CN112816930A - 一种用于确定电子式互感器辐射抗扰度的试验方法及系统 - Google Patents

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王�琦
邬雄
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刘彬
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滕子涵
张锦
王昱晴
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    • G—PHYSICS
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R31/001—Measuring interference from external sources to, or emission from, the device under test, e.g. EMC, EMI, EMP or ESD testing

Abstract

本发明公开了一种用于确定电子式互感器辐射抗扰度的试验方法及系统，属于电气测量技术领域。本发明方法包括：将待测电子式互感器置于强电磁脉冲辐射场中，对待测电子式互感器施加预设值的工频电流或工频电压；对强电磁脉冲发生装置重复施加预设强度的多次脉冲信号；通过故障录波仪接入待测电子式互感器的输出波形及误差值；根据波形及误差值，确定待测电子式互感器的辐射抗扰度。本发明测试的为电子式互感器为暂态强电磁辐射抗扰度，解决了变电站现场雷电、静电放电、系统短路、隔离开关开合操作时的短暂瞬变强电磁辐射的模拟方法难题。

Description

一种用于确定电子式互感器辐射抗扰度的试验方法及系统
技术领域
本发明涉及电气测量技术领域，并且更具体地，涉及一种用于确定电子式互感器辐射抗扰度的试验方法及系统。
背景技术
电子式互感器作为新一代智能变电站的三大关键设备之一，具备易于集成、测量频带宽、输出信号数字化等优点而被广泛采用，在新一代智能变电站中，电子式互感器与隔离断路器高度集成，大量的电子元器件集成于高电压设备，处于恶劣、复杂的电磁环境中，在电网运行中出现电子式互感器故障率偏高的问题，失效模式和失效机理尚不清楚，对智能电网的安全稳定运行具有不容忽视的影响，成为制约智能电网发展的因素之一。
电子式互感器型式试验依据标准为《GB/T 20840.7-2007互感器第7部分:电子式电压互感器》及《GB/T 20840.8-2007互感器第8部分：电子式电流互感器》。但是经过大量调研测试、统计分析、现场试验、模拟试验等手段，发现电子式互感器运行的电磁环境与标准规定中的考核标准相差较大，主要体现在三个方面：1)电磁骚扰强度不够。电子式互感器的应用环境比传统的二次设备控制室更恶劣，型式试验中电磁兼容试验参数没有与产品使用的电压等级关联，与实际情况不符。2)缺乏多参数骚扰源同时施加的情况。标准试验每次只进行单一参数的抗扰度试验，现场的实际工况是多参数的骚扰源同时出现，如隔离开关分合空母线，同一时刻会产生，过电压，脉冲电流，脉冲磁场，外壳电位升。3)标准试验只对产品部分组件进行，缺少系统级试验。
为解决电子式互感器在智能变电站中出现的电磁兼容问题，《DLT 1542-2016电子式电流互感器选用导则》、《DLT 1543-2016电子式电压互感器选用导则》对现行国家标准有了进一步的提升，部分方法也是根据现场使用情况的条件进行模拟，性能检测方案实施后，使电子式互感器的质量得到了提高，减少了故障率，推动了电子式互感器技术的进步。
但是所有上述研究中，只关注了传导骚扰，缺忽略了辐射骚扰的危害。但是在雷电、静电放电、隔离开关开合操作等电气环境中，不仅存在电磁传导骚扰，还存在短暂瞬变的强电磁辐射现象，其破坏力强大，瞬间释放巨大的能量，耦合进入电子系统后会对电子元器件、线路乃至整个系统产生巨大的影响。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种用于确定电子式互感器辐射抗扰度的试验方法，包括：
