CN113376440A - 一种架空线频域介电谱的一体化测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种架空线频域介电谱的一体化测量装置及方法,用以解决现有的架空线热老化处理与频域介电谱测量过程无法同时进行,且现有的频域介电谱测量方法无法保证测试结果准确性的技术问题。装置包括:架空线试品、温箱、单刀双掷开关、频域介电谱测量设备;架空线试品的一端包括导体,另一端包括绝缘层;绝缘层的两端绕有金属线,绝缘层的中部绕有金属网;金属线与金属网不相连;导体连接单刀双掷开关的输出端;单刀双掷开关的第一输入端连接测量装置电源的正极,第二输入端接地;金属线连接温箱的金属内壁;金属网连接频域介电谱测量设备的输入端。本申请通过上述装置实现了频域介电谱测试与热老化处理同时进行,保证了介电谱测试的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及电力系统技术领域,尤其涉及一种架空线频域介电谱的一体化测量装置及方法。
背景技术
随着城市输配电走廊资源的日益紧张以及供电可靠性要求的提高,交联聚乙烯架空线(Cross-linked Polyethylene,XLPE)以其性能优良、安装方便等优势,在城市输配电系统中得到越来越广泛地应用。但由于应用场景的恶劣性,往往导致架空线出现老化或受潮现象,进而影响整个电力系统的安全运行。
现有技术中通常采用架空线热老化实验来模拟架空线实际的老化现象,但在实验过程中无法同时测量架空线的频域介电谱。并且,现有的频域介电谱的测量方法也容易受到周边复杂环境的影响,无法保证测量结果的准确性。
发明内容
本申请实施例提供了一种架空线频域介电谱的一体化测量装置及方法,用以解决现有的架空线热老化实验与频域介电谱测量过程无法同时进行,且现有的频域介电谱测量方法无法保证测试结果准确性的技术问题。
一方面,本申请实施例提供了一种架空线频域介电谱的一体化测量装置,包括:架空线试品、温箱、单刀双掷开关、频域介电谱测量设备;架空线试品的一端包括导体;架空线试品的另一端包括绝缘层;绝缘层的两端绕有金属线,绝缘层的中部绕有金属网;其中,金属线与金属网不相连;导体连接单刀双掷开关的输出端;单刀双掷开关的第一输入端连接测量装置的电源的正极,第二输入端接地,以对架空线试品进行频域介电谱测量的同时进行热老化实验;金属线连接温箱的金属内壁,以将所述架空线试品绝缘层表面的泄漏电流导出;金属网连接频域介电谱测量设备的输入端。
本申请实施例中提供的一种架空线频域介电谱的一体化测量装置,通过温箱保证了能够实现对架空线试品进行热老化实验;架空线试品上的导体通过单刀双掷开关连接电压源,以及架空线试品绝缘层上的金属网连接频域介电谱测量设备,保证了在进行热老化实验的同时,也能够实现测量架空线试品的频域介电谱。另外,通过架空线试品绝缘层两端的金属丝与温箱金属内壁连接,能够将架空线试品上可能存在的泄漏电流导出,避免了由于泄漏电流存在而影响频域介电谱的测量过程,保证了测量到的频域介电谱的准确性。除此之外,将架空线试品设置于温箱内然后进行频域介电谱测量的过程,也避免了复杂的外界环境的干扰,进一步保证了测量得到的频域介电谱的准确性。
在本申请的一种实现方式中,频域介电谱测量设备通过第一导线接地,以消除所述频域介电谱测量设备中的残余电荷对时域介电谱测量过程的干扰。
本申请实施例中的频域介电谱测量设备在其输入端连接架空线试品绝缘层的金属网,输出端连接计算机设备的基础上,还会通过第一导线进行接地处理。这是由于在频域介电谱测量设备测量架空线试品的时域介电谱时,其测量到的电流较小,不易采集。因此,需要将频域介电谱测量设备进行接地处理,以消除频域介电谱测量设备中的电荷对时域介电谱测量过程的干扰,保证测量得到的时域介电谱的准确性。另外,频域介电谱测量设备通过第一导线接地,不与温箱等其他设备同时接地,也避免了引入接地网中被击穿的实验设备,进而对架空线试品介电谱的测试过程产生影响。
在本申请的一种实现方式中,温箱的金属内壁与所述温箱的外壳通过第二导线连接后,独立接地,以防止引入接地网中被击穿的实验设备。
本申请实施例中,温箱的金属内壁及外壳通过第二导线独立接地,即不与频域介电谱测量设备等实验设备共同接地,是为了防止接地网中某一设备(比如同一实验室中的冲击电压发生器等)被击穿后,击穿电压加在温箱或者频域介电谱测量设备上导致设备出现问题,避免了高压试验的接地引入被击穿的实验设备,进而避免了被击穿实验的设备在使用时对正在进行的介电谱测试结果造成影响,从而保证了架空线试品的频域介电谱测量结果的准确性。
