專利名稱：部分放電電荷量測定方法以及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要是從UHF波段的部分放電放射電磁波信號的 時間波形抽取TEM才莫(mode)成分，并基于其二階積分值(second order integral value),不依賴傳感器位置而效'J定部分》文電(partial discharge) 電荷量的方法以及裝置。
背景技術(shù)：
氣體絕緣開關(guān)設(shè)備(GIS)或變壓器的絕緣診斷是通過部分放電放 射電磁波測定而實施的。由于該電磁波測定主要以UHF波段為對象， 所以一般稱為UHF法。通常，在氣體絕緣開關(guān)裝置或氣體絕緣輸電線 (GIL)等的氣體絕緣設(shè)備中，中心高壓導(dǎo)體-金屬接地罐(tank)之間 暴露在高電場下，當在設(shè)備內(nèi)部部分放電發(fā)生時，有最終中心導(dǎo)體-金 屬罐之間的絕緣被打破引起絕緣破壞的擔憂。因此采用如下診斷手法， 即在作為絕緣破壞的前兆現(xiàn)象的部分放電階段，檢測在氣體絕緣設(shè)備內(nèi) 部傳播來的電磁波信號，通過判定是否是部分放電信號，來預(yù)先探查絕 緣異常。作為該部分放電信號的檢測手法提出有各種各樣的手法，作為 其中之一，UHF (Ultra High Frequency:超高頻)法被視為對絕緣診斷 的高可靠性化最為有用。UHF法指的是主要對UHF頻帶(300MHz~ 3GHz)的高頻電磁波使用對該頻帶具有靈敏度(sensitivity)的天線來 檢測的手法。由于UHF法是高靈敏度且能夠測定部分放電信號，所以 現(xiàn)在其應(yīng)用被廣泛地研究，進而作為用于設(shè)備的資產(chǎn)管理(Asset Management)的測定法也在凈皮研究。
另一方面，現(xiàn)在作為在氣體絕緣開關(guān)設(shè)備(GIS)的出廠試驗中的 部分放電計測，基于kHz頻帶的低頻成分的電荷量校正(calibrate)手 法被標準化(IEC60270, JEC0401 - 1990部分放電測定)。IEC60270 是與交流高電壓的相位同步地探測部分放電脈沖的現(xiàn)有的標準部分放 電測定方式。雖然氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的工廠試驗基于該試驗法進行，但 也在研究UHF法對在當?shù)刈冸娝冗\轉(zhuǎn)中的設(shè)備的絕緣診斷的應(yīng)用， 有將基于UHF法的電荷量校正法標準化的趨勢。放電電荷量的校正是絕緣診斷中最重要的項目，在CIGRE TF15/33.03.05中，推薦為了 GIS 監(jiān)視系統(tǒng)的早期異常探測，有必要證實貫穿GIS整體相當于放電電荷量 5pC的探索靈敏度(CIGRE TF15/33.03.05: "PD detection system for GIS: sensitivity verification for the UHF method and the acoustic method", Electra,No.18, pp.75 - 87, 1999)。這樣，希望從當?shù)刈冸娝慕^緣診斷 以及用于工廠出廠的部分放電試纟全兩方面來確立根據(jù)UHF法的放電電 荷量校正手法。
但是，迄今以UHF法測定的電磁波波形和放電電荷量的關(guān)系不明 確，雖然在研究波形的能量和振幅值等的相關(guān)關(guān)系，但線性不被承認， 還不存在理論的證椐。
專利文獻1:日本專利申請公開2003 -43094號公報 專利文獻2:日本專利申請公開2003 - 232828號公報 專利文獻3:日本專利申請公開2002 - 5985號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
