本發(fā)明涉及電容式電壓互感器測(cè)試領(lǐng)域，特別是一種適用于電容式電壓互感器的高頻放電測(cè)試方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、容器作為基礎(chǔ)電氣元件之一，在電力輸配電網(wǎng)及電力設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。目前，薄膜電容和陶瓷電容是配電網(wǎng)設(shè)備中常用的兩種電容類型，它們具有良好的電氣性能，可作為電容式電壓互感器的基本組成元件，適用于大多數(shù)環(huán)境。

2、在常規(guī)應(yīng)用條件下，電容通常具有較長(zhǎng)的使用壽命。然而，在電容試驗(yàn)中，更多關(guān)注的是工頻高壓測(cè)試。傳統(tǒng)的工頻高壓測(cè)試雖然可以評(píng)估電容在正常工作狀態(tài)下的性能，但無法全面考慮電容在非常規(guī)工作條件下的表現(xiàn)，例如高頻放電情況。

3、因此，提出了一種適用于電容式電壓互感器的高頻放電測(cè)試方法及系統(tǒng)，更有效地對(duì)電容以及電容式電壓互感器的性能進(jìn)行評(píng)估。這不僅有助于現(xiàn)代電力設(shè)備內(nèi)部電容元件的設(shè)計(jì)和選型，而且可以提高電容式互感器在高頻工作環(huán)境下的可靠性和安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有的電容式電壓互感器高頻放電測(cè)試存在的問題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明所要解決的問題在于如何有效地對(duì)電容式電壓互感器進(jìn)行高頻放電測(cè)試，以評(píng)估其性能變化情況，并為現(xiàn)代電力設(shè)備內(nèi)部電容元件的設(shè)計(jì)與選型提供更可靠的數(shù)據(jù)支持。

3、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

4、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種適用于電容式電壓互感器的高頻放電測(cè)試方法，其包括，對(duì)待測(cè)樣品預(yù)熱，并將待測(cè)樣品精度和性能進(jìn)行第一次性能測(cè)試，得到待測(cè)樣品的初始性能指標(biāo)；通過短周期高頻放電測(cè)試，測(cè)定試驗(yàn)設(shè)備和各電氣元件是否存在異常情況，并對(duì)短周期高頻放電測(cè)試后的待測(cè)樣品精度和性能進(jìn)行第二次性能測(cè)試；將第二次性能測(cè)試后的無異常待測(cè)樣品進(jìn)行長(zhǎng)周期高頻放電試驗(yàn)，得到測(cè)試性能指標(biāo)；將初始性能指標(biāo)和測(cè)試性能指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，并評(píng)估待測(cè)樣品在高頻放電條件下的性能變化情況；所述第一次性能測(cè)試和第二次性能測(cè)試包括待測(cè)樣品的全電壓范圍比差、全電壓范圍相差、電容容值以及介質(zhì)損耗。

5、作為本發(fā)明所述適用于電容式電壓互感器的高頻放電測(cè)試方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述第一次性能測(cè)試包括以下步驟：將待測(cè)樣品和標(biāo)準(zhǔn)電容式電壓互感器連接到測(cè)試設(shè)備中，調(diào)節(jié)測(cè)試設(shè)備，使每次側(cè)電壓從零逐步增加至額定電壓值的120％；在電壓點(diǎn)中，記錄標(biāo)準(zhǔn)電壓值和待測(cè)樣品二次側(cè)輸出電壓值，同時(shí)計(jì)算電壓點(diǎn)比差值，并繪制全電壓范圍比差曲線；所述電壓點(diǎn)比差值的具體公式如下：

6、

7、其中，di為第i個(gè)電壓點(diǎn)比差值，為第i個(gè)電壓點(diǎn)的待測(cè)樣品二次側(cè)輸出電壓，為第i個(gè)電壓點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)二次側(cè)電壓。

8、同時(shí)將測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電壓的相位角和待測(cè)樣品二次側(cè)輸出電壓的相位角，計(jì)算電壓點(diǎn)相差值，并繪制全電壓范圍相差曲線；所述電壓點(diǎn)相差值的具體公式如下：

9、

10、其中，δi為第i個(gè)電壓點(diǎn)的相差值，為第i個(gè)電壓點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)二次側(cè)電壓相位角，為第i個(gè)電壓點(diǎn)的待測(cè)樣品二次側(cè)輸出電壓相位角。