在本申请的一种实现方式中,装置还包括计算机设备;计算机设备连接频域介电谱测量设备的输出端,用于将频域介电谱测量设备的输出数据转换成频域介电谱图进行显示。
在本申请的一种实现方式中,频域介电谱测量设备采用Omicron Dirana。该设备不仅可以进行频域介电谱的测量,也可以进行时域介电谱的测量。
另一方面,本申请实施例还提供了一种架空线频域介电谱的一体化测量方法,应用如上述的一种架空线频域介电谱的一体化测量装置。方法包括:计算机设备确定单刀双掷开关的输出端与第二输入端连接;计算机设备以预设时间为周期,调整温箱的温度,以对架空线试品进行热老化处理。
在本申请的一种实现方式中,方法还包括:在温箱的对应温度达到预设值时,计算机设备确定单刀双掷开关的输出端与第一输入端连接;频域介电谱测量设备采集架空线试品的测试电压及测试电流,并基于测试电压及测试电流,确定与架空线试品的频域介电谱有关的第一输出数据;计算机设备接收来自频域介电谱测量设备的第一输出数据,并根据第一输出数据确定所述架空线试品对应的频域介电谱图。
在本申请的一种实现方式中,基于测试电压及测试电流,确定与架空线试品的频域介电谱有关的第一输出数据,具体包括:频域介电谱测量设备计算测试电压与测试电流之间的相位差,并计算相位差对应的正切值;频域介电谱测量设备将相位差对应的正切值发送给计算机设备;计算机设备基于接收到的相位差对应的正切值,确定架空线试品对应的频域介电谱图。
在本申请的一种实现方式中,在计算机设备确定单刀双掷开关的输出端与第一输入端连接之后,方法还包括:计算机设备确定频域介电谱测量设备通过第一导线接地;频域介电谱测量设备采集架空线试品的测试电压及测试电流,并基于测试电压及测试电流,确定与架空线试品的时域介电谱有关的第二输出数据;计算机设备接收来自频域介电谱测量设备的第二输出数据,并根据第二输出数据确定架空线试品对应的时域介电谱图。
在本申请的一种实现方式中,基于测试电压及测试电流,确定与架空线试品的时域介电谱有关的第二输出数据,具体包括:频域介电谱测量设备计算测试电压与测试电流之间的相位差,并计算相位差对应的正切值;频域介电谱测量设备将相位差对应的正切值发送给计算机设备;计算机设备基于接收到的相位差对应的正切值,确定架空线试品对应的时域介电谱图。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为现有的频域介电谱测试原理图;
图2为本申请实施例提供的一种架空线频域介电谱的一体化测量装置结构图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。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,都属于本申请保护的范围。
随着城市输配电走廊资源的日益紧张以及供电可靠性要求的提高,交联聚乙烯架空线(Cross-linked Polyethylene,XLPE)以其性能优良、安装方便等优势,在城市输配电系统中得到越来越广泛地应用。
相较于传统方法,近年来架空线振荡波局放测试和介电响应测试逐渐在国内外重要城市中得到了应用,也取得了较为明显的效果。目前,振荡波方法已经能够有效识别缺陷类型并对相应缺陷进行定位,有力指导了电网公司的安全生产工作。然而,振荡波方法主要针对线缆局部缺陷所导致的放电现象进行检测,难以发现线缆整体性的老化或受潮现象。因此,研究架空线的介电响应特性对于掌握其整体绝缘状态有着极为重要的意义。
目前,XLPE介电响应主要分为两种,分别是时域介电响应和频域介电相应。其中,极化/去极化电流法(Polarization and Depolarization Current,PDC)作为一种时域测量方法,从上世纪70年代就开始应用于电介质、半导体材料的介电特性测量。PDC法通过测量被测试品在阶跃单一极性电压作用下的充电电流(极化电流)和松弛状态下的放电电流(去极化电流)来判断被测试品的绝缘状态。具体的测量步骤包括:在充分放电的情况下,向被测样品施加极化时间为tp的恒定激励电压U0,促使样品内部出现极化现象,并记录相应的极化电流Ip;之后除去激励电压,并将样品短暂短路以消除表面电荷的干扰,短路时长为tc;再撤除短路,对样品设置去极化时间td进行放电,并记录去极化电流Id。目前,PDC法由于设备简单、操作方便、反应信息量大等特点在现场电缆测试中也逐渐得到了应用,并已经在PE/XLPE的水树检测中取得了明显的效果,从曲线形式中可以粗略估计电缆的劣化程度。
