CN116125214B - 一种局部放电与电树枝变频测量方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种局部放电与电树枝变频测量方法及系统，属于电缆绝缘老化技术领域。本发明的一种局部放电与电树枝变频测量方法，通过构建测量起树参数模型、起树电压分析模型、分析处理模型，完成被测试样的局部放电与电树枝变频测量，进而本发明可以得到绝缘介质中电树枝生长和局部放电发展之间的关系，能够通过分析局部放电信息来准确评估绝缘介质绝缘状态，有效发现并排除潜在性绝缘故障，方案科学合理，切实可行。进一步，本发明构建测量起树参数模型、起树电压分析模型对被测试样的起树电压和频率进行设置以及控制，从而能够较为全面的获取被测试样的监测数据，便于准确监测电力电缆的绝缘老化，考量因素全面，利于推广使用。

Description

一种局部放电与电树枝变频测量方法及系统

技术领域

本发明涉及一种局部放电与电树枝变频测量方法及系统，属于电缆绝缘老化技术领域。

背景技术

为了满足不断提高的电力需求，诸多学者提出了不同的输电线路改造升级方案，由于变压器的制造工艺相对成熟，人们的研究思路一直集中于通过不断提高电压等级来提升线路的输电能力，但随着电力电子技术的进步，交流输电中频率的优化越来越受到关注，因此需要对不同频率下的绝缘特性开展研究，为不同频率输电系统的正常运行和维护奠定基础。

在电力电缆中常用的交联聚乙烯、硅橡胶等材料作为一类高聚物绝缘介质，其劣化过程十分复杂，但最终都归结于电树枝导致的绝缘击穿。电树枝是由绝缘缺陷过渡到绝缘故障的一个中间态，最终导致电缆直接击穿的直接原因一般为电树枝。电树枝化过程是高聚物绝缘介质劣化的微观物理过程，无法实现在线测量，因此投运电缆无法通过电树枝的生长状况评估其绝缘状态。

进一步，中国专利(公开号：CN101464235B)公开了一种聚合物电力电缆绝缘加速电树老化的试验方法及装置，包括无晕试验变压器，感应调压器，电容分压器，试验电极，宽频带电流传感器，放大滤波器，数字示波器，微型计算机，电热联合老化箱等。上述发明通过模拟电场、热场、机械、水湿等多个使绝缘老化的应力条件，以达到既加速电缆试样的电树枝化，又不破坏电树枝化机理，较真实模拟电缆试样的电树枝化过程，同时可以方便地对电树枝化过程中的局部放电、泄漏电流等电气特性参量进行在线测量，保障便捷、安全地进行电树枝老化特性的试验的特点。

但是上述方案主要考虑外界环境变化对电树枝的影响，无法明确绝缘介质中电树枝生长和局部放电发展之间的关系，不能够通过分析局部放电信息来准确评估其绝缘状态，无法有效发现并排除潜在性绝缘故障。

进一步，上述方案没有考虑电压以及频率对绝缘介质中电树枝生长和局部放电的影响，考量因素不够全面，导致对绝缘介质电树枝和局部放电的评估不够准确，进而影响对电力电缆绝缘老化的监测应用，不利于推广使用。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的一在于提供一种通过构建测量起树参数模型、起树电压分析模型、分析处理模型，根据特性数据，设置升压测量参数数据；利用升压测量参数数据，控制被测试样的起树电压和频率，获取被测试样的监测数据；对监测数据进行分析，得到被测试样的特征起树电压；根据特征起树电压，得到被测试样的局部放电信号；对局部放电信号进行处理，得到局部放电相位与局部放电量以及放电重复率的关系信息，完成被测试样的局部放电与电树枝变频测量，进而得到被测试样中电树枝生长和局部放电发展之间的关系，能够通过分析局部放电信息来准确评估被测试样绝缘状态，有效发现并排除潜在性绝缘故障，方案科学合理，切实可行的局部放电与电树枝变频测量方法。