放電電荷量和放射電磁波的關(guān)系是電荷量對放電電流進行時間積 分所得到，但因為放射電磁波的振幅與放電電流的時間變化成比例，所 以放電電荷量與放射電磁波波形的二階積分值成比例。而且，由于在密 封空間中傳播的電磁波激發(fā)TE以及TM模，其特性疊加，所以依賴于 放電電荷的電磁波信號使不包含這些模的TEM模成分成為對象。
本發(fā)明的目的是提供一種部分放電電荷量的測定方法以及裝置，作 為根據(jù)UHF法的電荷量校正手法以及絕緣診斷技術(shù)，來代替IEC60270, 其中，通過濾波器處理，從測定電磁波信號中抽取作為最低次電磁波傳 播模的TEll模的截止頻率以下的成分，以抽取后的TEM模成分為對象 基于其二階積分值求出放電電荷量。
用于解決問題的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的部分放電電荷量測定方法通過具有至少UHF頻帶的靈敏 度的天線來測定成為測定對象的設(shè)備的部分放電放射電磁波，從測定的 時間波形中通過濾波器抽取TEM模成分，而且求出該濾波器處理后的 時間波形的二階積分值，從該值求出放電電荷量。進而，對成為測定對 象的設(shè)備輸入才莫擬放電信號(pseudo discharge signal)預(yù)先求出二階積分值和放電電荷量的關(guān)系，而且，從所述二階積分值求出的放電電荷量 能使用預(yù)先求得的二階積分值和放電電荷量的關(guān)系來求出。
此外，本發(fā)明的部分放電電荷量測定裝置包括天線，該天線測定 成為測定對象的設(shè)備的部分放電放射電磁波，并具有至少UHF頻帶的 靈敏度；以及測定裝置主體，其具備濾波器，從測定的時間波形抽取 TEM模成分；以及處理部，求出該濾波器處理后的時間波形的二階積分 值，從該值求出放電電荷量。進而，具備電磁波放射模擬裝置(simulating apparatus),其用于對成為測定對象的設(shè)備輸入模擬放電信號，預(yù)先求 出二階積分值和放電電荷量的關(guān)系，處理部所求出的放電電荷量可以使 用預(yù)先求得的二階積分值和放電電荷量的關(guān)系從二階積分值來求出。
通過本發(fā)明，明確了迄今為止不明確地進行了嘗試法(attempt)的 根據(jù)UHF法的測定電磁波波形和放電電荷量的關(guān)系。另外，該手法是 由于是基于物理現(xiàn)象的手法所以在理論上也沒有錯誤的手法。
通過本發(fā)明的手法，能夠不依賴放電源和傳感器的距離以及罐徑向 (e方向)的位置地以UHF法校正放電電荷量。以下， 一邊參照圖2 — 邊對其原理進行說明。圖2是說明放射電磁波波形的濾波器處理和求出 二階積分值的過程的圖。
圖2 (a)例示了根據(jù)部分放電的放射電磁波波形。該放射電磁波波 形包括與放電電流相關(guān)的TEM模、和在GIS內(nèi)傳播中激發(fā)的TE以及 TM模。再有，如公知的那樣，TE模指的是波動的傳播方向上電場矢量 垂直(電場矢量是橫波Transverse Electric )且傳播方向上不具有成分 (分量)，換言之，是磁場矢量在傳播方向上具有成分的電磁波的傳播 模，TM模是磁場矢量垂直(磁場矢量的振動是橫波Transverse Magnetic)且在傳播方向上不具有成分，電場矢量在傳播方向上具有成 分的電》茲波的傳播沖莫。此外，TEM才莫(Transverse Electromagnetic Mode: 橫電磁波模)是在電磁波的傳播方向上電場成分和磁場成分均不存在， 只在與傳播方向為直角的面內(nèi)存在電場、磁場的完全橫波傳輸模。由于 這些TE、 TM各才莫的傳播速度對頻率成分具有分散特性，所以根據(jù)放電 源和傳感器的距離、以及傳感器的罐安裝徑向(e方向)的位置測定的 放射電磁波波形不同。這里，放射電磁波TEM模成分的振幅值與放電 電流的時間變4匕成比例。