由于PDC法采样频率的限制,难以准确获取中频段弛豫型极化的特性,需要采用频域方法进行补充。因此,针对不同响应特征时间的极化类型可以通过拓宽介损检测频谱的方法进行检测与分析,并由此衍生出了频域介电谱测试(Frequency DomainSpectroscopy,FDS)。频域介电谱测试可以将常规预防性试验中的电容量C50Hz和介质损耗角正切值tanδ50Hz测试从单一工频频点(50Hz),分别向低频和高频频段拓展,使其能够反映材料在不同频率下的极化特性。介电响应测试设备通过检测流经试品的电压-电流相位及幅值,求得该试品电压-电流相位差,而该相位差的正切值即为介损值。
目前,关于PDC和FDS的测量方法仍以直接测量为主。以FDS为例,如图1为典型的FDS测试原理图。
图1为现有的频域介电谱测试原理图。目前在实验室或现场测量时,接线也完全与原理图中相同。从图中可以看出,被试样品(试品)直接接在电压源两端,通过测量电压电流及其相位差即可得到介损值。PDC的测量也与其类似,试品也是直接接入电源两端。然而,由于PDC测试的电流及其微弱,在受到外部电磁环境等条件干扰的情况下测量波形十分容易产生波动,影响测量结果;而FDS由于测量频率跨度大、测量时间长,也容易受到周边复杂环境条件的干扰,影响测量。并且在实验室测量过程中,样品往往需要进行加速热老化实验,但由于测试仪器较大,且温箱内温度过高,故热老化温箱内并不具备测试条件,往往需要将试品从温箱内取出才能开展试验。这个过程中对试品的接触及夹具的布置也会极大的影响到测量结果,继而影响后续对数据的处理分析过程。
本申请实施例提供了一种架空线频域介电谱的一体化测量装置及方法,通过将架空线待测试样品固定于温箱内,并同时连接电源及频域介电谱测量设备,实现将架空线的热老化实验与架空线的频域介电谱测量过程同时进行,并且保证了频域介电谱测量结果的准确性。
下面通过附图对本申请实施例提出的技术方案进行详细的说明。
图2为本申请实施例提供的一种架空线频域介电谱的一体化测量装置结构图。如图2所示,1代表了架空线试品进行加速热老化实验时所使用的温箱;2为待测架空线试品的导体(测试时为高压电极);3为待测架空线试品的绝缘层(绝缘层通过缠上致密铜网以实现导电的目的,充当测试时的低压电极);4为在绝缘层左右两端缠绕的致密铜网;5为频域介电谱测量设备;6为实验室工控计算机,用来处理和分析测量得到的频域介电谱数据;7为一单刀双掷开关;8为频域介电谱测试时所使用的电源;9为所有设备的接地。
如图2所示,装置包括:架空线试品、温箱1、单刀双掷开关7、电源8以及频域介电谱测量设备5。其中,架空线试品的一端包括导体2;架空线试品的另一端包括绝缘层3;绝缘层的两端绕有金属线4,绝缘层的中部绕有金属网4;其中,金属线与金属网不相连。
进一步地,导体2连接单刀双掷开关7的输出端S;单刀双掷开关的第一输入端S1连接电源8的正极,第二输入端S2接地。金属线4连接温箱的金属内壁;金属网4连接频域介电谱测量设备5的输入端。
更进一步地,装置还包括计算机设备6,计算机设备6连接所述频域介电谱测量设备5的输出端,以便将频域介电谱测量设备5的输出数据转换成频域介电谱图进行显示。
在本申请的一个实施例中,频域介电谱测量设备不仅可以测量架空线试品的频域介电谱,还可以对架空线试品的时域介电谱进行测量。并且,本申请实施例中的频域介电谱测量设备还需要通过第一导线进行接地。这是由于频域介电谱测量设备在进行时域介电谱测量时,测量到的极化-去极化电流较小,为了保证测量得到的时域介电谱的准确性,将频域介电谱测量设备进行接地处理,以消除电荷的干扰。
需要说明的是,本申请实施例中的频域介电谱测量设备采用奥地利Omicron公司生产的Dirana分析仪。
还需要说明的是,本申请实施例中金属线为铜线,金属网为铜网。且金属线与金属网均为紧密的铜线,保证了即使在温箱温度较高的条件下,金属线或者金属网也不会对频域介电谱测量设备的测量过程产生影响,进而保证了频域介电谱测量结果的准确性。并且,架空线试品绝缘层两端缠绕的金属线连接温箱(在进行架空线试品的热老化实验时,金属内部及外壳均进行接地处理)的金属内壁,或者接地,均是为了导出架空线试品绝缘层表现可能存在的泄漏电流,以保证架空线试品频域介电谱测量结果的准确性。
