CN109406959A - 一种超声波局放仪频率特性的测评装置和测评方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超声波局放仪频率特性的测评装置和测评方法，属于电力设备局部放电检测技术领域。该测评装置中超声波换能器，包括超声波信号处理平台、可编程信号发生器、数字示波器、超声波换能器和待测评局放仪。本装置结构简单，操作方便。本方法易于实现，与传统局放仪测评方法相比，结果准确度更高。

Description

一种超声波局放仪频率特性的测评装置和测评方法
技术领域
本发明涉及一种超声波局放仪频率特性的测评装置和测评方法，属于电力设备局部放电检测技术领域。
背景技术
局部放电检测仪是诊断高压电力设备绝缘状况的一种常用仪器，其所检测的局部放电信号的数量、幅度、极性等参数对于绝缘系统老化判定、击穿指标、设备运检至关重要。目前，国内外的局部放电检测仪产品众多，性能质量良莠不齐，因此对局放仪的统一测试评价具有重要意义。电力行业内尚未针对超声波局放仪建立相关测评标准和规范，已有相关测试方法和装置均存在一定的局限性，因此设计一种超声波局放仪的频率特性测评装置和测评方法。
发明内容
针对上述现有技术存在的技术和问题，本发明提供一种超声波局放仪频率特性的测评装置和测评方法。本发明通过以下技术方案实现。
一种超声波局放仪频率特性的测评装置，包括超声波信号处理平台、可编程信号发生器、数字示波器、超声波换能器和待测评局放仪；超声波换能器，用于产生标准的测评用超声波信号；超声波信号处理平台用于设置参数、根据超声波换能器产生标准的测评用超声波信号计算并存储数据以及绘制频率特性曲线；超声波信号处理平台将计算并存储的数据传递给可编程信号发生器，可编程信号发生器用于产生特定频率和特定幅度的正弦信号，对超声波换能器的频率响应特性进行补偿；数字示波器用于采集可编程信号发生器输出的正弦信号；可编程信号发生器将产生特定频率和特定幅度的正弦信号传递给超声波换能器，超声波换能器中的输出信号传递给待测评局放仪，待测评局放仪输出数据并存储于超声波信号处理平台并由超声波信号处理平台绘制频率特性曲线，得到待测评局放仪主谐振频率和主谐振带宽频率特性参数。
一种超声波局放仪频率特性的测评装置的测评方法，其具体步骤如下：
步骤1、将用于产生标准的测评用超声波信号的超声波换能器中超声波信号采用超声波信号处理平台读取并存储得到超声波换能器频率响应特性H换能器(f)；
步骤2、根据步骤1得到的超声波换能器频率响应特性H换能器(f)，超声波信号处理平台设定参考电压V参考，设定频率值f为10kHz至200kHz，根据幅度补偿公式其中H换能器(f)为步骤1得到的超声波换能器频率响应特性，超声波信号处理平台计算一组幅度值V补偿并进行存储；
步骤3、超声波信号处理平台根据步骤2设定的频率值f以及计算存储得到的幅度值V补偿输入到可编程信号发生器生成一组正弦信号，同时利用数字示波器采集可编程信号发生器的输出信号并记录幅值；
步骤4、将步骤3中可编程信号发生器生成的一组正弦信号输入到超声波换能器中；
步骤5、将步骤4中超声波换能器输出信号注入待测评局放仪中，待测评局放仪输出数据并存储于超声波信号处理平台；
步骤6、根据步骤2设定频率值f以及步骤5中存储在超声波信号处理平台中的待测评局放仪输出数据，超声波信号处理平台自动绘制频率响应特性曲线，得到待测评局放仪主谐振频率和主谐振带宽特性参数。
本发明的有益效果是：
(1)本装置结构简单，操作方便。
(2)本方法易于实现，与传统局放仪测评方法相比，结果准确度更高。
附图说明
图1是本发明装置的结构框图；
图2是本发明方法流程示意图；
图3是本发明实施例1中步骤6得到的频率响应特性曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，该超声波局放仪频率特性的测评装置，包括超声波信号处理平台、可编程信号发生器、数字示波器、超声波换能器和待测评局放仪；超声波换能器，用于产生标准的测评用超声波信号；超声波信号处理平台用于设置参数、根据超声波换能器产生标准的测评用超声波信号计算并存储数据以及绘制频率特性曲线；超声波信号处理平台将计算并存储的数据传递给可编程信号发生器，可编程信号发生器用于产生特定频率和特定幅度的正弦信号，对超声波换能器的频率响应特性进行补偿；数字示波器用于采集可编程信号发生器输出的正弦信号；可编程信号发生器将产生特定频率和特定幅度的正弦信号传递给超声波换能器，超声波换能器中的输出信号传递给待测评局放仪，待测评局放仪输出数据并存储于超声波信号处理平台并由超声波信号处理平台绘制频率特性曲线，得到待测评局放仪主谐振频率和主谐振带宽特性参数。
如图2所示，该超声波局放仪频率特性的测评装置的测评方法，其具体步骤如下：
步骤1、将用于产生标准的测评用超声波信号的超声波换能器中超声波信号采用超声波信号处理平台读取并存储得到超声波换能器频率响应特性H换能器(f)；
步骤2、根据步骤1得到的超声波换能器频率响应特性H换能器(f)，超声波信号处理平台设定参考电压V参考为5V，设定频率值f为20kHz至200kHz，步长为10kHz，共计19个频率值f，根据幅度补偿公式其中H换能器(f)为步骤1 得到的超声波换能器频率响应特性，，具体的数据如表1所示，超声波信号处理平台计算一组幅度值V补偿并进行存储；
表1
频率值(f/kHz) H<sub>换能器</sub>(f)(dB) V<sub>补偿</sub>(V)
20 -80 31.55
30 -77 22.33
40 -72 12.56
50 -68 7.92
60 -70 9.98
70 -68 7.92
80 -65 5.61
90 -64 5.00
100 -65 5.61
110 -64 5.00
120 -66 6.29
130 -68 7.92
140 -69 8.89
150 -68 7.92
160 -69 8.89
170 -71 11.19
180 -73 14.09
190 -70 9.98
200 -80 31.55
步骤3、超声波信号处理平台根据步骤2设定的频率值f以及计算存储得到的幅度值V补偿输入到可编程信号发生器生成一组正弦信号，同时利用数字示波器采集可编程信号发生器的输出信号并记录幅值；
步骤4、将步骤3中可编程信号发生器生成的一组正弦信号输入到超声波换能器中；
步骤5、将步骤4中超声波换能器输出信号注入待测评局放仪中，待测评局放仪输出数据并存储于超声波信号处理平台；
步骤6、根据步骤2设定频率值f以及步骤5中存储在超声波信号处理平台中的待测评局放仪输出数据，超声波信号处理平台自动绘制频率响应特性曲线(频率响应特性曲线如图3所示)，从图3中可以看出待测评局放仪读数最大时对应的频率为40kHz，当读数下降到最大值的0.707倍时，对应的频率值分别为30kHz和110kHz，得到待测评局放仪主谐振频率和主谐振带宽，主谐振频率为40kHz，主谐振带宽为80kHz。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (2)

