[发明专利]一种特高频局部放电检测系统的标定方法

摘要

本发明涉及局部放电检测技术领域，具体涉及一种特高频局部放电检测系统的标定方法，本发明所使用的装置包括标定脉冲信号源、GTEM小室、单极标准探针、高速数字示波器、测控计算机；本发明通过检测被检特高频传感器的频域等效高度、检测特高频局部放电检测系统的灵敏度、检测特高频局部放电检测系统的动态范围对特高频局部放电检测系统进行标定，其检测结果表示为统一的量纲，反映了被测对象的物理本质；本发明在检测特高频传感器考虑了特高频传感器的安装结构，充分体现其工程实际检测能力；运用本发明检测特高频局部放电检测系统时屏蔽效能高，测试结果稳定，受外界环境干扰小。

主权项

一种特高频局部放电检测系统的标定方法，其特征在于：该方法所使用的装置包括标定脉冲信号源、GTEM小室、单极标准探针、高速数字示波器、测控计算机；所述特高频局部放电检测系统包括被检特高频传感器、被检特高频局部放电检测仪；该方法通过检测被检特高频传感器的频域等效高度、检测特高频局部放电检测系统的灵敏度、检测特高频局部放电检测系统的动态范围对特高频局部放电检测系统进行标定，具体方法如下：(1)检测被检特高频传感器的频域等效高度1)将单极标准探针置于GTEM小室内部或者在GTEM小室顶部开设窗口并将单极标准探针安装于GTEM小室顶部的开口处；单极标准探针与高速数字示波器连接，高速数字示波器与测控计算机连接，测控计算机与标定脉冲信号源连接，标定脉冲信号源与GTEM小室连接；标定脉冲信号源向GTEM小室注入标定信号，在GTEM小室内建立脉冲电磁场，单极标准探针经过耦合将其所在位置的电场强度转换为电压信号，通过高速数字示波器测量经过单极标准探针耦合的电压信号，并将检测到的电压信号传输至测控计算机计算反映单极标准探针的接收特性的频域等效高度并将计算结果保存在测控计算机中；在标定脉冲信号源的有效输出范围内调整标定脉冲信号源的输出电压UO，建立根据公式③得到标定脉冲信号源的输出电压UO与单极标准探针所在位置的电场强度EI(ω)的映射关系；则单极标准探针的频域等效高度HL(ω)为：其中，ZL为单极标准探针的特性阻抗，UL为是单极标准探针特性阻抗ZL上的电压，由高速数字示波器测量得到，UL(ω)是UL的FFT变换，表示单极标准探针特性阻抗ZL上的频率响应，EL(ω)为极化方向与天线平行的频域入射电场强度，he(ω)为单极标准探针开路响应下的频域有效长度；Z(ω)为单极标准探针的输入阻抗；ZL、Z(ω)、he(ω)为已知的参数；2)将单极标准探针拆除，将被检特高频传感器置于上述步骤1)中单极标准探针所在的位置，被检特高频传感器与高速数字示波器连接，高速数字示波器与测控计算机连接，测控计算机与标定脉冲信号源连接，标定脉冲信号源与GTEM小室连接；标定脉冲信号源向GTEM小室注入与上述步骤1)中同样的标定信号，在GTEM小室内建立脉冲电磁场，被检特高频传感器经过耦合将其所在位置的电场强度转换为电压信号，通过高速数字示波器测量经过被检特高频传感器耦合的电压信号；设被检特高频传感器所在位置的电场强度为E(t)，其FFT变换为E(ω)，被检特高频传感器输出的电压信号为u(t)，由高速数字示波器测量得到，其FFT变换为U(ω)，H(ω)为被检特高频传感器的接收特性的频域等效高度，则E(ω)＝EL(ω)；④联立公式①、公式②、公式④、公式⑤得(2)检测特高频局部放电检测系统的灵敏度及动态范围将被检特高频传感器置于上述检测被检特高频传感器的有效频域高度的步骤1)中单极标准探针所在的位置，被检特高频局部放电检测仪与被检特高频传感器连接，测控计算机与标定脉冲信号源连接，标定脉冲信号源与GTEM小室连接；标定脉冲信号源向GTEM小室注入标定信号US，在GTEM小室内建立脉冲电磁场，被检特高频传感器经过耦合将其所在位置的电场强度EI(ω)转换为电压信号U(ω)，被检特高频局部放电检测仪检测到电压信号U(ω)，测控计算机记录此时标定脉冲信号源的输出电压UO'；在标定脉冲信号源的有效输出范围内调整标定脉冲信号源的输出电压UO'，当被检特高频局部放电检测仪检测到电压信号U(ω)能以信噪比不小于2反映标定脉冲信号源向GTEM小室注入的标定信号US时，根据检测被检特高频传感器的有效频域高度的步骤1)中得到的标定脉冲信号源的输出电压UO与单极标准探针所在位置的电场强度EI(ω)的映射关系得到最小瞬态电场强度峰值Eimin即为特高频局部放电检测系统的灵敏度；3)不断增大标定脉冲信号源的输出电压UO'，直到被检特高频局部放电检测仪检测到的电压信号达到饱和时，根据检测被检特高频传感器的有效频域高度的步骤1)中得到的标定脉冲信号源的输出电压UO与单极标准探针所在位置的电场强度EI(ω)的映射关系得到最小瞬态电场强度峰值Eimax，则特高频局部放电检测系统的动态范围为