另外,由于大多数高压实验室的接地会被引入各种被击穿的实验设备(例如同一实验室中的冲击电压发生器),而这些被击穿的实验设备在使用时容易对正在进行的频域介电谱测试结果造成影响。因此,在条件允许的情况下,频域介电谱测量设备和温箱应独立的进行接地处理,即频域介电谱测量设备、温箱与其他实验设备不进行共同接地处理。因此,本申请实施例中的温箱,其金属内壁与外壳通过第二导线连接后,进行独立接地处理,以避免引入实验室接地网中各种被击穿的实验设备,使得击穿电压加在本申请实施例中的测量装置上,进而对架空线试品的时域介电谱测量过程或者频域介电谱测量过程产生影响。
以上为本申请实施例中的装置实施例,基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种架空线频域介电谱的一体化测试量方法。
在加速热老化的过程中穿插PDC(时域介电谱)及FDS(频域介电谱)的测试试验,试品全程都在烘箱中保持相同的位置不移动,夹具及导线均在进行加速热老化实验前布置好,在热老化的过程中及测量过程中全程保持不动,以保证测试结果的准确性。
具体地,首先,进行架空线试品的预处理过程。在待测架空线样品的一端剥去一部分绝缘层,露出其内导体充当频域介电谱测试时的高压电极;在另一端绝缘层的中间部分缠上致密铜网,以充当频域介电谱测试时的低压电极;在绝缘层的左右两端缠上致密铜线并使用导线与烘箱内壳相连实现接地,以导出架空线试品上可能存在的表面泄漏电流。
其次,进行架空线试品的热老化实验。计算机设备确定单刀双掷开关的输出端与第二输入端连接,即不接入电源;计算机设备以预设时间为周期,调整温箱的温度,以对架空线试品进行热老化处理。
再次,对架空线试品的频域介电谱进行测试。在温箱对应的温度达到预设值时,计算机设备确定单刀双掷开关的输出端与第一输入端连接,接入电源;频域介电谱测量设备采集架空线试品的测试电压及测试电流,并基于测试电压及测试电流,确定与架空线试品的频域介电谱有关的第一输出数据;计算机设备接收来自频域介电谱测量设备的第一输出数据,并根据第一输出数据确定架空线试品对应的频域介电谱图。
在本申请的一个实施例中,基于测试电压及测试电流,确定与架空线试品的频域介电谱有关的第一输出数据,具体包括:频域介电谱测量设备计算测试电压与测试电流之间的相位差,并计算相位差对应的正切值;频域介电谱测量设备将相位差对应的正切值发送给计算机设备;计算机设备基于接收到的相位差对应的正切值,确定架空线试品对应的频域介电谱图。需要说明的是,计算机设备在得到相位差对应的正切值之后,确定架空线试品对应的频域介电谱图,可以通过现有的软件或者模型实现,本申请实施例在此不做赘述。
进一步地,对架空线试品的时域介电谱进行测试。计算机设备确定频域介电谱测量设备通过第一导线接地;由于时域介电谱测试时极化-去极化电流极小,故频域介电谱测量设备需要接地以消除频域介电谱测量设备中的残余电荷对时域介电谱测量过程的干扰。其中,残余电荷是频域介电谱测量设备在之前测量过程中,由于未充分放电导致的剩余电荷。然后,频域介电谱测量设备采集架空线试品的测试电压及测试电流,并基于测试电压及测试电流,确定与架空线试品的时域介电谱有关的第二输出数据;最后,计算机设备接收来自频域介电谱测量设备的第二输出数据,并根据第二输出数据确定所述架空线试品对应的时域介电谱图。
需要说明的是,本申请实施例中的计算机设备根据第二输出数据确定架空线试品的时域介电谱图,与计算机设备根据第一输出设备确定架空线试品的频域介电谱图的过程类似,即在本申请的一个实施例中,基于测试电压及测试电流,确定与架空线试品的频域介电谱有关的第一输出数据,具体包括:频域介电谱测量设备计算测试电压与测试电流之间的相位差,并计算相位差对应的正切值;频域介电谱测量设备将相位差对应的正切值发送给计算机设备;计算机设备基于接收到的相位差对应的正切值,确定架空线试品对应的频域介电谱图。
综上,本申请实施例提供的一种架空线频域介电谱的一体化测量装置及方法,具有以下有益效果:
(1)克服了以往的架空线热老化试验和频域介电谱测量过程必须分开进行的缺点。以往的频域介电谱测量由于必须将架空线试品拿出温箱,会出现由于各种外部条件引入的干扰影响测量,从而影响测量结果及后续的分析;本申请实施例中的一体化测量装置通过集成频域介电谱测量设备、温箱、架空线试品一体化,解决了传统测量过程中需要反复移动架空线试品出现误差的问题,不仅实现了架空线试品热老化实验与频域介电谱同时测量的过程,而且大幅提升了频域介电谱测量的准确性和便利性。