本发明的目的二在于提供一种通过设置加压单元、光学观测单元、局部放电与电压测量单元，完成被测试样的局部放电与电树枝变频测量，进而可以得到被测试样中电树枝生长和局部放电发展之间的关系，能够通过分析局部放电信息来准确评估被测试样绝缘状态，有效发现并排除潜在性绝缘故障，方案科学合理，切实可行的局部放电与电树枝变频测量系统。

本发明的目的三在于提供一种使用频率可调的变频电源，配合局部放电特高频检测仪和光学观测系统，实现在20-300Hz频率下对被测试样局部放电和电树枝发展过程的同步测量以及数据处理，进而可以得到被测试样中电树枝生长和局部放电发展之间的关系，能够通过分析局部放电信息来准确评估被测试样绝缘状态，有效发现并排除潜在性绝缘故障，方案科学合理，切实可行的局部放电与电树枝变频测量方法。

本发明的目的四在于提供一种充分考虑电压以及频率对绝缘介质中电树枝生长和局部放电的影响，构建测量起树参数模型、起树电压分析模型对被测试样的起树电压和频率进行设置以及控制，从而能够较为全面的获取被测试样的监测数据，进而能够对绝缘介质电树枝和局部放电进行测量，便于准确监测电力电缆的绝缘老化，考量因素全面，利于推广使用的局部放电与电树枝变频测量方法及系统。

为实现上述目的之一，本发明的第一种技术方案为：

一种局部放电与电树枝变频测量方法，

包括以下步骤：

第一步，获取被测试样的特性数据；

第二步，通过预先构建的测量起树参数模型，根据第一步中的特性数据，设置升压测量参数数据；

第三步，根据第二步中的升压测量参数数据，控制被测试样的起树电压和频率，获取被测试样的监测数据；

第四步，利用预先构建的起树电压分析模型，对第三步中的监测数据进行分析，得到被测试样的特征起树电压；

第五步，根据第四步中的特征起树电压，得到被测试样的局部放电信号；

第六步，通过预先构建的分析处理模型，对第五步中的局部放电信号进行处理，得到局部放电相位与局部放电量以及放电重复率的关系信息，完成被测试样的局部放电与电树枝变频测量。

本发明经过不断探索以及试验，通过构建测量起树参数模型、起树电压分析模型、分析处理模型，根据特性数据，设置升压测量参数数据；利用升压测量参数数据，控制被测试样的起树电压和频率，获取被测试样的监测数据；对监测数据进行分析，得到被测试样的特征起树电压；根据特征起树电压，得到被测试样的局部放电信号；对局部放电信号进行处理，得到局部放电相位与局部放电量以及放电重复率的关系信息，完成被测试样的局部放电与电树枝变频测量，进而本发明可以得到绝缘介质(被测试样)中电树枝生长和局部放电发展之间的关系，能够通过分析局部放电信息来准确评估绝缘介质(被测试样)绝缘状态，有效发现并排除潜在性绝缘故障，方案科学合理，切实可行。

进一步，本发明充分考虑电压以及频率对绝缘介质中电树枝生长和局部放电的影响，构建测量起树参数模型、起树电压分析模型对被测试样的起树电压和频率进行设置以及控制，从而能够较为全面的获取被测试样的监测数据，进而能够对绝缘介质电树枝和局部放电进行测量，便于准确监测电力电缆的绝缘老化，考量因素全面，利于推广使用。

