局放仪脉冲极性响应不对称误差测评方法研究

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1、.word格式,局放仪脉冲极性响应不对称误差测评方法研究局放仪脉冲极性响应不对称误差测评方法研究邓先申1，索春光1，张文斌1，李天文1，谭向宇2，王科2(1.昆明理工大学理学院，云南昆明650504；2.云南电网责任有限公司电力科学研究院，云南昆明650011)摘要：脉冲极性响应不对称误差是表征局放仪性能的重要指标之一。为了更准确地测评局放仪，在根据脉冲电流法的局放仪原理和相关局放仪校准规范基础上，提出了在局放仪带宽内产生与局部放电频谱接近的电压脉冲信号，避开耦合装置直接注入局放仪的方法，并通过PRPD谱图分别统计正

2、负脉冲极性响应的平均放电量，对局放仪的脉冲极性响应不对称误差进行测评。以PDCheck局放仪为例，详细介绍了测评的过程及结果分析。试验结果表明，PDCheck局放仪的脉冲极性响应不对称误差最大值为3.83%，小于标准中的±10%，满足局放仪校准规范，并验证了该方法的准确性和有效性。关键词：脉冲极性响应不对称误差；局部放电测量仪；直接脉冲电流注入法；PRPD谱图局部放电是指在电场作用下，绝缘系统中只有部分区域发生放电而并没有形成贯穿性放电通道的一种放电。局部放电的危害主要是绝缘性能降低和影响安全生产。多年来的研究表明，

3、局部放电信号的数量、幅度和极性可以直接反映高压电力设,专业.专注..word格式,备绝缘系统的状况[1]。目前，局部放电的测量已被广泛用于检测大型电力设备的绝缘故障和绝缘老化情况，局部放电测量仪(简称局放仪)已成为检测局部放电的核心设备。局放仪测量结果的准确度直接影响到电气设备的绝缘可靠程度，因此，应定期对局放仪进行测试评估，以检验局放仪的性能是否满足入网测量需求。现有的相关标准(如：《局部放电测量仪校准规范》、IEC60270—2000、GB/T7354—2003和DL/T356)中，明确规定脉冲极性响应不对称误差

4、是必须进行的实验项目之一[2]，而且放电脉冲的正负对称性是区别不同放电类型的重要参量之一，为故障的分类提供重要的依据[3]。关于测评的脉冲信号，已有的研究成果表明，前沿上升时间越大，局放仪响应脉冲的幅值越小[4]；但是，在校准规范中规定的上升时间≤60,专业.专注..word格式,ns，该结论还有待进一步研究验证。为了减小脉冲信号在耦合装置中的衰减和畸变，文献[5]中说明了在试品不接地的情况下，宜直接在试品下进行检测。由于局部放电的随机性，通过统计信号处理技术可以消除局部放电信号中叠加噪声信号[6]。另外，文献[7]

5、中采用直接脉冲电流注入局放仪本体的测量方式，但是只是对线性度指标进行了测评。本文从局放仪原理和相关校准规范出发，避开耦合装置，产生与局放仪带宽接近的ns级脉冲信号，直接对局放仪的脉冲极性不对称误差进行测评，为实现局放仪的有效测评提供重要的试验和理论依据。1测试方法1.1直接注入法局放仪用于测量电气设备发生局部放电时的视在放电量。工作原理采用的是脉冲电流法，从安装在高压试验回路的耦合装置(由RC回路或RLC回路组成)上取得信号，其作用是把局部放电电流脉冲信号转变为与局放仪带宽接近的电压信号，经测量电缆送到局放仪输入端；

6、然后通过带宽滤波放大取出局放信号；最后得到局部放电信号的波形和幅值。因此，只要输入脉冲的幅值频谱至少在测评系统的带宽内是恒定的，那么局放仪的响应就是一峰值正比于单极性输入脉冲电荷的电压脉冲。脉冲电流法的测评可以依据现有相关的标准进行分析。脉冲电流法是目前唯一有国际标准的局部放电检测方法[8]。按照国标中的要求是使用校准电容、耦合电容和耦合装置进行校准。局放仪测试接线图如图1所示。图1中，G是标准脉冲发生器；OS是示波器；校准电容(Cq)和耦合电容(Ck)值按耦合装置(Zm)参数选配。图1中可以分为3个部分，1是校准脉

7、冲信号发生装置；2是耦合装置和传输系统；3是局放仪主体。图1局放仪测试接线图目前，按照图1所示的接线图测试不够精确。首先，校准电容容量的误差会导致校准脉冲信号发生装置的电荷量不准确；其次，耦合电容器的电容量会影响其灵敏度；再次，测试回路噪声主要来自于检测阻抗中电阻的热噪声。,专业.专注..word格式,为了避免校准电容及耦合装置带来的误差和干扰，精确的测评局放仪主体的性能，提出了与局放仪带宽接近的电压脉冲信号绕开校准电容及耦合装置直接注入局放仪的方法。直接注入法测评局放仪接线图如图2所示。图2中，脉冲信号发生器(G)

8、产生的局部放电电压脉冲信号直接注入局放仪中进行脉冲极性不对称误差测评。示波器(OS)是为了观察脉冲信号发生器产生的脉冲信号，检验信号是否满足其要求。图2直接注入法测评局放仪接线图1.2PRPD谱图及统计平均放电量局部放电具有明显的随机性，对多个工频周期的放电信号相位、幅值和放电次数进行统计，经过统计处理可以得到各种分布谱图，这些分布谱图更能表征