将待测电子式互感器置于强电磁脉冲辐射场中，对待测电子式互感器施加预设值的工频电流或工频电压，所述待测电子式互感器进入运行状态；
当待测电子式互感器进入运行状态后，对强电磁脉冲发生装置重复施加预设强度的多次脉冲信号，所述待测电子式互感器输出脉冲信号波；
通过故障录波仪接入待测电子式互感器的输出脉冲信号波的波形及误差值；
根据波形及误差值，确定待测电子式互感器的辐射抗扰度。
可选的，预设值的工频电流或工频电压，为额定工频电流或额定工频电压的10％至20％。
可选的，重复的重复次数至少大于8次。
可选的，多次脉冲信号至少大于2次。
可选的，预设强度为5kV至50kV/m。
可选的，方法还包括：
使用强电磁脉冲发生装置产生电磁脉冲信号，并使用所述装置的发生天线生成均匀强度的强电磁脉冲辐射场。
本发明还提出了一种用于确定电子式互感器辐射抗扰度的试验系统，包括：
运行模块，对待测电子式互感器施加预设值的工频电流或工频电压，所述将待测电子式互感器置于强电磁脉冲辐射场中，所述待测电子式互感器进入运行状态；
干扰模块，当待测电子式互感器进入运行状态后，对强电磁脉冲发生装置重复施加预设强度的多次脉冲信号，所述待测电子式互感器输出脉冲信号波；
采集模块，通过故障录波仪接入待测电子式互感器的输出脉冲信号波的波形及误差值；
输出模块，根据波形及误差值，确定待测电子式互感器的辐射抗扰度。
可选的，运行模块的预设值的工频电流或工频电压，为额定工频电流或额定工频电压的10％至20％。
可选的，干扰模块重复施加的重复次数至少大于8次。
可选的，干扰模块的多次脉冲信号至少大于2次。
可选的，干扰模块的预设强度为5kV至50kV/m。
可选的，系统还包括：预处理模块，控制强电磁脉冲发生装置产生电磁脉冲信号，并控制所述装置的发生天线生成均匀强度的强电磁脉冲辐射场。
本发明测试的为电子式互感器为暂态强电磁辐射抗扰度，解决了变电站现场雷电、静电放电、系统短路、隔离开关开合操作时的短暂瞬变强电磁辐射的模拟方法难题。
附图说明
图1为本发明一种用于确定电子式互感器辐射抗扰度的试验方法流程图；
图2为本发明一种用于确定电子式互感器辐射抗扰度的试验方法接线图；
图3为本发明一种用于确定电子式互感器辐射抗扰度的试验方法原理图；
图4为本发明一种用于确定电子式互感器辐射抗扰度的试验系统结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
本发明提出了一种用于确定电子式互感器辐射抗扰度的试验方法，如图1所示，包括：
使用强电磁脉冲发生装置产生电磁脉冲信号，并使用所述装置的发生天线生成均匀强度的强电磁脉冲辐射场；
其中，强电场脉冲发生装置、被测电子式互感器和故障录波器的接线如图2所示，原理如图3所示；
在均匀强度的强电磁脉冲辐射场通过D-dot电场传感器接入示波器监测强电磁脉冲辐射场强。
将待测电子式互感器置于强电磁脉冲辐射场中，对待测电子式互感器施加预设值的工频电流或工频电压；
对强电磁脉冲发生装置重复施加预设强度的多次脉冲信号；
通过故障录波仪接入待测电子式互感器的输出波形及误差值；
根据波形及误差值，确定待测电子式互感器的辐射抗扰度。
预设值的工频电流或工频电压，为额定工频电流或额定工频电压的10％至20％。
重复的重复次数至少大于8次。
多次脉冲信号至少大于2次。
预设强度为5kV至50kV/m，本发明中选择5kV/m,12.5kV/m，25kV/m，50kV/m强度。
电子式互感器的信号端口、功能地端口、交流电源端口、直流电源端口同时施加2.5/25ns(上升时间/持续时间)的电磁脉冲辐射骚扰，电子式电流互感器在10％至20％的额定电流下正常运行，电子式电压互感器在10％额定电压下正常运行，故障录波器记录器试验过程中的输出波形。
性能判断依据：按端口功能分为信号端口、功能地端口、壳体端口、交流电源端口、直流电源端口，同时对多个端口进行测试。