1.一种超声波局放仪频率特性的测评装置，其特征在于：包括超声波信号处理平台、可编程信号发生器、数字示波器、超声波换能器和待测评局放仪；超声波换能器，用于产生标准的测评用超声波信号；超声波信号处理平台用于设置参数、根据超声波换能器产生标准的测评用超声波信号计算并存储数据以及绘制频率特性曲线；超声波信号处理平台将计算并存储的数据传递给可编程信号发生器，可编程信号发生器用于产生特定频率和特定幅度的正弦信号，对超声波换能器的频率响应特性进行补偿；数字示波器用于采集可编程信号发生器输出的正弦信号；可编程信号发生器将产生特定频率和特定幅度的正弦信号传递给超声波换能器，超声波换能器中的输出信号传递给待测评局放仪，待测评局放仪输出数据并存储于超声波信号处理平台并由超声波信号处理平台绘制频率特性曲线，得到待测评局放仪主谐振频率和主谐振带宽频率特性参数。
2.一种根据权利要求1所述的超声波局放仪频率特性的测评装置的测评方法，其特征在于具体步骤如下：
步骤1、将用于产生标准的测评用超声波信号的超声波换能器中超声波信号采用超声波信号处理平台读取并存储得到超声波换能器频率响应特性H换能器(f)；
步骤2、根据步骤1得到的超声波换能器频率响应特性H换能器(f)，超声波信号处理平台设定参考电压V参考，设定频率值f为10kHz至200kHz，根据幅度补偿公式其中H换能器(f)为步骤1得到的超声波换能器频率响应特性，超声波信号处理平台计算一组幅度值V补偿并进行存储；
步骤3、超声波信号处理平台根据步骤2设定频率值f以及计算存储得到的幅度值V补偿输入到可编程信号发生器生成一组正弦信号，同时利用数字示波器采集可编程信号发生器的输出信号并记录幅值；
步骤4、将步骤3中可编程信号发生器生成的一组正弦信号输入到超声波换能器中；
步骤5、将步骤4中超声波换能器输出信号注入待测评局放仪中，待测评局放仪输出数据并存储于超声波信号处理平台；
步骤6、根据步骤2设定频率值f以及步骤5中存储在超声波信号处理平台中待测评局放仪输出数据，超声波信号处理平台自动绘制频率响应特性曲线，得到待测评局放仪主谐振频率和主谐振带宽频率特性参数。
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