圖2 ( b )例示了通過濾波器處理抽取的TEM模成分，圖2 ( c )例示了其一階積分值，圖2 (d)例示了二階積分值。包括從測定放射電磁 波波形除去TE以及TM模成分而抽取的TEM模成分的時間波形的二階 積分值，是作為放射源的放電電流的時間波形的積分，即與放電電荷量' 被賦予比例關(guān)系。因此，原理上從在GIS內(nèi)檢測的電磁波波形中抽取 TEM模成分，通過求出其時間波形的二階積分值就能從原理上求出放電 電荷量。
再有，由于可以考慮到每個電磁波測定系統(tǒng)有差異，例如檢測的傳 感器特性和放大器的有無、以及該放大器的增益特性等，所以即使是相 同放電，檢測波形的振幅值也可能不是相同的。此外，即使使用相同電 磁波測定系統(tǒng)測定相同放電，在GIS罐的尺寸(即電壓等級)不同的情 況下，檢測電磁波波形的振幅值也不同。因此，在運用本裝置之前，在 運用的GIS輸入模擬放電信號，預(yù)先求出該放電電荷量和測定的放射電 磁波波形的TEM模成分的二階積分值的關(guān)系(預(yù)先作成校正曲線以使 二階積分值能以絕對值的方式被處理)。
發(fā)明效果
通過本發(fā)明，根據(jù)UHF法的放電電荷量變得能夠校正，能夠用于 與氣體絕緣開關(guān)設(shè)備GIS的部分放電試驗有關(guān)的出廠試驗。此外，只要 應(yīng)用于已經(jīng)設(shè)置在當?shù)刈冸娝腉IS中的絕緣異常診斷，就能夠從根據(jù) UHF法的絕緣診斷得知放電電荷量。


圖1是例示能夠應(yīng)用本發(fā)明的根據(jù)UHF法的電荷量測定裝置的概 略結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是說明放射電磁波波形的濾波器處理和求出二階積分值的過程 的圖。
圖3是表示TE模的傳播速度的圖表。
圖4是表示在(a) 66kV級模型(model) GIS以及(b ) UHV級模 型GIS中部分放電放射電磁波波形的傳感莽距離依賴性的一個例子的圖。
圖5是表示在傳感器位置不同的情況下的放射電磁波振幅值Vpp和 從放電源開始的傳感器距離的關(guān)系的圖。
圖6是表示在傳感器位置不同的情況下的電磁波振幅值Vpp和放電電荷量關(guān)系的圖。
圖7是表示在不同傳感器位置的無濾波器處理的電磁波波形的二階 積分值和放電電荷量的關(guān)系的圖。
圖8是表示TEM模成分的二階積分值和放電電荷量關(guān)系的圖。
圖9是表示根據(jù)成為放電源的異物附著位置的放電電荷量和TEM
模成分的二階積分值的關(guān)系的圖。 附圖標記說明
1. 天線
2. 放大器
3. A/D轉(zhuǎn)換板(board)
4. TEM;f莫抽取濾波器
5. 濾波器特性輸入部
6. 處理部
7. 顯示部
8. 記錄部
9. 測定裝置主體(測定設(shè)備)
10. 模擬放電信號發(fā)生裝置
11. 電磁波放射天線
12. 放電單元
13. 放電發(fā)生電源
14. 對象裝置
15. 模擬放電電磁波信號
16. 放電電》茲波信號
17. 放電電流 電荷量測定記錄部
具體實施例方式
下面，基于例示對本發(fā)明進行說明。圖1是例示能夠應(yīng)用本發(fā)明的 根據(jù)UHF法的電荷量測定裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。例示的電荷量測定裝 置進行將測定的放電電磁波信號轉(zhuǎn)換成電荷量的電荷量校正，而且，輸 出(顯示)該校正了的電荷量。圖中的對象裝置14是成為校正放電電 荷量或進行絕緣異常診斷的對象的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備(GIS)或氣體絕 緣輸電線等。例如，氣體絕緣開關(guān)設(shè)備(GIS)包括總線、遮斷器、斷路器、接地開關(guān)器、避雷器等。該單相總線部的基本結(jié)構(gòu)是同軸圓筒 狀，包括中心的高壓導(dǎo)體和覆蓋其周圍的接地罐。該中心導(dǎo)體和接地罐 之間的絕緣，是通過封入罐中的絕緣介質(zhì)氣體以及對中心導(dǎo)體支持并保