作为优选技术措施：

所述第一步中，特性数据包括被测试样的材料、产品型号；

所述第二步，构建测量起树参数模型的方法如下：

根据被测试样的材料、产品型号，设置升压测量参数数据；

升压测量参数数据至少包括起始升压、升压步长、升压速率、每级电压保持时长和升压时间阈值、测试频率。

作为优选技术措施：

所述第三步中，监测数据为局部放电量的变化值；

所述第四步中，构建起树电压分析模型的方法如下：

设置放电阈值，当局部放电量超过放电阈值时，将此时的测量电压作为被测试样的起树电压；

采用威布尔分布的概率密度函数对起树电压进行统计分析，得到某概率下的起树电压，作为被测试样的特征起树电压。

作为优选技术措施：

威布尔分布的概率密度函数的计算公式如下：

式中，F(u)为电压u下的累计失效概率；

u为起树电压；

α为尺度参数，其物理意义表示某概率下的起树电压；

β为形状参数，物理意义表示起树电压的变化幅度，反映起树电压的分散性，β越大其起树电压变化幅度越小；

γ为位置参数，且F(γ)＝0，表示当u<γ时电树枝引发概率为0，以反映电树枝的引发特性。

作为优选技术措施：

所述第五步中，被测试样的局部放电信号的得到方法如下：

将被测试样在与特征起树电压相同的电压等级下恒压观察，并用局部放电记录分析模块采集局部放电信号；

所述第六步中，构建分析处理模型的方法如下：

设置一定的阈值和采样频率，导入局部放电信号，得到局部放电相位与局部放电量的关系谱图以及局部放电相位与放电重复率的关系谱图，完成被测试样的局部放电与电树枝变频分析处理。

作为优选技术措施：

局部放电信号的导入以及处理方法如下：

步骤1，将局部放电信号以txt文本形式进行保存，得到数据文本；

步骤2，将步骤2中的数据文本导入到分析处理模型，构建谱图；

步骤3，根据步骤2中的谱图，得到谱图中的数据信息。

为实现上述目的之一，本发明的第二种技术方案为：

一种局部放电与电树枝变频测量系统，采用上述的一种局部放电与电树枝变频测量方法；

其包括加压单元、光学观测单元、局部放电与电压测量单元；

所述加压单元，包括变频电源、调压器、变压器、保护电阻、电容分压器；

所述光学观测单元，包括透射光源、被测试样、盛满二甲基硅油的容器、移动调节台、显微镜、摄像头、电树枝观测计算机；

局部放电与电压测量单元，包括电压衰减探头、局部放电特高频检测仪、工控机、局部放电记录分析模块。

本发明经过不断探索以及试验，通过设置加压单元、光学观测单元、局部放电与电压测量单元，完成被测试样的局部放电与电树枝变频测量，进而本发明可以得到绝缘介质(被测试样)中电树枝生长和局部放电发展之间的关系，能够通过分析局部放电信息来准确评估绝缘介质(被测试样)绝缘状态，有效发现并排除潜在性绝缘故障，方案科学合理，切实可行。

作为优选技术措施：

变频电源，用于调节电压和频率，其频率调节范围为20-300Hz；

变频电源与变压器相连，将电压升高施加在被测试样上；

盛满二甲基硅油的容器，用于防止沿面放电和增加被测试样的透明度，并能浸没被测试样，其下方装配移动调节台；

移动调节台通过调节螺杆调整被测试样的位置；

容器侧面装配亮度可调节的透射光源，对侧装配可调节倍率的显微镜，显微镜与摄像头相连，将实时图像数据传到局部放电记录分析模块中。

作为优选技术措施：

局部放电特高频检测仪装配在被测试样附近，用以检测局部放电信号，其信号能传到工控机；

电容分压器的电压信号连接衰减探头，将电压幅值进行衰减，且不改变电压相位，并将其信号传到工控机，工控机连接局部放电记录分析模块；

局部放电记录分析模块将采集到的局放信号进行记录保存，并实时观测记录电压。

为实现上述目的之一，本发明的第三种技术方案为：

一种局部放电与电树枝变频测量方法，应用于上述的一种局部放电与电树枝变频测量系统；

包括以下内容：

在容器的下方放置移动调节台，通过调节螺杆调整被测试样的位置，容器侧面放置一个亮度可调节的透射光源，容器对侧放置可调节倍率的显微镜，显微镜与摄像头相连，实时图像数据传到计算机分析软件中；

