一種超高頻局部放電傳感器的標(biāo)定裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超高頻局部放電傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超高頻局部放電傳感器的標(biāo)定裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超高頻局部放電檢測技術(shù)憑借抗干擾能力強等優(yōu)勢在GIS (Gas InsulatedSwitchgear，氣體絕緣開關(guān)設(shè)備)等大型電力設(shè)備絕緣狀態(tài)的在線監(jiān)測中得到廣泛應(yīng)用。但是，目前針對超高頻局部放電傳感器還沒有頒布相關(guān)的國際/國家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此對于市場中不同廠家的超高頻局部放電傳感器均缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進行考核校驗。雖然國際大電網(wǎng)會議曾經(jīng)提出過采用人工脈沖注入的方法來對超高頻局部放電傳感器的靈敏度和帶寬進行標(biāo)定，但是需要反復(fù)調(diào)試來確定合理的人工脈沖，過程較為繁瑣，并且由于人工脈沖中包括豐富的頻譜分量，容易導(dǎo)致不同頻譜混疊，使得標(biāo)定結(jié)果很難評估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種超高頻局部放電傳感器的標(biāo)定裝置及方法，能夠更為準(zhǔn)確標(biāo)定超高頻局部放電傳感器的靈敏度和帶寬，并且降低了工作量。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種超高頻局部放電傳感器的標(biāo)定裝置，其與待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器相配合，所述裝置包括用于提供超高頻信號的信號發(fā)生器、用于接收所述超高頻信號的信號接收器、用于消除所述超高頻信號折反射的阻抗過渡段、用于在所述超高頻信號傳輸時產(chǎn)生TEM波的同軸傳輸線、匹配阻抗和用于顯示所述TEM波頻率及幅值的示波器；其中，
所述阻抗過渡段有兩個，兩個所述阻抗過渡段均為圓錐；其中，兩個所述阻抗過渡段的圓錐頂部分別設(shè)有所述匹配阻抗及與所述信號發(fā)生器相連的所述信號接收器，且兩個所述阻抗過渡段的圓錐底部之間設(shè)有所述同軸傳輸線；
所述同軸傳輸線為中空圓柱，其內(nèi)壁上設(shè)有與所述示波器相連的所述待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器。
[0005]其中，所述同軸傳輸線的結(jié)構(gòu)與GIS母線段的結(jié)構(gòu)相同，且其直徑與所述兩個阻抗過渡段的圓錐底部直徑均相等。
[0006]其中，所述兩個阻抗過渡段圓錐頂部上形成的波阻抗均為50ohms，其圓錐底部上形成的波阻抗均與所述同軸傳輸線形成的波阻抗相等。
[0007]其中，所述信號接收器為射頻插座，其通過同軸電纜與所述信號發(fā)生器相連。
[0008]其中，所述超高頻信號的頻率位于[300MHz，3GHz]范圍內(nèi)。
[0009]本發(fā)明實施例還提供了一種超高頻局部放電傳感器的標(biāo)定方法，其在前述的裝置與待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器相配合中實現(xiàn)，所述方法包括:
得到所述裝置中信號發(fā)生器內(nèi)所發(fā)射超高頻信號的頻率范圍，將所述得到的頻率范圍按一定頻率間隔進行劃分，獲得多個頻率段，并在各頻率段中分別選擇對應(yīng)的一可調(diào)幅頻率，根據(jù)預(yù)設(shè)的幅值調(diào)節(jié)范圍調(diào)節(jié)各可調(diào)幅頻率的幅值來確定所述待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器對應(yīng)各可調(diào)幅頻率在示波器中分別可測得的最小信號值，且將所述確定的各最小信號值分別作為所述待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器在各頻率段相對應(yīng)的靈敏度；以及
在所述信號發(fā)生器內(nèi)固定一幅值，將位于所述頻率范圍內(nèi)的每一超高頻信號均按所述固定的幅值輸出來確定所述待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器信號值在所述示波器中幅值衰減至預(yù)設(shè)閾值時對應(yīng)的上限頻率和下限頻率，并將所述上限頻率與所述下限頻率的差值作為所述待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器的帶寬。
[0010]其中，所述方法進一步包括:
在所述信號發(fā)生器中的頻率范圍內(nèi)選擇多個頻率，并分別對所選各頻率進行調(diào)幅后，獲得所述待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器信號在所述示波器中各所選頻率分別對應(yīng)的幅值變化情況，根據(jù)所述各所選頻率及其對應(yīng)的幅值變化情況，采用線性函數(shù)分別進行擬合，得到各所選頻率分別對應(yīng)的擬合度；
