、数据采集卡(5)及前置微小信号放大器(6);所述任意信号发生器a(1)的输出端与高压电源放大器a(2)的输入端连接,所述高压电源放大器a(2)的高压输出端分两路,其中一支路上连接有保护阻抗(9),所述保护阻抗(9)的一端用于与所述高压电源放大器a(2)的高压输出端连接,所述保护阻抗(9)的另一端用于与被检测的绝缘缺陷试样(8)的一端连接,所述绝缘缺陷试样(8)的另一端接地;所述高压电源放大器a(2)高压输出端的另外一支路上连接有高频分压器a(3);所述高频分压器a(3)的输入端与高压电源放大器a(2)的高压输出端连接,高压电源放大器a(2)、高频分压器a(3)和绝缘缺陷试样(8)单点接地;

所述数据采集卡(5)为多通道高速数据采集卡,所述高频分压器a(3)的输出端及前置微小信号放大器(6)的输出端分别连接至数据采集卡(5)其中的两个输入通道,所述绝缘缺陷试样(8)的接地线上连接有罗氏线圈(4),所述罗氏线圈(4)的输出端与所述前置微小信号放大器(6)的输入端连接,所述数据采集卡(5)的输出端连接有PC机(7)。

4.根据权利要求2所述的局部放电的异型波检测方法,其特征在于,所述步骤2具体按照以下步骤实施:

步骤2.1:通过软件ArbExpress Application设计异型波波形,设计异型波函数式为:

或 其中,A为振荡幅值,ω1为显示比,

ω2为振荡个数, 为相位,t为时间;

此外,设置异型波的时间范围,即开始时间t1、结束时间t2,通过调节t1和t2改变异型波的开始时间以及结束时间,让波形的起始时间晚于零点,结束时间早于终点;

将异型波函数式类型以及以上参数A、ω1、ω2、 t1、t2确定之后,将异型波函数式以及t1和t2输入到ArbExpress Application软件中,即可输出异型波波形图;

步骤2.2:检验异型波波形的性能:使用异型波波形畸变检验装置检验异型波是否畸变,将通过检验不存在畸变的异型波再进行稳定性检验,最后将通过稳定性检验的异型波保存至U盘待用。

5.根据权利要求4所述的局部放电的异型波检测方法,其特征在于,步骤2.2中,所述异型波波形畸变检验装置包括有依次连接的任意信号发生器b(16)、高压电源放大器b(17)、高频分压器b(18)及数字示波器(15);任意信号发生器b(16)的其中一个通道的电压输出端与高压电源放大器b(17)的输入端连接,任意信号发生器b(16)另一通道的电压输出端与数字示波器(15)的其中一通道输入端连接,高压电源放大器b(17)自身分压后的电压输出端与数字示波器(15)的一通道输入端连接,高压电源放大器b(17)高压输出端与高频分压器b(18)的一个输入端连接,高频分压器b(18)的输出端与数字示波器(15)的一通道的输入端连接,高压电源放大器b(17)和高频分压器b(18)单点接地。

6.根据权利要求5所述的局部放电的异型波检测方法,其特征在于,步骤2.2中,判断异型波是否存在畸变的方法是:通过任意信号发生器b(16)输出异型波电压信号,任意信号发生器b(16)的输出分两支路,一支路直接连接数字示波器(15),观察得到信号①;另一支路连接高压电源放大器b(17)的输入,高压电源放大器b(17)放大信号后,输出分为两支路,一支路通过高压输出连接高频分压器b(18)的输入,高频分压器b(18)分压后,输出连接数字示波器(15)的输入,观察得到信号②;高压电源放大器b(17)本身分压之后的输出直接连接数字示波器(15),观察得到信号③;将信号①②③进行对比,分析波形是否有畸变;