持絕緣的絕緣墊片(spacer)來進行的。
具有從至少VHF頻帶開始以UHF頻帶為主的靈敏度的天線(傳感 器)1,用于測定放電電磁波信號16 (部分放電放射電磁波)。該放電 電磁波信號16通過放大器2，放大其測定時間波形，在通過A/D轉(zhuǎn)換 板3進行A/D轉(zhuǎn)換之后，通過TEM模抽取濾波器4抽取TEM模成分。 濾波器特性輸入部5考慮根據(jù)對象設(shè)備變化的TE、 TM模的截止頻率而 輸入TEM模抽取濾波器4的濾波器特性。TEM模抽取濾波器4抽取最 低次的電磁波傳播模的截止頻率以下的成分。例如在氣體絕緣開關(guān)設(shè)備 中抽取由其罐容器和內(nèi)部高壓導(dǎo)體的尺寸決定的TEU模以下的頻率成 分。由此，能夠與放電源和傳感器(天線)的距離、以及該傳感器的徑 向的安裝位置無關(guān)地校正放電電荷量。
本測定裝置還能夠經(jīng)由放大器2使用在數(shù)字示波器上測定的電磁波 波形來通過TEM模抽取濾波器4，在處理部6評價放電電荷量。此外， 在沒有基于TE模的傳播速度的分散特性的與TEM模的疊加的距離中測 定放射電磁波的情況下，不要濾波器處理。
處理部6求出濾波器處理后的時間波形的二階積分值，從該值求出 放電電荷量。顯示部7以及記錄部8分別顯示并記錄求得的放電電荷量。 本裝置也能夠顯示并記錄沒有通過TEM模抽取濾波器4的、包含TE和 TM沖莫的電磁波原波形(raw waveform),此外在處理部6中只要準備 算法(algorithm)就還能夠評價放電源的種類、位置、狀態(tài)。
進行二階積分時的時間范圍，優(yōu)選與成為放射電磁波源的放電現(xiàn)象 的電流變化的時間波形至少相同或比其更長，例如是5倍以內(nèi)的范圍。 該二階積分值是積分時間的最終值，或使用在該積分時間的范圍內(nèi)二階 積分值最初大變化之后成為大致一定的值。該積分范圍預(yù)先設(shè)定對應(yīng)于 氣體中放電、空隙中(in-void)放電、沿面放電等典型的時間區(qū)域， 能夠求出各個情況的二階積分值，并且通過觀察在各設(shè)定時間范圍內(nèi)的 二階積分值的變化，能夠容易地進行放電源的特別指定。將時間波形通 過小波轉(zhuǎn)換(wavelet transformation)進行時間頻率解析，在判斷為反射 波的影響強的情況下，通過濾波處理除去該反射成分并求出二階積分
10值，能夠除去反射波的影響并詳細地求出放電電荷量。
例示的電荷量測定裝置具備電磁波放射模擬裝置，其用于在成為其 使用對象的設(shè)備中預(yù)先使用本測定裝置求出所述的二階積分值和放電
電荷量的關(guān)系(校正曲線)。該電磁波放射模擬裝置具備模擬放電信 號發(fā)生裝置10，設(shè)定任意的電荷量并發(fā)生模擬放電信號；以及電磁波放 射天線11,基于發(fā)生的模擬放電信號發(fā)生模擬放電電磁波信號15。通 過所述天線1測定發(fā)生的模擬放電電磁波信號15。