在容器中倒满二甲基硅油，将被测试样浸没；

变频电源与变压器相连，将电压升高施加在被测试样上，变频电源调节电压和频率，频率可调节范围为20-300Hz；

被测试样附近放置局部放电特高频检测仪，用以检测局部放电信号，其信号传到工控机；

电容分压器处的电压信号连接衰减探头，将电压幅值进行衰减，且不改变电压相位，并将其信号传到工控机；

工控机连接局部放电记录分析模块；局部放电记录分析模块将采集到的局放信号进行记录保存，并实时观测记录电压。

本发明经过不断探索以及试验，使用频率可调的变频电源，配合局部放电特高频检测仪和光学观测系统，实现在20-300Hz频率下对被测试样局部放电和电树枝发展过程的同步测量以及数据处理，进而本发明可以得到绝缘介质(被测试样)中电树枝生长和局部放电发展之间的关系，能够通过分析局部放电信息来准确评估绝缘介质(被测试样)绝缘状态，有效发现并排除潜在性绝缘故障，方案科学合理，切实可行。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明经过不断探索以及试验，通过构建测量起树参数模型、起树电压分析模型、分析处理模型，根据特性数据，设置升压测量参数数据；利用升压测量参数数据，控制被测试样的起树电压和频率，获取被测试样的监测数据；对监测数据进行分析，得到被测试样的特征起树电压；根据特征起树电压，得到被测试样的局部放电信号；对局部放电信号进行处理，得到局部放电相位与局部放电量以及放电重复率的关系信息，完成被测试样的局部放电与电树枝变频测量，进而本发明可以得到绝缘介质(被测试样)中电树枝生长和局部放电发展之间的关系，能够通过分析局部放电信息来准确评估绝缘介质(被测试样)绝缘状态，有效发现并排除潜在性绝缘故障，方案科学合理，切实可行。

进一步，本发明经过不断探索以及试验，通过设置加压单元、光学观测单元、局部放电与电压测量单元，完成被测试样的局部放电与电树枝变频测量，进而本发明可以得到绝缘介质(被测试样)中电树枝生长和局部放电发展之间的关系，能够通过分析局部放电信息来准确评估绝缘介质(被测试样)绝缘状态，有效发现并排除潜在性绝缘故障，方案科学合理，切实可行。

更进一步，本发明经过不断探索以及试验，使用频率可调的变频电源，配合局部放电特高频检测仪和光学观测系统，实现在20-300Hz频率下对被测试样局部放电和电树枝发展过程的同步测量以及数据处理，进而本发明可以得到绝缘介质(被测试样)中电树枝生长和局部放电发展之间的关系，能够通过分析局部放电信息来准确评估绝缘介质(被测试样)绝缘状态，有效发现并排除潜在性绝缘故障，方案科学合理，切实可行。

再进一步，本发明充分考虑电压以及频率对绝缘介质中电树枝生长和局部放电的影响，构建测量起树参数模型、起树电压分析模型对被测试样的起树电压和频率进行设置以及控制，从而能够较为全面的获取被测试样的监测数据，进而能够对绝缘介质电树枝和局部放电进行测量，便于准确监测电力电缆的绝缘老化，考量因素全面，利于推广使用。

附图说明

图1为本发明局部放电与电树枝变频测量方法的一种流程图；

图2为本发明局部放电与电树枝变频测量系统的一种结构图；

图3为本发明被测试样结构示图；

图4为本发明50Hz XLPE中电树枝起始电压的威布尔分布图；

图5为本发明20Hz下XLPE中电树枝起始电压的威布尔分布图；

图6为本发明50Hz下XLPE图；

图7为本发明50Hz下XLPE图；

图8为本发明20Hz下XLPE图；

图9为本发明20Hz下XLPE图。

附图标记说明：

1、变频电源；2、调压器；3、变压器；4、保护电阻；5、电容分压器；6、透射光源；7、被测试样；8、二甲基硅油容器；9、移动调节台；10、显微镜；11、摄像头；12、电树枝观测计算机；13、电压衰减探头；14、局部放电特高频检测仪；15、工控机；16、局部放电记录分析模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。