11、將待測(cè)電容樣品連接到電橋中，并設(shè)置測(cè)試頻率和電壓，讀取電橋顯示的電容容值結(jié)果，并記錄電容容值數(shù)據(jù)；通過調(diào)節(jié)電橋?yàn)槠胶鉅顟B(tài)讀取電橋測(cè)試結(jié)果，獲得介質(zhì)損耗值tanδ，并記錄介質(zhì)損耗數(shù)據(jù)；所述初始性能指標(biāo)包括電壓點(diǎn)比差值、電壓點(diǎn)相差值、電容容值以及介質(zhì)損耗值。

12、作為本發(fā)明所述適用于電容式電壓互感器的高頻放電測(cè)試方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述短周期高頻放電測(cè)試包括以下步驟：通過調(diào)節(jié)放電球隙間距和電源電壓產(chǎn)生高頻放電進(jìn)行短周期高頻放電測(cè)試，監(jiān)測(cè)并判斷試驗(yàn)設(shè)備和各電氣元件狀態(tài)是否存在異常情況；對(duì)短周期高頻放電測(cè)試后的待測(cè)樣品進(jìn)行第二次性能測(cè)試所述試驗(yàn)設(shè)備包括調(diào)壓器、升壓變壓器、保護(hù)電阻、耦合電容、充電電容、放電球隙以及待測(cè)樣品；當(dāng)試驗(yàn)設(shè)備和各電氣元件狀態(tài)正常時(shí)，則對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行長(zhǎng)周期高頻放電試驗(yàn)；當(dāng)試驗(yàn)設(shè)備和各電氣元件狀態(tài)異常時(shí)，則對(duì)異常情況進(jìn)行分析；所述異常情況包括，當(dāng)調(diào)壓器輸出電壓波動(dòng)大于±5％的正常范圍時(shí)，則減小調(diào)壓器輸入功率；當(dāng)調(diào)壓器輸出電流大于額定值的80％時(shí)，則降低施加電壓，減小負(fù)載；當(dāng)升壓變壓器繞組溫升大于預(yù)測(cè)攝氏度時(shí)，則立即斷開電源，檢查絕緣是否良好；當(dāng)升壓變壓器出現(xiàn)異響或振動(dòng)時(shí)，則存在局部放電情況，停止試驗(yàn)并請(qǐng)專業(yè)人員檢修；當(dāng)保護(hù)電阻溫升超過預(yù)測(cè)攝氏度時(shí)，則增大散熱能力；當(dāng)保護(hù)電阻兩端電壓降超過預(yù)測(cè)電壓時(shí)，則存在絕緣老化隱患，檢測(cè)絕緣性能；當(dāng)球隙間距大于預(yù)設(shè)球隙間距時(shí)，則調(diào)整球隙間距；當(dāng)球隙放電聲響異常時(shí)，則說明球隙絕緣強(qiáng)度已降低，暫停試驗(yàn)檢修；當(dāng)充電電容溫升超過預(yù)測(cè)攝氏度時(shí)，則存在內(nèi)部絕緣缺陷，對(duì)充電電容進(jìn)行更換；當(dāng)充電過程中電容兩端電壓存在頻率或幅值異常時(shí)，則內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞導(dǎo)致泄漏，立即停止充電。

13、作為本發(fā)明所述適用于電容式電壓互感器的高頻放電測(cè)試方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述第二次性能測(cè)試包括以下步驟：任意選擇電壓點(diǎn)，測(cè)量電壓點(diǎn)的二次側(cè)輸出電壓和電壓相位角，并計(jì)算和標(biāo)準(zhǔn)值的比差，同時(shí)對(duì)比第一次測(cè)試中電壓點(diǎn)的比差值；將計(jì)算測(cè)量電壓點(diǎn)的二次側(cè)輸出電壓相位角和標(biāo)準(zhǔn)相位角的角度差，并對(duì)比第一次測(cè)試中電壓點(diǎn)的相差值；將待測(cè)電容連接到測(cè)試儀器，讀取并記錄顯示的電容容值結(jié)果，同時(shí)將待測(cè)電容連接到標(biāo)準(zhǔn)電橋，調(diào)節(jié)至平衡狀態(tài)，讀取并記錄顯示的介質(zhì)損耗值。