或者，該電磁波放射模擬裝置包括放電單元12,包括使真實放電 (real discharge )發(fā)生的小型密閉容器；以及放電電流'電荷量測定記錄 部17,測定對放電單元12施加電壓的放電發(fā)生電源13以及放電單元 12內(nèi)的放電電流，從其時間積分值求出電荷量并與電流波形一起記錄。 根據(jù)通過該結(jié)構(gòu)求得的電荷量，能夠使用本測定裝置求出二階積分值和 放電電荷量的關(guān)系。任意氣體例如SF6氣體或C02氣體或空氣等以10 氣壓以下的壓力封入該放電單元12的密閉容器內(nèi)，該放電單元12包括 電極，其構(gòu)成用于在氣體中模擬部分放電的不均勻電場(non-uniform electric field)。在模擬空隙中放電，沿面放電或來自自由異物的放電的 情況下，通過對電極間分別插入包含空隙的固體絕緣物、在表面的一部 分安裝有金屬異物的無空隙固體絕緣物、或自由異物從而能夠使部分放 電發(fā)生。
測定裝置主體9的處理部6使用在運用前使用電磁波放射模擬裝置 取得的二階積分值和放電電荷量的關(guān)系(校正曲線)，預(yù)先取得使該關(guān)
系通過墊片的情況或通過曲折部、分支部的情況等各狀態(tài)的校正曲線， 對應(yīng)于需要，即，在需要詳細的評價的情況下、或通過另外的放電源的 位置標定確認墊片通過、分支部通過的情況下使用該關(guān)系。通過在測定 裝置主體9的處理部6裝入(incorporate)用于評價放電源、放電位置 以及放電狀態(tài)的算法，就還能夠?qū)嵤┓烹姷陌l(fā)生源、位置標定、絕緣異 常狀態(tài)的診斷。
測定電磁波波形受起因于放電并依賴于該放電電流的TEM模成分、 和當在氣體絕緣開關(guān)設(shè)備等的密閉容器內(nèi)傳播時TE模和TM模等的模 的影響。由于各TE和TE模具有依賴于頻率的速度分散性(參照圖3 以及式(l)),所以根據(jù)放電源和傳感器的距離，疊加于TEM模的模 成分不同，由此根據(jù)傳感器距離而使波形的形狀變得不同。此外，由于TE或TM模的各次數(shù)的對罐徑向的激發(fā)狀態(tài)不同，所以根據(jù)罐徑向上
的傳感器安裝位置而使波形形狀變得不同。
v=c(l - (fc/f)2)D5 v:傳播速度，c:光速，fc:截止頻率，頻率式(l)
此外，由于TE和TM模的各截止頻率根據(jù)密閉容器的尺寸也不同， 所以在(特別是電壓等級不同的情況)尺寸不同的GIS的情況下，即使 放電源與傳感器的距離相同，其測定電磁波波形也變得不同。進而，當 變更使用的測定傳感器和放大器增益等測定裝置結(jié)構(gòu)時，測定電磁波波 形變得不同。在例如傳感器靈敏度和放大器增益大的裝置結(jié)構(gòu)中，測定 電磁波波形的振幅值變大，作為本發(fā)明方法的TEM模成分的二階積分 值對相同放電現(xiàn)象也變大。
考慮上述情況，在將本發(fā)明應(yīng)用到測定對象或進行出廠試驗的GIS 時，需要預(yù)先使用將要使用的測定裝置，預(yù)先取得其對象設(shè)備中放電電 荷量和TEM模成分時間波形的二階積分值的校正曲線。再有，在對同 型的GIS使用相同特性的電荷量測定裝置時，能夠使用以前取得的校正 曲線，不再重新取得校正曲線也可。此外，不需要電荷量的絕對值，在 僅觀測相對的值的變化的情況下，不需要預(yù)先取得校正曲線，只要觀測 測定的二階積分值的變化即可。
由于將TEM模成分作為對象進行電荷量校正，所以即使在分支部 或曲折部存在的情況下本手法也能夠應(yīng)用，但在需要考慮GIS結(jié)構(gòu)的更 高精度校正的情況下，通過預(yù)先校正墊片通過特性和分支部、曲折部的 影響，從而即使在這樣的情況下也能進行高精度的評價。
實施例
圖4是表示在(a) 66kV級模型GIS以及(b) UHV級模型GIS中 的部分放電放射電磁波波形的傳感器距離依賴性的一個例子的圖。即使 對相同部分的放電，當傳感器距離d不同時，可知其波形形狀以及正和 負的最大振幅值Vpp也不同。此外，如圖4 (b)所示那樣，即使與圖4 (a)是相同的放電而且距放電源的傳感器距離相同，當GIS罐尺寸不 同時，可知波形的大小和振幅值Vpp也不同。此外，如可觀察傳感器距 離依賴性那樣，罐徑向上的安裝位置例如當以從高壓導(dǎo)體通過放電源的 垂線為基準在徑向逆時針旋轉(zhuǎn)定義角度e時，在e=0和90度時根據(jù)電
