專利名稱：干式套管雷電波沖擊電壓型式試驗裝置及其頻帶分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大型電力設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，涉及信號處理技術(shù)，特別涉及干式套管雷電波沖擊電壓型式試驗裝置及其頻帶分析法。
背景技術(shù)：
絕緣材料都只能在一定的電場強(qiáng)度一下保持其絕緣特性，當(dāng)電場強(qiáng)度超過一定限度時，絕緣材料便會瞬間失去絕緣特性，使整個設(shè)備破壞。因此，介電強(qiáng)度是最基本的絕緣特性參數(shù)。不論在電氣產(chǎn)品的生產(chǎn)中，還是在使用中，都要經(jīng)常做介電強(qiáng)度的型式試驗。各種高壓電器設(shè)備在運(yùn)行中，難免要遭受大氣過電壓。為了檢驗干式套管承受這
種過電壓的能力，需要對其進(jìn)行沖擊電壓的介電強(qiáng)度試驗[1]。沖擊電壓下的介電強(qiáng)度試
驗中，采用的沖擊電壓波形是模擬實際運(yùn)行中出現(xiàn)概率最大的沖擊電壓波形，這是根據(jù)大
量實測統(tǒng)計的結(jié)果規(guī)定出的各種標(biāo)準(zhǔn)波形。根據(jù)GB/T16927. 1-1997《高電壓試驗部分一
般試驗要求》規(guī)定，一般波頭時間Tl為1. 2士30% μ s，波尾時間Τ2為50士2% μ s，沖擊波
峰值不超過士3%，峰值上產(chǎn)生的過沖擊振蕩幅值要小于峰值的5%。一般來說，可以用式
⑴來表示雷電波在t時刻的電壓U
權(quán)利要求
1.干式套管雷電波沖擊電壓型式試驗裝置，其特征在于包括作為整體經(jīng)受雷電波型式試驗且相互串聯(lián)的套管主電容芯子和外加電容器，所述外加電容器的兩端連接有示波器，數(shù)據(jù)采集卡采集示波器的信號并傳輸給計算機(jī)，采用短時傅立葉分析判斷擊穿發(fā)生時間及套管擊穿層數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干式套管雷電波沖擊電壓型式試驗裝置，其特征在于所述外加電容的電容值至少是套管絕緣芯子主電容的電容值的3倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干式套管雷電波沖擊電壓型式試驗裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集卡為采集速度在lGS/s以上的多通道數(shù)字采集卡。
4.基于權(quán)利要求1所述的干式套管雷電波沖擊電壓型式試驗裝置的頻帶分析方法，其特征在于首先利用數(shù)據(jù)采集卡對示波器的波形U2 (t)進(jìn)行采樣，并將采樣結(jié)果U2 (η)傳輸給計算機(jī)并進(jìn)行保存，然后計算機(jī)對采樣結(jié)果U2 (η)使用多個矩形窗函數(shù)進(jìn)行截取處理，得到一系列序列；接著，對序列進(jìn)行快速傅立葉變換后進(jìn)行歸一化處理，得到序列的數(shù)字頻率幅值響應(yīng)G㈨；通過與相鄰點幅值響應(yīng)比較就可以得到套管在某時段是否發(fā)生擊穿。
5.如權(quán)利要求4所述的分析方法，其特征在于對采樣結(jié)果u2(n)使用多個矩形窗函數(shù) gi(n)進(jìn)行截取處理后，再次進(jìn)行截取處理，即去除成
6.如權(quán)利要求4所述的分析方法，其特征在于得到的二次截取序列的長度為
7.如權(quán)利要求4或5所述的分析方法，其特征在于所述義
8.如權(quán)利要求7所述的分析方法，其特征在于所述
9.基于權(quán)利要求1所述的干式套管雷電波沖擊電壓型式試驗裝置的頻帶分析方法，其特征在于包括以下步驟(1)使用數(shù)據(jù)采集卡對示波器的波形U2(t)在O-Ims內(nèi)進(jìn)行采樣，并將采樣結(jié)果U2 (η) 傳輸至計算機(jī)內(nèi)并保存；(2)對采樣結(jié)果U2(η)使用多個矩形窗函數(shù)進(jìn)行截斷處理，得到一系列序列成(《);(3)對截取后的序列成㈨進(jìn)行快速傅立葉變換后進(jìn)行歸一化處理，得到成㈨的數(shù)字頻率幅值響應(yīng)_),其中，_)為截取序列在離散數(shù)字頻率點
10.如權(quán)利要求9所述的分析方法，其特征在于設(shè)定u(n)為對標(biāo)準(zhǔn)雷電波在O-Ims 內(nèi)按步驟1)中采樣率進(jìn)行采樣后得到的序列，為對u(n)按步驟3)處理后得到的再次階段序列，對‘(《)進(jìn)行FFT并歸一化后得到對應(yīng)的幅值響應(yīng) 則畸變程度為:
全文摘要
本發(fā)明提供了一種干式套管雷電波沖擊電壓型式試驗裝置及其頻帶分析方法，屬于大型電力設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，主要用于監(jiān)測干式套管是否在雷電波型式試驗中發(fā)生擊穿及其擊穿層數(shù)。針對目前干式套管雷電波沖擊電壓型式試驗中遇到的兩個問題1)套管層數(shù)較多而擊穿層數(shù)極少時，試驗前后套管電容值的變化都很不明顯；2)在雷電波型式試驗過程中，無論是否套管是否發(fā)生擊穿其響應(yīng)波形無明顯變化。為了解決這些問題，本專利利用一個外加電容與套管主絕緣芯子串聯(lián)接地，對試驗中外加電容兩端電壓進(jìn)行時頻分析，估計擊穿發(fā)生的時刻與擊穿層數(shù)。
文檔編號G01R31/12GK102565646SQ20121001492
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者何寶聲, 吳鍇, 喇元, 朱文俊, 柯春俊, 王紅斌 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 西安交通大學(xué)