CN111239663A - 一种局部放电在线校准方法 - Google Patents

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CN111239663A CN202010081981.2A CN202010081981A CN111239663A CN 111239663 A CN111239663 A CN 111239663A CN 202010081981 A CN202010081981 A CN 202010081981A CN 111239663 A CN111239663 A CN 111239663A
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刘红文
王科
赵现平
张春丽
张扬
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references

Abstract

本申请公开了一种局部放电测量装置的在线校准方法，能够带电、在线、定量校准设备产生的局部放电量，包括：首先将校准信号从校准点注入；在测试点进行检测，记录局部放电测量装置响应读数，计算出视在放电量的分度系数；若被测设备有局部放电时，根据局部放电测量装置响应读数和所述分度系数，能够得到真实视在放电量。本申请利用带电指示回路和局放检测回路中电感、电容和电阻元件形成校准回路，避免了线路分布电容对局部放电测量结果的影响，实现了局部放电在线校准。

Description

一种局部放电在线校准方法
技术领域
本申请涉及电气设备状态监测技术领域，尤其涉及一种局部放电在线校准方法。
背景技术
局部放电是高压电力设备一个重要的绝缘技术指标，在高压电力设备的性能检测中被广泛应用。近年来，国内外众多研究者及机构通过试验研究、理论分析、物理建模等方法研究了局部放电的产生机理及基本的放电特性，研究结果表明局部放电与外加电压的类型、绝缘介质本身的材料特性、缺陷处的电场分布及放电所产生的空间电荷有着密切的关系。局部放电的检测都是以局部放电发生时所产生的各种物理量的检测为基础。当介质中发生局部放电时，会产生电脉冲、电磁波、超声波、光、局部过热及一些新的化学产物，与此相应的出现了电学检测法、声学检测法、光学检测法及化学检测法等。
从近年各项带电检测技术的应用情况来看，超声波、特高频、暂态地电压和脉冲电流法检测技术成为了局放检测领域的主流方法，然而各方法对应的局部放电校准是制约测试结果准确性的关键因素。
申请号为201810273133.4的专利公开了一种开关柜局部放电检测设备及方法，该方法基于脉冲电流法的检测原理，提出了一种基于新型陶瓷电容绝缘子开关柜带电指示装置的局部放电检测方法如图1所示，利用带电指示传感器作为开关柜局部放电信号获取的耦合电容，在供能电容和信号提取电阻之间设有局放检测点，供能电容母线之间串联有陶瓷电容芯绝缘子。但是，该检测方法仅支持对设备局部放电检测，未对局部放电检测设备进行相应的在线校准，无法保证局部放电测量结果的准确性。
发明内容
本申请提供了一种局部放电测量装置的在线校准方法，以解决对基于带电指示传感器的局部放电检测方法进行在线校准的技术问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
本申请实施例公开了一种局部放电在线校准方法，包括：在校准点注入方波电压信号，所述方波电压信号的幅值为U0；
采集局部放电测量装置在测试点的响应电荷量，记为α0；
计算方波电压信号注入母线的电荷量，计算公式为：q0＝CeU0(1)，式(1)中Ce为高压分度电容，q0为注入母线的电荷量，U0为方波电压信号的幅值；
根据所述注入母线的电荷量和所述响应电荷量，计算放电量的分度系数，计算公式为：K0＝q0/α0(2)，式(2)中，K0表示分度系数；
根据所述分度系数，计算被测设备的视在放电量。
可选的，所述高压分度电容的计算公式为：
Figure BDA0002380626310000011
式(3)中，C11、C12为所述校准点与母线之间的电容器的电容值。
可选的，根据所述分度系数，计算被测设备的视在放电量的计算公式为：
Figure BDA0002380626310000021
式(4)中，qx为局部放电测量装置的视在放电量。αX为被测设备发生局放时，局部放电测量装置的显示放电量。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请提供的方法利用带电指示回路和局放检测回路中电感、电容和电阻元件形成校准回路，带电指示传感器的局放测试及校准点处的电压控制在0.1V～300V范围内，不影响系统运行，设置在带电指示传感器的检测阻抗两端注入，确保在线校准操作的安全性。与传统的校准装置相比，本申请提供的技术方案无需外接分度电容，利用系统自身的高压电容作为分度电容，减少了系统杂散电容，保证了测量的准确性。本申请提供的技术方案避免了线路分布电容对局部放电测量结果的影响，实现了局部放电在线校准，解决了停电校准对测量影响的难题。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种基于新型陶瓷电容绝缘子开关柜带电指示装置示意图，
图2为本申请实施例提供的一种局部放电在线校准方法流程图；
图3为本申请实施例提供的一种局部放电在线校准方法的校准电路示意图；
图4为图3所示校准电路示意图的等效电路图；