如图1所示，本发明局部放电与电树枝变频测量方法的一种具体实施例：

一种局部放电与电树枝变频测量方法，包括以下步骤：

第一步，获取被测试样的特性数据；

第二步，通过预先构建的测量起树参数模型，根据第一步中的特性数据，设置升压测量参数数据；

第三步，根据第二步中的升压测量参数数据，控制被测试样的起树电压和频率，获取被测试样的监测数据；

第四步，利用预先构建的起树电压分析模型，对第三步中的监测数据进行分析，得到被测试样的特征起树电压；

第五步，根据第四步中的特征起树电压，得到被测试样的局部放电信号；

第六步，通过预先构建的分析处理模型，对第五步中的局部放电信号进行处理，得到局部放电相位与局部放电量以及放电重复率的关系信息，完成被测试样的局部放电与电树枝变频测量。

如图2所示，本发明局部放电与电树枝变频测量系统的一种具体实施例：

一种局部放电与电树枝变频测量系统至少包括三部分。

第一部分为加压系统，由变频电源1(20-300Hz)、调压器2、变压器3、保护电阻4、电容分压器5构成；第二部分为光学观测系统，由透射光源6、被测试样7、二甲基硅油容器8、移动调节台9、显微镜10、摄像头11、电树枝观测计算机12构成；第三部分为局部放电与电压测量系统，由电压衰减探头13、局部放电特高频检测仪14、工控机15、局部放电记录分析软件构成。

由变频电源1调节电压和频率，频率可调节范围为20-300Hz，变频电源1与变压器3相连，将电压升高施加在被测试样7上。

为了防止沿面放电和增加被测试样7的透明度，被测试样7浸没在盛满二甲基硅油的容器中，充油容器下面放置一个移动调节台9，可以通过调节螺杆调整被测试样7的位置，容器侧面放置一个亮度可调节的透射光源6，对侧放置一个可调节倍率的显微镜10，显微镜10与摄像头11相连，实时图像数据传到计算机分析软件中。

被测试样7附近放置局部放电特高频检测仪14，用以检测局部放电信号，其信号传到工控机15，电容分压器5处的电压信号连接衰减探头，将电压幅值进行衰减，且不改变电压相位，同样将其信号传到工控机15，工控机15连接局部放电记录分析软件，将采集到的局放信号进行记录保存，并实时观测记录电压。

本发明使用频率可调的变频电源1，配合局部放电特高频检测仪14和光学观测系统，实现在20-300Hz频率下对被测试样7局部放电和电树枝发展过程的同步测量。将实时信息保存到计算机模块中，以便后续处理。

变频电源1可以实现20-300Hz范围的频率调节。

二甲基硅油可以有效防止加压过程中发生沿面闪络，同时硅油可以填充被测试样7表面凹凸处，增加被测试样7的透明度，提高电树枝观测的清晰度。

移动调节台9放置于盛油容器下方，便于在试验过程中调节被测试样7位置且不过度污染硅油，通过调节螺杆完成被测试样7位置的调整。

放置在侧方的透射光源6、显微镜10和摄像头11可以实现对电树枝的实时观测，水平观测的方式可以利用容器壁抑制表面的液体流动，有效解决电泳现象造成的图像晃动的问题。

局部放电特高频检测仪14可以有效避免变频电源1中电力电子器件对局放信号的干扰，保证局放信号记录的准确性。

工控机15内含采集卡，利用提前搭建好的局部放电记录分析模块16可以记录分析实时局部放电数据。

工控机内含采集卡，利用提前搭建好的电树枝局部放电分析软件可以记录分析实时局部放电数据。

局部放电记录分析模块可以将局部放电信号以文本的形式存入采集卡中，分析时，将采集卡中的文档导入分析系统，即可得到局部放电相位与局部放电量的关系谱图(图)以及局部放电相位与放电重复率的关系谱图(/>图)。

应用本发明的一种具体实施例：

采用以上系统对XLPE被测试样进行试验，被测试样采用220kV及以下过氧化物交联聚乙烯材料，型号为WMY4201EHV(YJ-220)，制成如图3所示的被测试样。

测量被测试样的起树电压，从5kV开始升压，升压步长为1kV，升压速率为1kV/s，每级电压保持1min。若1min内未出现电树枝引发的现象，继续升压，直至局部放电量超过局部放电记录分析软件所设定的阈值为止，记录此时的电压即作为被测试样的起树电压，并采用威布尔分布对实验结果进行统计分析。