磁波傳播模特性而使波形的形狀以及大小不同。例如在e=90度時不出現(xiàn)奇數(shù)次的TE才莫。
進而，當改變傳感器的種類和放大器的增益等時，即使對相同放電 在相同位置測定，放電電磁波波形的振幅值也不同。因此，二階積分值 的絕對值由于受這些影響，需要預(yù)先對每個要使用的裝置和要應(yīng)用的裝 置取得其二階積分絕對值和放電電荷量的關(guān)系(校正曲線)。
圖5 (a)和圖5 (b)表示在傳感器位置不同的情況下(傳感器位 置0度和90度)的、放射電磁波振幅值Vpp和距放電源的傳感器距離 的關(guān)系。Tf是放電電流的時間波形的下降時間，上升時間Tr全部相同。 如上述那樣，當傳感器位置和傳感器距離不同時，可知即使對相同的放 電，Vpp也不同。此外，可知當放電電流的波形(這時，下降時間Tf) 不同時，Vpp也不同。
圖6 (a)和圖6 (b)表示在傳感器位置不同的情況下(傳感器位 置0度和90度)的電磁波振幅值Vpp和放電電荷量關(guān)系的圖。從兩圖 可知，放電電荷量和Vpp沒有線性關(guān)系。此外，即使對相同電荷量的放 電，可知只要傳感器距離不同Vpp也不同。
從以上可知，對于通過UHF法的根據(jù)放射電磁波對電荷量的校正， 需要考慮放電電流波形、距放電源的傳感器距離和徑向的位置，此外， 可知原理上以波形的振幅值Vpp不能進行評價。
這是由于電磁波波形不僅受依賴于放電電流的成分的影響，還由于 密封空間傳播而受TE和TM模的影響。由于這些模成分的傳播速度具 有頻率依賴性，即速度分散性，所以根椐傳感器的位置和距離，該影響 也不同。因此，需要除去TE、 TM模，抽取依賴于放電電流的電磁波成 分(TEM模成分)。
對放電電流和電磁波波形，有電磁波波形的振幅與放電電流的時間 變化成比例的關(guān)系。因此，包括除去TE以及TM模成分的TEM模成分 的電磁波波形的二階積分值，與對電流波形積分后的電荷量比例。本發(fā) 明使用該關(guān)系，提出了根據(jù)UHF法的電荷量測定方法及其裝置。
圖7 (a)和圖7 (b)表示在不同傳感器位置(傳感器位置0度和 90度)的無濾波器處理的電磁波波形的二階積分值和放電電荷量的關(guān) 系。從兩圖可知，圖7 (b)中因為根據(jù)90度的位置TEU模等的奇數(shù) 次沖莫沒有出現(xiàn)，所以相應(yīng)地模的影響少，與圖7 (a)相比可以觀察到二 階積分值和放電電荷量的更好的比例關(guān)系，但可以觀察到少許對不同放電電流波形的變動。因此，可知需要通過濾波抽取TEM模成分，對該 波形進行二階積分。
圖8是表示TEM模成分的二階積分值和放電電荷量關(guān)系的圖。通 過預(yù)先在對象設(shè)備中測定這樣的校正曲線，就能夠通過UHF法從部分 放電放射電》茲波測定得知放電電荷量。
圖9是表示根據(jù)成為放電源的異物附著位置的放電電荷量和TEM 模成分的二階積分值的關(guān)系的圖。在異物附著在高壓導(dǎo)體上的情況和在 罐上異物豎立的情況下，可知TEM模成分的二階積分值不同。因此， 需要考慮這些異物附著位置的影響，必須預(yù)先取得該兩者的校正曲線。 該異物附著位置根據(jù)先前的申請(日本專利申請2005 - 305889),能夠 基于電磁波波形的時間變化而得知，但即使未知，只要在安全方面評價 即可。即，本方法在應(yīng)用于與部分放電試驗有關(guān)的出廠試驗或運轉(zhuǎn)中設(shè) 備的絕緣診斷時，通過使用對相同的二階積分值以大電荷量評價的關(guān)于 罐上豎立異物的特性，就能夠避免過小評價電荷量。再有，對于自由異 物，基本上使用關(guān)于罐上豎立異物的特性即可。
權(quán)利要求
