CN103439676A - 一种uhf传感器灵敏度检测的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种UHF传感器灵敏度检测的方法，包括：S1，制作缺陷模型，将缺陷模型放入SF6气体中，施加交流电压并测量所述缺陷模型产生的平均放电量，记录平均放电量为设定值时施加的交流电压值；S2，将缺陷模型放置在GIS内部，施加S1中记录的交流电压，使缺陷模型产生放电，发射出局部放电信号；S3，用安装在GIS上的UHF传感器检测局部放电信号；UHF传感器与局部放电检测仪相连，若局部放电检测仪采集到的数据能够显示出缺陷模型的存在，则表明被测UHF传感器的灵敏度达到设定值水平。本发明提供的一种GIS用UHF传感器灵敏度检测的方法，用特制的局部放电模型取代脉冲信号发生器和UHF天线，产生脉冲电磁波，能够更加准确的确定UHF传感器的灵敏度。

Description

一种UHF传感器灵敏度检测的方法
技术领域
本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种UHF传感器灵敏度检测的方法。
背景技术
特高频法（以下简称UHF法）是目前电力设备内部绝缘材料局部放电检测的一种新方法，研究认为，每一次局部放电过程都伴随着正负电荷的中和，并出现陡度很大的电流脉冲，同时向周围辐射电磁波。局部放电所辐射的电磁波的频谱特性与局部放电源的几何形状以及放电间隙的绝缘强度有关。当放电间隙比较小、放电间隙的绝缘强度比较高时，放电过程的时间比较短、电流脉冲的陡度比较大，辐射的电磁波信号的特高频分量比较丰富。
目前实验已经证明，变压器、GIS设备内部局部放电能够激发出很高频率的电磁波，最高可达数GHz。通过UHF天线传感器接收局部放电过程辐射的UHF电磁波，可以实现局部放电的检测。在80年代末，UHF法测量局部放电首先应用在GIS设备中。本世纪初，荷兰KEMA实验室的Rutgers等人在实验室中对变压器特高频局部放电检测技术进行了初步研究。此后，国内外对UHF法检测GIS设备和变压器内部绝缘局部放电缺陷的技术开展了大量的研究，开发出了众多监测装置，并且大量应用与现场实际。
与传统的窄带脉冲检测法相比，UHF检测技术的特点在于抗干扰能力较强、灵敏度较高。虽然特高频检测技术具有较好的抗低频干扰能力，但现场应用环境中仍有大量的干扰的频带能够达到特高频检测频段；GIS设备内部局部放电信号的能量主要集中在低频段，频带越高，信号的能量越小。因此，进一步提高UHF检测技术的测量频带，虽然能够提高抗干扰能量，但是也进一步降低了检测灵敏度。
GIS设备内部的局部放电脉冲的电磁波在传播过程中不可避免要发生衰减，因此灵敏度越高的传感器能够检测到越远的局部放电源。在现场实际检测中，要求比较明确地掌握UHF传感器所能检测的范围，并且据此来确定UHF传感器的安装数量和相互之间的距离，或者确定UHF传感器放置地点之间的距离。而传感器能够覆盖的范围取决于其灵敏度。因此，UHF传感器的灵敏度的准确测定非常重要。
目前UHF传感器灵敏度现场检测方法，分为两个步骤，第一步是实验室测试：
设计一种能够重复产生ns级上升沿的脉冲信号的装置；在实验室中一段典型的GIS设备上，利用该装置通过一个内置式UHF天线向GIS内注入脉冲电磁波信号；同时，在该GIS设备上安装常规局部放电检测装置；调节脉冲信号发生器的输入电压，使其发出的脉冲在常规局部放电检测装置上显示的视在放电量等于5pC；记录此时脉冲信号发生器的输入电压幅值。
第二步是现场测试：
在现场GIS设备上，利用同样的脉冲信号发生装置和内置式UHF天线向现场GIS设备中注入脉冲信号。其中，脉冲信号发生器的输入电压幅值等于实验室实验中所确定的电压幅值。监测现场GIS上所安装的UHF传感器，若该传感器能够检测到脉冲信号发生器输出的脉冲信号，则表明该UHF传感器具有能够监测脉冲注入部位以内（该位置与UHF传感器安装部位之间）5pC局部放电的灵敏度。
然而，该方法存在明显不足：GIS设备内部局部放电脉冲的视在放电量（既，常规窄带局部放电检测仪的检测结果）与局部放电所产生的电磁辐射能量之间并无线性关系；某一局部放电缺陷所激发的局部放电脉冲的视在放电量本身也存在极大的分散性、电磁辐射量也存在极大分散性；由脉冲信号发生器发出的脉冲信号，往往波形上比较一致，不能模拟实际局部放电脉冲多变的脉冲波形，而脉冲波形的特征往往被用于抗干扰，既，脉冲波形会影响UHF传感器及后续检测装置整体灵敏度。因此，采用脉冲信号发生器通过内置式UHF天线注入电磁波的方式不能完全模拟实际局部放电脉冲，从而影响UHF传感器灵敏度测试结果的准确性。
发明内容