阈值的选择方法如下：

在施加电压之前，周围环境的干扰会体现在局放分析软件中，一般选择周围环境干扰值的2倍左右作为阈值，具体值根据环境干扰而定。

威布尔分布模型基于弱点理论，将整个系统看成若干个子系统串联而成，其强度取决于最薄弱环节的强度。该模型被广泛应用于可靠性分析和寿命检验。

本发明中，采用威布尔分布对实验所测起树电压进行统计分析。

威布尔分布的概率密度函数为：

式中，F(u)为电压u下的累计失效概率，u为起树电压，α为尺度参数，物理意义表示概率为63.2％的起树电压，β为形状参数，物理意义表示起树电压的变化幅度，反映起树电压的分散性，β越大其起树电压变化幅度越小。γ为位置参数，且F(γ)＝0，表示当u<γ时电树枝引发概率为0，更加符合电树枝的引发特性。

20Hz和50Hz下XLPE被测试样中电树枝引发测试的威布尔分布结果如图1所示，取63.2％对应的起树电压作为被测试样的特征起树电压。由图4、图5可知，50Hz下XLPE特征起树电压为14.8kV，而20Hz下XLPE特征起树电压为15.5kV，相比于50Hz提高了4.7％。

测得电树枝起始电压后，将XLPE被测试样在相同电压等级下时间恒压观察，用局部放电记录分析软件采集局部放电信号，分析处理采集的数据时，设置一定的阈值和采样频率，导入数据得到局部放电相位与局部放电量的关系谱图(图)以及局部放电相位与放电重复率的关系谱图(/>图)，如图6、图7、图8、图9所示。

通过关系谱图直观看出局放特征量的之间的关系，即放电相位与放电量的关系，放电相位与放电重复率的关系，并得到谱图及图中数据，完成局部放电的测量。

阈值与采样频率与前文中采集信号时的设置相同；阈值设置同上，采样频率必须大于被采样信号带宽的两倍，避免混叠。

导入数据为导入采集的局放信号，其导入方法如下：

局放信号以txt文本形式保存，导入txt中的数据，得到谱图，同时得到谱图中的数据。

应用本发明方法的一种设备实施例：

一种计算机设备，其包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述的一种局部放电与电树枝变频测量方法。

应用本发明方法的一种计算机介质实施例：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的一种局部放电与电树枝变频测量方法。

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、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、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。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、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。

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保护范围之内。

Claims (5)

1.一种局部放电与电树枝变频测量方法，其特征在于，

包括以下步骤：

第一步，获取被测试样的特性数据；

第二步，通过预先构建的测量起树参数模型，根据第一步中的特性数据，设置升压测量参数数据；

第三步，根据第二步中的升压测量参数数据，控制被测试样的起树电压和频率，获取被测试样的监测数据；

第四步，利用预先构建的起树电压分析模型，对第三步中的监测数据进行分析，得到被测试样的特征起树电压；

第五步，根据第四步中的特征起树电压，得到被测试样的局部放电信号；

第六步，通过预先构建的分析处理模型，对第五步中的局部放电信号进行处理，得到局部放电相位与局部放电量以及放电重复率的关系信息，完成被测试样的局部放电与电树枝变频测量；