(2)以往的热老化实验和频域介电谱测量过程需要分开进行,温箱每次打开-关闭的过程都需要进行抽真空-平衡至大气压的过程,实验过程繁琐,费时较长,影响架空线试品的老化进度。本申请实施例中提出的一体化装置通过导线及夹具将架空线试品集成到温箱内部,实现了热老化实验和频域介电谱测试的同步进行,缩短了热老化试验所需要的时间。热老化过程中不需要打开温箱门进行测试,而且不需要进行反复的抽真空-平衡大气压,保证温箱内不始终真空环境不变,从而保证热老化试验的结果严谨性。
(3)由于PDC测量所得到的电流及其微小,架空线试品绝缘层可能通过施加电压后的电场形成表面泄漏电流,影响PDC测量结果。本申请实施例中创新性地对架空线试品XLPE的绝缘层两端缠上铜带并通过导线接地,引走架空线试品绝缘层表面可能存在的泄漏电流,减小对PDC测量的影响,提高了介电谱测试结果的准确度。
本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于方法实施例而言,由于其基本相似于装置实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见装置实施例的部分说明即可。
还需要说明的是,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过程、方法、商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过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种架空线频域介电谱的一体化测量装置,其特征在于,所述装置包括:架空线试品、温箱、单刀双掷开关、频域介电谱测量设备;
所述架空线试品的一端包括导体;所述架空线试品的另一端包括绝缘层;所述绝缘层的两端绕有金属线,所述绝缘层的中部绕有金属网;其中,所述金属线与所述金属网不相连;
所述导体连接所述单刀双掷开关的输出端;所述单刀双掷开关的第一输入端连接测量装置的电源的正极,第二输入端接地,以对所述架空线试品进行频域介电谱测量的同时进行热老化实验;
所述金属线连接所述温箱的金属内壁,以将所述架空线试品绝缘层表面的泄漏电流导出;
所述金属网连接所述频域介电谱测量设备的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种架空线频域介电谱的一体化测量装置,其特征在于,所述频域介电谱测量设备通过第一导线接地,以消除所述频域介电谱测量设备中的残余电荷对时域介电谱测量过程的干扰。
3.根据权利要求2所述的一种架空线频域介电谱的一体化测量装置,其特征在于,所述温箱的金属内壁与所述温箱的外壳通过第二导线连接后,独立接地,以防止引入接地网中被击穿的实验设备。
4.根据权利要求1所述的一种架空线频域介电谱的一体化测量装置,其特征在于,所述装置还包括计算机设备;
所述计算机设备连接所述频域介电谱测量设备的输出端,用于将所述频域介电谱测量设备的输出数据转换成频域介电谱图进行显示。
5.根据权利要求1所述的一种架空线频域介电谱的一体化测量装置,其特征在于,所述频域介电谱测量设备采用Omicron Dirana。
6.一种架空线频域介电谱的一体化测量方法,应用如权利要求1-5任一项所述的一种架空线频域介电谱的一体化测量装置,其特征在于,所述方法包括:
计算机设备确定所述单刀双掷开关的输出端与第二输入端连接;
计算机设备以预设时间为周期,调整所述温箱的温度,以对所述架空线试品进行热老化处理。
7.根据权利要求6所述的一种架空线频域介电谱的一体化测量方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述温箱对应的温度达到预设值时,所述计算机设备确定所述单刀双掷开关的输出端与第一输入端连接;
所述频域介电谱测量设备采集所述架空线试品的测试电压及测试电流,并基于所述测试电压及测试电流,确定与所述架空线试品的频域介电谱有关的第一输出数据;
所述计算机设备接收来自所述频域介电谱测量设备的第一输出数据,并根据所述第一输出数据确定所述架空线试品对应的频域介电谱图。
8.根据权利要求7所述的一种架空线频域介电谱的一体化测量方法,其特征在于,所述基于所述测试电压及测试电流,确定与所述架空线试品的频域介电谱有关的第一输出数据,具体包括:
所述频域介电谱测量设备计算所述测试电压与所述测试电流之间的相位差,并计算所述相位差对应的正切值;
所述频域介电谱测量设备将所述相位差对应的正切值发送给计算机设备;
所述计算机设备基于接收到的所述相位差对应的正切值,确定所述架空线试品对应的频域介电谱图。
9.根据权利要求7所述的一种架空线频域介电谱的一体化测量方法,其特征在于,在所述计算机设备确定所述单刀双掷开关的输出端与第一输入端连接之后,所述方法还包括:
所述计算机设备确定所述频域介电谱测量设备通过第一导线接地;
所述频域介电谱测量设备采集所述架空线试品的测试电压及测试电流,并基于所述测试电压及测试电流,确定与所述架空线试品的时域介电谱有关的第二输出数据;
所述计算机设备接收来自所述频域介电谱测量设备的第二输出数据,并根据所述第二输出数据确定所述架空线试品对应的时域介电谱图。
10.根据权利要求9所述的一种架空线频域介电谱的一体化测量方法,其特征在于,所述基于所述测试电压及测试电流,确定与所述架空线试品的时域介电谱有关的第二输出数据,具体包括:
所述频域介电谱测量设备计算所述测试电压与所述测试电流之间的相位差,并计算所述相位差对应的正切值;
所述频域介电谱测量设备将所述相位差对应的正切值发送给计算机设备;
所述计算机设备基于接收到的所述相位差对应的正切值,确定所述架空线试品对应的时域介电谱图。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107045083A (zh) * | 2017-05-29 | 2017-08-15 | 西南交通大学 | 不同温度条件下车载电缆终端频域介电谱实验系统与方法 |
CN107607837A (zh) * | 2017-08-18 | 2018-01-19 | 四川大学 | 一种基于冲击电压的电缆绝缘老化程度测试方法及装置 |
CN107860980A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-03-30 | 武汉泽电新材料有限公司 | 一种时频域结合快速介电响应测试方法 |
CN110736905A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-01-31 | 国网重庆市电力公司江北供电分公司 | 一种110kV XLPE高压电缆绝缘老化评估方法 |
-
2020
- 2020-12-11 CN CN202011453244.7A patent/CN113376440A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107045083A (zh) * | 2017-05-29 | 2017-08-15 | 西南交通大学 | 不同温度条件下车载电缆终端频域介电谱实验系统与方法 |
CN107607837A (zh) * | 2017-08-18 | 2018-01-19 | 四川大学 | 一种基于冲击电压的电缆绝缘老化程度测试方法及装置 |
CN107860980A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-03-30 | 武汉泽电新材料有限公司 | 一种时频域结合快速介电响应测试方法 |
CN110736905A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-01-31 | 国网重庆市电力公司江北供电分公司 | 一种110kV XLPE高压电缆绝缘老化评估方法 |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
林晨: "矿用乙丙橡胶电缆绝缘多因子老化及寿命评估方法", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, 15 August 2019 (2019-08-15) * |
胡一卓等: "聚合物绝缘材料多因子老化的研究现状与发展", 《电网技术》, no. 04 * |
赵艾萱等: "时域/频域介电响应在XLPE电缆绝缘诊断的应用", 《高电压技术》, no. 01, 31 January 2020 (2020-01-31) * |
赵荣普等: "基于极化-去极化电流法变压器油纸绝缘老化状态评估", 《绝缘材料》, no. 12 * |
郭金明等: "电缆温升对PDC法检测水树老化电缆结果的影响", 《绝缘材料》, no. 10, 21 October 2018 (2018-10-21) * |
魏建林等: "变压器油纸绝缘的介电响应特性研究――加速热老化的介电谱", 《电工技术学报》, no. 05, 26 May 2012 (2012-05-26) * |
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