本发明涉及一种UHF传感器灵敏度检测的方法，用特制的局部放电模型取代脉冲信号发生器和UHF天线，产生脉冲电磁波，来检验UHF传感器的灵敏度。包括：
步骤S1，制作缺陷模型，将所述缺陷模型放入SF6气体中，施加交流电压并测量所述缺陷模型产生的平均放电量，记录所述平均放电量为设定值时施加的交流电压值；
步骤S2，将所述缺陷模型放置在GIS内部，施加所述步骤S1中记录的所述交流电压，使所述缺陷模型产生放电，发射出局部放电信号；
步骤S3，用安装在所述GIS上的UHF传感器检测所述局部放电信号；所述UHF传感器与局部放电检测仪相连，若所述局部放电检测仪采集到的数据能够显示出所述缺陷模型的存在，则表明所述被测UHF传感器的灵敏度达到所述设定值水平。
本发明提供的第一优选实施例中：所述步骤S1中制作的所述缺陷模型为针对板放电模型，其中针电极为高压电极，针电极直径为1mm，针尖曲率半径为0.1mm，材料为钨；板电极为直径80mm的铜质圆盘；针电极与板电极之间的距离为1mm～3mm。
本发明提供的第二优选实施例中：所述步骤S1中的平均放电量的设定值为5pC，如果所述步骤S3中所述局部放电检测仪采集到的数据能够显示出所述缺陷模型的存在，则表明所述被测UHF传感器具有检测出5pC局部放电量的灵敏度。
本发明提供的一种UHF传感器灵敏度检测的方法的有益效果包括：
本发明提供的一种UHF传感器灵敏度检测的方法，用特制的局部放电模型取代脉冲信号发生器和UHF天线，产生脉冲电磁波，能够更加真实的模拟放电缺陷的脉冲电磁波，从而能够更加准确的确定UHF传感器的灵敏度。
附图说明
如图1所示为本发明提供的一种UHF传感器灵敏度检测的方法的测试装置图。
具体实施方式
下面根据附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
本发明提供一种UHF传感器灵敏度检测的方法，检测GIS用UHF传感器的灵敏度是否达到设定值水平。包括：
步骤S1，制作缺陷模型，将该缺陷模型放入SF6气体中，施加交流电压并测量该缺陷模型产生的平均放电量，记录平均放电量为设定值时施加的交流电压值。
步骤S2，将缺陷模型放置在GIS内部，施加步骤S1中记录的交流电压，使该缺陷模型产生放电，发射出局部放电信号。
步骤S3，用安装在该GIS上的UHF传感器检测该局部放电信号。UHF传感器与局部放电检测仪相连，由局部放电检测仪完成局部放电信号的采集。若局部放电检测仪采集到的数据能够显示出缺陷模型的存在，则表明被测UHF传感器的灵敏度达到设定值水平。如图1所示为本发明提供的一种UHF传感器灵敏度检测的方法的测试装置图。
步骤S1中制作的缺陷模型为针对板放电模型，其中针电极为高压电极，针电极直径为1mm，针尖曲率半径为0.1mm，材料为钨；板电极为直径80mm的铜质圆盘；针电极与板电极之间的距离为1mm～3mm。
步骤S1中的平均放电量的设定值可以为5pC，如果步骤S3中局部放电检测仪采集到的数据能够显示出缺陷模型的存在，则表明被测UHF传感器具有检测出5pC局部放电量的灵敏度。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种UHF传感器灵敏度检测的方法，其特征在于，所述方法用于检测GIS用UHF传感器的灵敏度是否达到设定值水平，包括：
步骤S1，制作缺陷模型，将所述缺陷模型放入SF6气体中，施加交流电压并测量所述缺陷模型产生的平均放电量，记录所述平均放电量为设定值时施加的交流电压值；
步骤S2，将所述缺陷模型放置在GIS内部，施加所述步骤S1中记录的所述交流电压，使所述缺陷模型产生放电，发射出局部放电信号；
步骤S3，用安装在所述GIS上的UHF传感器检测所述局部放电信号；所述UHF传感器与局部放电检测仪相连，若所述局部放电检测仪采集到的数据能够显示出所述缺陷模型的存在，则表明所述被测UHF传感器的灵敏度达到所述设定值水平。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中制作的所述缺陷模型为针对板放电模型，其中针电极为高压电极，针电极直径为1mm，针尖曲率半径为0.1mm，材料为钨；板电极为直径80mm的铜质圆盘；针电极与板电极之间的距离为1mm～3mm。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中的平均放电量的设定值为5pC，如果所述步骤S3中所述局部放电检测仪采集到的数据能够显示出所述缺陷模型的存在，则表明所述被测UHF传感器具有检测出5pC局部放电量的灵敏度。
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