14、作為本發(fā)明所述適用于電容式電壓互感器的高頻放電測(cè)試方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述長(zhǎng)周期高頻放電試驗(yàn)包括以下步驟：設(shè)定長(zhǎng)周期高頻放電的時(shí)間段，并分成若干個(gè)時(shí)間段；通過調(diào)整球隙并配合電源電壓的控制球隙周期放電次數(shù)；開始長(zhǎng)周期高頻放電，實(shí)時(shí)監(jiān)控放電狀態(tài)；對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行性能指標(biāo)測(cè)試，記錄每個(gè)時(shí)間段的測(cè)試數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)比各時(shí)間段的測(cè)試數(shù)據(jù)變化，并將各時(shí)間段的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，繪制出待測(cè)樣品性能指標(biāo)隨放電時(shí)間的變化曲線；根據(jù)數(shù)據(jù)變化評(píng)估待測(cè)樣品性能；若性能指標(biāo)無變化，則繼續(xù)進(jìn)行下一時(shí)間段的高頻放電實(shí)驗(yàn)；若性能指標(biāo)超出預(yù)期值，則終止試驗(yàn)并分析故障原因。

15、作為本發(fā)明所述適用于電容式電壓互感器的高頻放電測(cè)試方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述評(píng)估包括，當(dāng)比差曲線和相差曲線發(fā)生異常變化時(shí)，則若波動(dòng)劇烈且呈現(xiàn)規(guī)律性，則電容本身介質(zhì)材料老化導(dǎo)致；若變化無規(guī)律且幅度大，則電容內(nèi)部絕緣發(fā)生剝離或擊穿；當(dāng)電容容值衰減異常時(shí)，則若衰減迅速且溫度升高，則介質(zhì)材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電解液滲漏；若持續(xù)緩慢衰減，則電容本身老化所致，同時(shí)評(píng)估是否需要更換；當(dāng)介質(zhì)損耗異常增大時(shí)，則若溫升高于預(yù)測(cè)值，則介質(zhì)材料存在缺陷或元器件參數(shù)失諧；若溫升在正常范圍，則施加電壓過高。

16、作為本發(fā)明所述適用于電容式電壓互感器的高頻放電測(cè)試方法的一種優(yōu)選方案，其中：還包括，當(dāng)各項(xiàng)測(cè)試性能指標(biāo)均無異常變化時(shí)，則待測(cè)樣品性能穩(wěn)定，適合在高頻工況下長(zhǎng)期使用；當(dāng)存在個(gè)別測(cè)試性能指標(biāo)異常時(shí)，若為溫度升高和介質(zhì)損耗的異常，則通過優(yōu)化設(shè)計(jì)改善使用效果；當(dāng)多項(xiàng)測(cè)試性能指標(biāo)同時(shí)異常時(shí)，則待測(cè)樣品在高頻條件下性能已衰減嚴(yán)重，存在安全隱患，必須立即更換。

17、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種適用于電容式電壓互感器的高頻放電測(cè)試系統(tǒng)，其包括：第一次性能測(cè)試模塊，用于對(duì)待測(cè)樣品預(yù)熱，并將待測(cè)樣品精度和性能進(jìn)行第一次性能測(cè)試，得到待測(cè)樣品的初始性能指標(biāo)；第二次性能測(cè)試模塊，用于通過短周期高頻放電測(cè)試，測(cè)定試驗(yàn)設(shè)備和各電氣元件是否存在異常情況，并對(duì)短周期高頻放電測(cè)試后的待測(cè)樣品精度和性能進(jìn)行第二次性能測(cè)試；高頻放電測(cè)試模塊，用于將第二次性能測(cè)試后的無異常待測(cè)樣品進(jìn)行長(zhǎng)周期高頻放電測(cè)試，得到測(cè)試性能指標(biāo)；評(píng)估模塊，用于將初始性能指標(biāo)和測(cè)試性能指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，并評(píng)估待測(cè)樣品在高頻放電條件下的性能變化情況。

18、第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其中：所述計(jì)算機(jī)程序指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的適用于電容式電壓互感器的高頻放電測(cè)試方法的步驟。

19、第四方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其中：所述計(jì)算機(jī)程序指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的適用于電容式電壓互感器的高頻放電測(cè)試方法的步驟。

20、本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明通過調(diào)整球隙間距進(jìn)行高頻放電頻率控制，同時(shí)對(duì)多個(gè)待測(cè)樣品進(jìn)行高頻放電試驗(yàn)，以及在放電過程中暫停并進(jìn)行精度特征、電容容值以及介質(zhì)損耗的測(cè)量記錄，提升方法的靈活性和效率，確保樣品性能評(píng)估的全面性和可靠性；初始性能測(cè)試提供基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，高頻放電測(cè)試實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)和初步老化，長(zhǎng)周期測(cè)試則深入評(píng)估樣品的長(zhǎng)期可靠性；對(duì)比分析不僅評(píng)估性能變化，還為異?，F(xiàn)象提供解釋，并提供針對(duì)性的解決方案，確保測(cè)試的準(zhǔn)確性和操作性。