當(dāng)所述得到的各所選頻率分別對應(yīng)的擬合度均滿足預(yù)定的條件時，則保持所述待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器不變；
當(dāng)所述得到的各所選頻率分別對應(yīng)的擬合度不滿足預(yù)定的條件時，則對所述待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器進行校核。
[0011]其中，所述超高頻信號的頻率范圍為[300MHz，3GHz]。
[0012]其中，所述預(yù)設(shè)閾值為3dB。
[0013]實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果:
1、在本發(fā)明實施例中，由于采用TEM波對待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器進行標(biāo)定，可以更為準(zhǔn)確地標(biāo)定出待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器的帶寬和靈敏度，降低了工作量；
2、在本發(fā)明實施例中，由于將同軸傳輸線模擬為實際GIS母線段，并作為TEM波的波導(dǎo)，使得與實際情況更為貼近。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖仍屬于本發(fā)明的范疇。
[0015]圖1為本發(fā)明實施例提供的超高頻局部放電傳感器的標(biāo)定裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例提供的超高頻局部放電傳感器的標(biāo)定方法的流程圖；
圖中:1_信號發(fā)生器，2-信號接收器，3-阻抗過渡段，4-同軸傳輸線，5-匹配阻抗，6-示波器，L-待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器。
【具體實施方式】
[0016]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述。
[0017]如圖1所示，為本發(fā)明實施例中，提出的一種超高頻局部放電傳感器的標(biāo)定裝置，其與待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器L相配合，裝置包括用于提供超高頻信號的信號發(fā)生器
1、用于接收超高頻信號的信號接收器2、用于消除超高頻信號折反射的阻抗過渡段3、用于在超高頻信號傳輸時產(chǎn)生TEM波的同軸傳輸線4、匹配阻抗5和用于顯示TEM波頻率及幅值的示波器6 ;其中，
阻抗過渡段3有兩個，兩個阻抗過渡段3均為圓錐；其中，兩個阻抗過渡段3的圓錐頂部分別設(shè)有匹配阻抗5及與信號發(fā)生器I相連的信號接收器2，且兩個阻抗過渡段3的圓錐底部之間設(shè)有同軸傳輸線4 ；
同軸傳輸線4為中空圓柱，其內(nèi)壁上設(shè)有與示波器6相連的待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器L。
[0018]應(yīng)當(dāng)說明的是，高頻電磁波(即超高頻信號)在傳播過程中，如果遇到阻抗的突變就會產(chǎn)生折反射，導(dǎo)致波形畸變，那么在待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器L上測到的信號將是不規(guī)則的，從而使得待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器L標(biāo)定很難進行或者無法進行，為此需連接兩段波阻抗不同的傳輸線，并保證波阻抗連續(xù)過渡，因此采用圓錐型的兩個阻抗過渡段3來消除超高頻信號折反射。
[0019]在本發(fā)明實施例中，兩個阻抗過渡段3圓錐頂部上形成的波阻抗一般均為50ohms,圓錐底部的波阻抗與同軸傳輸線4的波阻抗相等，因此兩個阻抗過渡段3圓錐底部的波阻抗取決于具體標(biāo)定時所用的同軸傳輸線4的阻抗，具體尺寸則根據(jù)波阻抗的大小來確定。
[0020]為了使得與實際情況更為貼近，因此同軸傳輸線4的結(jié)構(gòu)與GIS母線段的結(jié)構(gòu)相同，且其直徑與兩個阻抗過渡段3的圓錐底部直徑均相等。。
[0021]在一個實施例中，信號接收器2為射頻插座，其通過同軸電纜與信號發(fā)生器I相連，此時信號發(fā)生器I提供的超高頻信號頻率位于[300MHz，3GHz]范圍內(nèi)。
[0022]本發(fā)明實施例中的超高頻局部放電傳感器的標(biāo)定裝置的工作原理為:首先，對待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器L的靈敏度進行標(biāo)定。將超高頻信號需檢測的頻率范圍內(nèi)(如300MHz-3GHz )按一定頻率間隔劃分出多個頻率段，并在各頻率段中分別選擇相應(yīng)的一可調(diào)幅頻率，依次在各頻率段中所選的固定頻率下調(diào)節(jié)信號發(fā)生器I的輸出幅值，通過示波器6觀察待標(biāo)定超高頻局部放電傳感器L測得的信號，找出超高頻局部放電傳感器L在各可調(diào)幅頻率下可測得的最