[发明专利]一种基于频谱分析法的高压油纸频域介电测试仪及测试方法

说明书

本发明提供了一种基于频谱分析法的高压油纸频域介电测试方法，步骤为：S1)数据采集：通过对被测电气设备施加频率变化的交变电压，记录复电容的实部与虚部，并将介质损耗正切记录于工程机上；S2)数据处理：频率以及介质损耗正切与电位移量进行处理，得到介质损耗正切曲线与复电容实部、虚部曲线，S3)比较判断：以被测设备初始状态的介电损耗正切曲线与复电容实部、虚部曲线作为标准曲线；设备检修时重复步骤S1和S2,所得的介电损耗正切曲线、复电容实部与虚部曲线为测试曲线，将测试曲线与标准曲线比较，以此比较被测设备的绝缘状态，若是被测曲线低于标准曲线，则绝缘状态受损，设备应进行检修以防事故发生。

技术领域

本发明涉及一种基于频谱分析法的高压油纸频域介电测试仪及测试方法。

背景技术

电网规模不断扩大，现在已有数以万计的电气设备投入使用，这些电气设备的绝缘强度是保证电网能否安全可靠运行的关键。现如今，有很大一部分的电气设备采用油纸绝缘的绝缘结构，通过即时、方便的手段、装置来检测这些结构的可靠性对于电网的可靠运行十分重要。

目前，传统的绝缘检测方式有：绝缘电阻的检测、介质损耗角正切的检测、局部放电检测，非电参量的检测手段有油色气相分析。这些传统方式已十分成熟，在目前工程实际中已广泛应用。但是，由于存在种种问题，如：需要吊芯、取罩等本身就会损坏绝缘结构的操作，以及易受外部噪音干扰的影响。国内外学者提出了，基于介电响应法的绝缘检测手段。通过建立Debye模型来对绝缘结构进行电气分析。

频域分析法是介电光谱学领域中应用最广泛、也是众多研究者所熟悉的方法，其原理是将样品作为电容器进行测量，得到其在交流电场激励下的极化响应，可以通过不同激励频率的点频率或扫频进行测量。从而得到复介电常数和介质损耗角与测量频率之间的函数关系。除了获取单一频率下绝缘介质的介电响应信息，还可以通过在变压器绝缘介质两端施加各种频率的交流激励电压来获取更多的绝缘状态信息。该方法可以测算出不同频率绝缘材质介质损耗原因、复合电容及复介电常量，上述数据同变压器绝缘状况有着紧密关联，从而可以对绝缘系统的老化状态进行评估。由于极化电流、去极化电流由于外施极化电压为几百伏，对动辄几百千伏的高压电气设备的绝缘不会造成破坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于频谱分析法的，无损的，电气设备绝缘检测的介电测试仪。该仪器可以在不取罩、吊芯，破坏原绝缘结构的基础之上实现无损的绝缘检测，以作为传统的油气相色谱等检测方法的补充，来判断设备的绝缘程度。

本发明提供了一种基于频谱分析法的高压油纸频域介电测试仪，包括数据处理模块、数据传输模块、数据存储模块、温度检测模块、电压采集模块以及交变电压输出模块。

数据处理模块由控制器U1(DP8421A)和时钟信号输出芯片U4(74LS161)构成，控制器U1的56脚连接U4；

数据传输模块由USB数据传输芯片J1(AT43301)、电阻R1-R6构成，数据存储模块由存储芯片U3(M68AW031AL_SO28)、电阻R7、电阻R8构成，芯片J1的1脚与控制器U1的36脚相连，芯片J1的4、7脚接地，芯片J1的3脚通过R1与芯片U3的15脚相连，芯片J1的2脚通过电阻R2与芯片U3的13脚相连，芯片J1的5脚通过R4与控制器U1的66脚相连，芯片J1的6脚通过电阻R3与控制器U1的4脚相连，芯片J1的9脚通过电阻R5与控制器U1的65脚相连，芯片J1的8脚通过电阻R6与控制器U1的64脚相连，芯片J1的shell与外界工程机的USB线相连；芯片U3的16脚通过电阻R7与控制器U1的8脚相连，芯片U3的17脚通过电阻R8与控制器U1的9脚相连；