其中，1-供能电容，2-信号提取电阻，3-陶瓷电容芯绝缘子，4-局放检测点。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
如图2所示，本实施例提供了一种局部放电在线校准方法，包括：在校准点注入方波电压信号，采集局部放电测量装置在测试点的响应电荷量。计算方波电压信号注入母线的电荷量。根据所述注入母线的电荷量和所述响应电荷量，计算放电量的分度系数。根据所述分度系数，计算被测设备的视在放电量。
本实施例提供的一种局部放电在线校准电路如图3所示，选取一个与被测设备相邻的带电指示传感器的局放检测点作为测试点，标记为a；同一母线上与所述测试点相邻的一个带电指示传感器的局放检测点作为校准点，标记为o。在选取的校准点o接入信号发生器，提供方波电压信号；在选取的测试点a接入局部放电检测设备，检测局部放电情况。
图3中，CX为设备电容；C11、C21为耦合电容器；C12、C22为带电指示传感器内部的高压电容；其中，C11、C12在校准回路中也作为分度电容使用；Zd1、Zd2为带电指示传感器的检测阻抗；R11、R21为带电指示回路内阻；L11、L21为调谐电感；Cd1～Cdx为线路分布电容。
本实施例中，S101：在校准点注入方波电压信号。幅值为U0的方波电压信号从带电指示传感器1的o点注入，方波信号经带电指示传感器的C11、C12，将产生的放电量q0注入到高压母线。
S102：根据所述方波电压信号，计算注入母线的电荷量，计算公式为：
q0＝CeU0 (1)
式(1)中Ce为高压分度电容，q0为注入母线的电荷量，U0为方波电压信号的幅值。
且所述高压分度电容的计算公式为：
Figure BDA0002380626310000031
式(3)中，C11、C12为所述校准点与母线之间的电容器的电容值。
S103：采集局部放电测量装置在测试点的响应电荷量，记为α0。在带电指示传感器2的a点进行检测，局部放电测量装置的显示器上响应的读数为α0，则可得放电量的分度系数。
S104：根据所述注入母线的电荷量和所述响应电荷量，计算放电量的分度系数，计算公式为：
K0＝q0/α0 (2)，
式(2)中，K0表示分度系数；
Figure BDA0002380626310000032
S105：根据所述分度系数，计算被测设备的视在放电量。保持检测系统连接回路及测量灵敏度不变，若被测设备发生局部放电时，局部放电测量装置的显示器上读数为αX，则设备的视在放电量为：
Figure BDA0002380626310000033
式(4)中，qX为局部放电测量装置的视在放电量，αX为发生局放时局部放电测量装置的显示放电量。
参见图4(a)中，为图1所述结构示意图的等效电路图，其中，C0为线路分布电容的总和，且
Figure BDA0002380626310000034
图4(a)中，带电指示回路中的调谐电感L11、L21能够阻隔高频信号，使得校准方波信号在此处无分流，故图4(a)等效电路可简化为图4(b)。
由图可知，放电量q0会被线路分布电容C0和设备自身电容CX分流，C0和CX越大，分流越多，在带电指示传感器2的a点测得的响应读数就越小，其对测试结果的影响是不容忽视的。
此时，对于校准电路，高压分度电容应满足
Figure BDA0002380626310000035
其中，Cd为检测阻抗两端的等效电容。
本申请提供的方法利用带电指示回路和局放检测回路中电感、电容和电阻元件形成校准回路，带电指示传感器的局放测试及校准点处的电压控制在0.1V～300V范围内，不影响系统运行，设置在带电指示传感器的检测阻抗两端注入，确保在线校准操作的安全性。与传统的校准装置相比，本申请提供的技术方案无需外接分度电容，利用系统自身的高压电容作为分度电容，减少了系统杂散电容，保证了测量的准确性。本申请提供的技术方案避免了线路分布电容对局部放电测量结果的影响，实现了局部放电在线校准，解决了停电校准对测量影响的难题。
由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。
需要说明的是，在本说明书中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (3)

1.一种局部放电在线校准方法，其特征在于，包括：
在校准点注入方波电压信号，所述方波电压信号的幅值为U0；
根据所述方波电压信号，计算注入母线的电荷量，计算公式为：q0＝CeU0 (1)，式(1)中Ce为高压分度电容，q0为注入母线的电荷量，U0为方波电压信号的幅值；
采集局部放电测量装置在测试点的响应电荷量，记为α0；
根据所述注入母线的电荷量和所述响应电荷量，计算视在放电量的分度系数，计算公式为：K0＝q0/α0 (2)，
式(2)中，K0表示分度系数；
根据所述分度系数，计算被测设备的视在放电量。
2.根据权利要求1所述的局部放电在线校准方法，其特征在于，所述高压分度电容的计算公式为：
Figure FDA0002380626300000011
式(3)中，C11、C12为所述校准点与母线之间的分度电容。
3.根据权利要求1所述的局部放电在线校准方法，其特征在于，根据所述分度系数，计算被测设备的视在放电量的计算公式为：
Figure FDA0002380626300000012
式(4)中，qX为局部放电测量装置的视在放电量；αx为被测设备发生局放时，局部放电测量装置的显示放电量。
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