待测电子式互感器在试验过程中和试验后正常连续运行，在设备按要求使用时，无性能降级或功能丧失，其测量准确度在规定的误差范围以内，无降级，则评价该待测电子式互感器的强电磁脉冲辐射抗扰度性能为A。
待测电子式互感器在试验后正常连续运行，在设备按要求使用时，无性能降级或功能丧失，其测量准确度在规定的误差范围以内，无降级，在试验过程中，允许准确级降级，骚扰停止后能恢复，则评价该待测电子式互感器的强电磁脉冲辐射抗扰度性能为B。
待测电子式互感器在试验后，出现暂时性的功能丧失，但可以通过控制操作来恢复，则评价该待测电子式互感器的强电磁脉冲辐射抗扰度性能为C。
本发明还提出了一种用于确定电子式互感器辐射抗扰度的试验系统200，如图4所示，包括：
预处理模块201，控制强电磁脉冲发生装置产生电磁脉冲信号，并控制所述装置的发生天线生成均匀强度的强电磁脉冲辐射场；
运行模块202，对待测电子式互感器施加预设值的工频电流或工频电压，所述将待测电子式互感器置于强电磁脉冲辐射场中，；
干扰模块203，对强电磁脉冲发生装置重复施加预设强度的多次脉冲信号；
采集模块204，通过故障录波仪接入待测电子式互感器的输出波形及误差值；
输出模块205，根据波形及误差值，确定待测电子式互感器的辐射抗扰度。
预设值的工频电流或工频电压，为额定工频电流或额定工频电压的10％至20％。
重复的重复次数至少大于8次。
多次脉冲信号至少大于2次。
预设强度为5kV至50kV/m。
本发明测试的为电子式互感器为暂态强电磁辐射抗扰度，解决了变电站现场雷电、静电放电、系统短路、隔离开关开合操作时的短暂瞬变强电磁辐射的模拟方法难题。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种用于确定电子式互感器辐射抗扰度的试验方法，所述方法包括：
将待测电子式互感器置于强电磁脉冲辐射场中，对待测电子式互感器施加预设值的工频电流或工频电压，所述待测电子式互感器进入运行状态；
当待测电子式互感器进入运行状态后，对强电磁脉冲发生装置重复施加预设强度的多次脉冲信号，所述待测电子式互感器输出脉冲信号波；
通过故障录波仪接入待测电子式互感器的输出脉冲信号波的波形及误差值；
根据波形及误差值，确定待测电子式互感器的辐射抗扰度。
2.根据权利要求1所述的方法，所述预设值的工频电流或工频电压，为额定工频电流或额定工频电压的10％至20％。
3.根据权利要求1所述的方法，所述重复的重复次数至少大于8次。
4.根据权利要求1所述的方法，所述多次脉冲信号至少大于2次。
5.根据权利要求1所述的方法，所述预设强度为5kV至50kV/m。
6.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
使用强电磁脉冲发生装置产生电磁脉冲信号，并使用所述装置的发生天线生成均匀强度的强电磁脉冲辐射场。
7.一种用于确定电子式互感器辐射抗扰度的试验系统，所述系统包括：
运行模块，对待测电子式互感器施加预设值的工频电流或工频电压，所述将待测电子式互感器置于强电磁脉冲辐射场中，所述待测电子式互感器进入运行状态；
干扰模块，当待测电子式互感器进入运行状态后，对强电磁脉冲发生装置重复施加预设强度的多次脉冲信号，所述待测电子式互感器输出脉冲信号波；
采集模块，通过故障录波仪接入待测电子式互感器的输出脉冲信号波的波形及误差值；
输出模块，根据波形及误差值，确定待测电子式互感器的辐射抗扰度。
8.根据权利要求7所述的系统，所述运行模块的预设值的工频电流或工频电压，为额定工频电流或额定工频电压的10％至20％。
9.根据权利要求7所述的系统，所述干扰模块重复施加的重复次数至少大于8次。
10.根据权利要求7所述的系统，所述干扰模块的多次脉冲信号至少大于2次。
11.根据权利要求7所述的系统，所述干扰模块的预设强度为5kV至50kV/m。
12.根据权利要求7所述的系统，所述系统还包括：预处理模块，控制强电磁脉冲发生装置产生电磁脉冲信号，并控制所述装置的发生天线生成均匀强度的强电磁脉冲辐射场。
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