所述第一步中，特性数据包括被测试样的材料、产品型号；

所述第二步，构建测量起树参数模型的方法如下：

根据被测试样的材料、产品型号，设置升压测量参数数据；

升压测量参数数据至少包括起始升压、升压步长、升压速率、每级电压保持时长和升压时间阈值、测试频率；

所述第三步中，监测数据为局部放电量的变化值；

所述第四步中，构建起树电压分析模型的方法如下：

设置放电阈值，当局部放电量超过放电阈值时，将此时的测量电压作为被测试样的起树电压；

采用威布尔分布的概率密度函数对起树电压进行统计分析，得到某概率下的起树电压，作为被测试样的特征起树电压；

威布尔分布的概率密度函数的计算公式如下：

式中，F（u）为电压u下的累计失效概率；

u为起树电压；

α为尺度参数，其物理意义表示某概率下的起树电压；

β为形状参数，物理意义表示起树电压的变化幅度，反映起树电压的分散性，β越大其起树电压变化幅度越小；

γ为位置参数，且 F(γ)=0，表示当 u<γ 时电树枝引发概率为 0，以反映电树枝的引发特性；

所述第五步中，被测试样的局部放电信号的得到方法如下：

将被测试样在与特征起树电压相同的电压等级下恒压观察，并用局部放电记录分析模块采集局部放电信号；

所述第六步中，构建分析处理模型的方法如下：

设置一定的阈值和采样频率，导入局部放电信号，得到局部放电相位与局部放电量的关系谱图以及局部放电相位与放电重复率的关系谱图，完成被测试样的局部放电与电树枝变频分析处理；

局部放电信号的导入以及处理方法如下：

步骤1，将局部放电信号以txt文本形式进行保存，得到数据文本；

步骤2，将步骤2中的数据文本导入到分析处理模型，构建谱图；

步骤3，根据步骤2中的谱图，得到谱图中的数据信息。

2.一种局部放电与电树枝变频测量系统，其特征在于，

采用如权利要求1所述的一种局部放电与电树枝变频测量方法；

其包括加压单元、光学观测单元、局部放电与电压测量单元；

所述加压单元，包括变频电源（1）、调压器（2）、变压器（3）、保护电阻（4）、电容分压器（5）；

所述光学观测单元，包括透射光源（6）、被测试样（7）、盛满二甲基硅油的容器、移动调节台（9）、显微镜（10）、摄像头（11）、电树枝观测计算机（12）；

局部放电与电压测量单元，包括电压衰减探头（13）、局部放电特高频检测仪（14）、工控机（15）、局部放电记录分析模块（16）。

3.如权利要求2所述的一种局部放电与电树枝变频测量系统，其特征在于，

变频电源（1），用于调节电压和频率，其频率调节范围为20-300Hz；

变频电源（1）与变压器（3）相连，将电压升高施加在被测试样（7）上；

盛满二甲基硅油的容器，用于防止沿面放电和增加被测试样（7）的透明度，并能浸没被测试样（7），其下方装配移动调节台（9）；

移动调节台（9）通过调节螺杆调整被测试样（7）的位置；

容器侧面装配亮度可调节的透射光源（6），对侧装配可调节倍率的显微镜（10），显微镜（10）与摄像头（11）相连，将实时图像数据传到局部放电记录分析模块（16）中。

4.如权利要求2所述的一种局部放电与电树枝变频测量系统，其特征在于，

局部放电特高频检测仪（14）装配在被测试样（7）附近，用以检测局部放电信号，其信号能传到工控机（15）；

电容分压器（5）的电压信号连接衰减探头，将电压幅值进行衰减，且不改变电压相位，并将其信号传到工控机（15），工控机（15）连接局部放电记录分析模块（16）；

局部放电记录分析模块（16）将采集到的局放信号进行记录保存，并实时观测记录电压。

5.一种局部放电与电树枝变频测量方法，其特征在于，

应用于如权利要求2-4任一所述的一种局部放电与电树枝变频测量系统；

包括以下内容：

在容器的下方放置移动调节台（9），通过调节螺杆调整被测试样（7）的位置，容器侧面放置一个亮度可调节的透射光源（6），容器对侧放置可调节倍率的显微镜（10），显微镜（10）与摄像头（11）相连，实时图像数据传到计算机分析软件中；

在容器中倒满二甲基硅油，将被测试样（7）浸没；

变频电源（1）与变压器（3）相连，将电压升高施加在被测试样（7）上，变频电源（1）调节电压和频率，频率可调节范围为20-300Hz；

被测试样（7）附近放置局部放电特高频检测仪（14），用以检测局部放电信号，其信号传到工控机（15）；

电容分压器（5）处的电压信号连接衰减探头，将电压幅值进行衰减，且不改变电压相位，并将其信号传到工控机（15）；

工控机（15）连接局部放电记录分析模块（16）；

局部放电记录分析模块（16）将采集到的局放信号进行记录保存，并实时观测记录电压。