1.一種部分放電電荷量測定方法，其中包括通過具有至少UHF頻帶的靈敏度的天線來測定成為測定對象的設(shè)備的部分放電放射電磁波，從測定的時間波形中通過濾波器抽取TEM模成分，而且求出該濾波器處理后的時間波形的二階積分值，從該求得的二階積分值求出放電電荷量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的部分放電電荷量測定方法，其中，包括 對成為測定對象的設(shè)備輸入模擬放電信號預(yù)先求出二階積分值和放電 電荷量的關(guān)系，而且，從所述二階積分值求出的放電電荷量是使用所述 預(yù)先求得的二階積分值和放電電荷量的關(guān)系來求出的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的部分放電電荷量測定方法，其中，所述 TEM模成分的抽取是最低次的電磁波傳播模的截止頻率以下的頻率成 分的抽取。
4. 根椐權(quán)利要求1所述的部分放電電荷量測定方法，其中，進行所 述二階積分的時間范圍，與成為放射電磁波源的放電現(xiàn)象的電流變化的 時間波形至少相同或比其更長，該二階積分值是積分時間的最終值、或 使用在該積分時間的范圍內(nèi)二階積分值最初大變化之后成為大致 一 定的值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的部分放電電荷量測定方法，其中，所述積 分時間范圍預(yù)先設(shè)定對應(yīng)于各種典型放電的典型時間區(qū)域，通過觀察在 各設(shè)定時間范圍內(nèi)的二階積分值的變化，從而進行放電源的特別指定。
6. 根椐權(quán)利要求1所述的部分放電電荷量測定方法，其中，在運用 前針對各種狀態(tài)預(yù)先取得使用電磁波放射模擬裝置取得的二階積分值 和放電電荷量的關(guān)系的校正曲線，在確認了這些狀態(tài)的任一個的情況下 使用該校正曲線。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的部分放電電荷量測定方法，其中，通過裝 入評價放電源、放電位置以及放電狀態(tài)的算法，從而還能夠?qū)嵤┓烹姷?發(fā)生源、位置標定、絕緣異常狀態(tài)的診斷。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的部分放電電荷量測定方法，其中，將所述 測定的時間波形通過小波轉(zhuǎn)換進行時間頻率解析，在判斷為反射波的影 響強的情況下，通過濾波處理除去其反射成分并求出二階積分值，除去反射波的影響并求出放電電荷量。
9. 一種部分放電電荷量測定裝置，其中包括天線，該天線測定成為測定對象的設(shè)備的部分放電放射電磁波，并 具有至少UHF頻帶的靈敏度；以及測定裝置主體，其具備濾波器，從測定的時間波形抽取TEM模 成分；以及處理部，求出該濾波器處理后的時間波形的二階積分值，從 該值求出放電電荷量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的部分放電電荷量測定裝置，其中，具備 電磁波放射模擬裝置，其用于對成為測定對象的設(shè)備輸入模擬放電信 號，預(yù)先求出二階積分值和放電電荷量的關(guān)系，所述測定裝置中，所述處理部所求出的放電電荷量是使用所述預(yù)先 求得的二階積分值和放電電荷量的關(guān)系從所述二階積分值來求出的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所迷的部分放電電荷量測定裝置，其中，抽取 所述TEM模成分的濾波器用于抽取最低次的電磁波傳播模的截止頻率 以下的頻率成分。