判断波形是否存在畸变的标准是:若①②③三个波形、频率完全一致,仅幅值按比例存在差别,且①、②、③电压幅值之比为5:1:5,则波形不存在畸变,否则波形发生畸变。

7.根据权利要求6所述的局部放电的异型波检测方法,其特征在于,步骤2.2中,应用步骤1所搭建的局部放电的异型波检测装置判断异型波是否可以稳定用于局部放电实验,判断是否发生稳定的局部放电现象的标准是:每个周期内均可产生局部放电脉冲信号,且每个异型波周期内的局部放电脉冲个数之间的误差不大于2即可,若可以发生稳定的局部放电,则说明异型波可以稳定用于局部放电实验。

8.根据权利要求7所述的局部放电的异型波检测方法,其特征在于,步骤3具体按照以下步骤实施:

步骤3.1:对步骤1制备的绝缘缺陷试样8进行抛光和倒角处理;应用步骤1搭建的局部放电的异型波检测装置,将步骤2.2中保存了无畸变且稳定的异型波的U盘插入到任意型号发生器a(1)的USB接口;对步骤1搭建的局部放电的异型波检测装置的各金属端进行放电;

步骤3.2:将经步骤3.1已抛光和倒角处理后的绝缘缺陷试样(8)固定于已经放电了的局部放电的异型波检测装置的试样位置;

步骤3.3:打开任意信号发生器a(1),将U盘中众多异型波中的一个导入到任意信号发生器a(1)中;

步骤3.4:打开高压电源放大器a(2)和PC机(7)的采集卡软件端;观察PC机(7)的采集卡软件端的数据,判断是否存在噪声;若不存在噪声,则直接通过任意信号发生器a(1)输出步骤3.3中导入的异型波的电压信号;若存在噪声,则需在PC机(7)的采集卡软件端保存此时的噪声数据,再通过任意信号发生器a(1)输出步骤3.3导入的异型波的电压信号,调节任意信号发生器a(1)的输出频率至工频50Hz,同时观察PC机(7)的采集卡软件端是否出现放电脉冲信号,若出现放电脉冲信号,即已发生局部放电,则在PC机(7)的采集卡软件端保存局部放电数据和外施电压数据,若没出现放电脉冲信号,则通过任意信号发生器a(1)缓慢增大输出电压的幅值,直至出现放电脉冲信号,再在PC机(7)的采集卡软件端保存局部放电数据和外施电压数据;然后,在上述发生局部放电时任意信号发生器a(1)输出电压频率和幅值的基础上,保持电压幅值不变,缓慢增大任意信号发生器a(1)输出异型波电压的频率;在增加异型波电压频率的过程中观察PC机(7)采集卡软件端放电脉冲的个数和幅值,并进行下面1)、2)操作;1)在增加异型波电压频率时,会伴随着局部放电脉冲个数不断增大并趋于一个定值的过程,记录此时的异型波电压频率值为①,并在PC机(7)的采集卡软件端保存局部放电数据和外施电压数据;2)、在增大异型波电压频率的过程中,伴随着局部放电脉冲电压幅值不断减小的过程,当局部放电脉冲电压幅值减小至10A时,其中,A为噪声信号的最大幅值,记录此时的异型波电压频率为②,并在PC机(7)的采集卡软件端保存局部放电数据和外施电压数据,比较①和②数值大小,其中,最小值所对应的局部放电数据和外施电压数据,即为此异型波下的局部放电数据和外施电压数据;最后,缓慢降低任意信号发生器a(1)输出的异型波的电压的频率和幅值,直至归零,对局部放电的异型波检测装置的各金属端进行放电;

步骤3.5:采用步骤2.2中U盘中保存的除步骤3.3所选用的异型波之外的所有异型波,对绝缘缺陷试样依此进行步骤3.4的所有操作;

步骤3.6:对步骤3.4和步骤3.5保存的所有异型波下的局部放电实验数据和放电现象进行对比,施加最小幅值就能够得到丰富局部放电谱图的那个异型波即为最佳异型波。