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所迷的部分放電電荷量測定裝置，其中，進行 所述二階積分的時間范圍，與成為放射電磁波源的放電現(xiàn)象的電流變化 的時間波形至少相同或比其更長，該二階積分值是積分時間的最終值、 或使用在該積分時間的范圍內(nèi)二階積分值最初大變化之后成為大致一 定的值。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的部分放電電荷量測定裝置，其中，具有 如下功能所迷積分時間范圍預(yù)先設(shè)定對應(yīng)于各種典型放電的典型時間 區(qū)域，通過觀察在各設(shè)定時間范圍內(nèi)的二階積分值的變化，從而進行放 電源的特別指定。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的部分放電電荷量測定裝置，其中，所述 處理部在運用前針對各種狀態(tài)預(yù)先取得使用電磁波放射模擬裝置取得 的二階積分值和放電電荷量的關(guān)系的校正曲線，在確認了這些狀態(tài)的任 一個的情況下使用該校正曲線。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的部分放電電荷量測定裝置，其中，通過 對所述處理部裝入評價放電源、放電位置以及放電狀態(tài)的算法，從而還 能夠?qū)嵤┓烹姷陌l(fā)生源、位置標定、絕緣異常狀態(tài)的診斷。
16. 根椐權(quán)利要求9所迷的部分放電電荷量測定裝置，其中，具有如下功能將所述測定的時間波形通過小波轉(zhuǎn)換進行時間頻率解析，在 判斷為反射波的影響強的情況下，通過濾波處理除去其反射成分并求出 二階積分值，除去反射波的影響并求出放電電荷量。
17. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的部分放電電荷量測定裝置，其中，所述 電磁波放射模擬裝置利用電磁波放射天線和設(shè)定任意電荷量使模擬放 電信號發(fā)生的裝置來構(gòu)成，或者，使用由使真實放電發(fā)生的小型密閉容 器構(gòu)成的放電單元、對其施加電壓的放電發(fā)生電源、以及測定放電單元 內(nèi)的放電電流以從其時間積分值求出電荷量的裝置。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的部分放電電荷量測定裝置，其中，所述 放電單元在密閉容器內(nèi)封入規(guī)定的氣體，并具備構(gòu)成用于模擬在氣體中 的部分放電的不均勻電場的電極，在模擬空隙中放電、沿面放電或來自 自由異物的放電的情況下，通過對電極間分別插入包含空隙的固體絕緣 物、在表面的一部分安裝有金屬異物的無空隙固體絕緣物、或自由異物， 從而使部分放電發(fā)生。
全文摘要
本發(fā)明具備天線，該天線測定成為測定對象的設(shè)備的部分放電放射電磁波，并具有至少UHF頻帶的靈敏度；以及測定裝置主體，該測定裝置主體具備濾波器，從測定的時間波形抽取TEM模成分；以及處理部，求出該濾波器處理后的時間波形的二階積分值，從該值求出放電電荷量。進而，具備電磁波放射模擬裝置，其用于對成為測定對象的設(shè)備輸入模擬放電信號，預(yù)先求出二階積分值和放電電荷量的關(guān)系，所述處理部所求出的放電電荷量能夠使用預(yù)先求得的二階積分值和放電電荷量的關(guān)系從二階積分值求出。
文檔編號G01R31/12GK101317098SQ20068004479
公開日2008年12月3日 申請日期2006年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月29日
發(fā)明者匹田政幸, 大塚信也, 手島隆志, 林祐史 申請人:國立大學法人九州工業(yè)大學