脈沖電流波形上升沿時寬?相位譜圖構造方法及裝置與流程
本發明涉及局部放電信息處理技術，尤其是涉及一種脈沖電流波形上升沿時寬-相位譜圖構造方法及裝置。
背景技術：
在對電氣設備絕緣(油紙絕緣、氣體絕緣等)進行局部放電檢測時，假定在理想的噪聲剔除技術下，基于局部放電脈沖峰值-時間(相位)序列的檢測對于存在多局放源時(包含兩個)，系統獲取的局放數據將是隨機混疊的峰值-相位序列(PRPD)。電氣設備絕緣內部存在的局部放電源是未知的，但在局部放電源穩定的工況下，由檢測系統構成的傳輸路徑是確定的。不同放電源或信號干擾源在檢測系統回路上形成的脈沖電流時域波形具有較大的差異，但僅靠幅值則無法區分。即目前廣泛使用、傳統的PRPD譜圖已不足以展現包含更多有用信息、也無法用于處理多局放源或者隨機脈沖干擾源的工況。
技術實現要素：
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種簡單、實用、獲得數據量豐富的脈沖電流波形上升沿時寬-相位譜圖構造方法及裝置。
本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：
一種局部放電脈沖電流波形上升沿時寬-相位譜圖構造方法，包括：
設置采集參數的步驟；
以所述采集參數、基于超寬帶檢測技術進行局部放電脈沖電流波形-時間序列采集的步驟；
從所述局部放電脈沖電流波形中提取上升沿時寬，并獲得上升沿時寬-時間序列的步驟；
將所述上升沿時寬-時間序列轉化為上升沿時寬-相位序列，并進行上升沿時寬-相位序列譜圖展示的步驟。
還包括：
對所述局部放電脈沖電流波形-時間序列和上升沿時寬-時間序列進行存儲的步驟。
所述從所述局部放電脈沖電流波形中提取上升沿時寬具體為：
其中，trp為脈沖電流波形上升沿時寬，為上升沿a％Apeak處對應的時間，為上升沿b％Apeak處對應的時間，Apeak為脈沖電流波形峰值，a＞b。
所述a和b分別取值為90和10。
一種局部放電脈沖電流波形上升沿時寬-相位譜圖構造裝置，包括：
設置模塊，用于設置采集參數；
采集模塊，用于以所述采集參數、基于超寬帶檢測技術進行局部放電脈沖電流波形-時間序列采集；
提取模塊，用于從所述局部放電脈沖電流波形中提取上升沿時寬，并獲得上升沿時寬-時間序列；
譜圖生成展示模塊，用于將所述上升沿時寬-時間序列轉化為上升沿時寬-相位序列，并進行上升沿時寬-相位序列譜圖展示。
還包括：
存儲模塊，用于對所述局部放電脈沖電流波形-時間序列和上升沿時寬-時間序列進行存儲。
所述提取模塊中，從所述局部放電脈沖電流波形中提取上升沿時寬具體為：
其中，trp為脈沖電流波形上升沿時寬，為上升沿a％Apeak處對應的時間，為上升沿b％Apeak處對應的時間，Apeak為脈沖電流波形峰值，a＞b。
所述a和b分別取值為90和10。
一種基于上述局部放電脈沖電流波形上升沿時寬-相位譜圖構造方法實現放電源鑒別的方法，包括：
獲取上升沿時寬-相位序列譜圖；
根據所述上升沿時寬-相位序列譜圖識別出局部放電源，并判斷是否存在干擾源。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
(1)本發明設計了局部放電脈沖電流波形上升沿時寬-相位序列譜圖的構造過程，簡單、實用；
(2)通過本發明方法獲得的上升沿時寬-相位序列譜圖包含豐富的波形信息；
(3)本發明的上升沿時寬-相位序列譜圖能夠方便地用于多局放源和干擾脈沖源的分析。
附圖說明
圖1為本發明方法的流程示意圖；
圖2為本發明裝置的結構示意圖；
圖3為本發明涉及的基于超寬帶檢測技術采集脈沖電流波形-時間序列的示意圖；
圖4為本發明涉及的脈沖波形上升沿時寬提取示意圖；
圖5為本發明方法用于試驗結果分析的示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
傳統的phase-resolved partial discharge(PRPD)譜圖已不足以展現包含更多有用信息、也無法用于處理多局放源或者隨機脈沖干擾源的工況。本發明力圖從實際應用出發，克服現有PRPD譜圖丟失較多信息的不足之處，提出一種局部放電脈沖電流波形上升沿時寬-相位譜圖構造方法。如圖1所示，該構造方法包括：
步驟101中，設置采集參數，以設置的采集參數、基于超寬帶檢測技術進行局部放電脈沖電流波形-時間序列采集；
步驟102中，對采集的局部放電脈沖電流波形-時間序列進行存儲；
步驟103中，從局部放電脈沖電流波形中提取上升沿時寬，并獲得上升沿時寬-時間序列；
步驟104中，將上升沿時寬-時間序列轉化為上升沿時寬-相位序列，并進行上升沿時寬-相位序列phase-resolved rise-time(PRRT)譜圖展示。該方法獲得的上升沿時寬-相位序列譜圖可與傳統的PRPD譜圖進行比較分析。
如圖3所示為基于超寬帶檢測技術進行局部放電脈沖電流波形-時間序列采集的一種實施方式。該實施方式中，測試試品與檢測阻抗Zm一端連接，檢測阻抗Zm另一端接地，該檢測阻抗Zm響應帶寬需達到ns級，不會畸變局部放電脈沖電流的時域波形，且該實施方式中使用的超寬帶高速脈沖記錄裝置的采樣率需在100MS/s及以上，模擬帶寬50M及以上，記錄存儲的脈沖電流波形-時間序列P(tj)定義如下：
注：j——第j個脈沖電流；
tj——第j個脈沖電流波形記錄時間(μs,采集時刻)；
k——每個脈沖波形由k個點組成；
pi——脈沖電流波形第i個點對應的幅值(mA/mV)；
Δt(i-1)——脈沖電流波形第i個點對應的時間(ns，Δt為采樣時間間隔)。
本發明的其它實施例中，檢測阻抗Zm可串接在耦合電容器低壓臂電容C2與地網之間，檢測阻抗Zm也可變換為羅氏線圈、無感電阻等高頻小電流檢測傳感器。
所述的步驟103中，從局部放電脈沖電流波形中提取上升沿時寬具體為：
其中，trp為脈沖電流波形上升沿時寬，為上升沿a％Apeak處對應的時間，為上升沿b％Apeak處對應的時間，a＞b，Apeak為脈沖電流波形峰值，Apeak(j)＝max(P(tj))，其中，j為第j個脈沖電流；max為脈沖電流波形的最大值(mA/mV)。
a和b的取值可根據需要設置，本實施你中，a和b分別取為90和10。
本發明中，時間-相位序列轉換定義為：
Apeak(φj)＝Apeak(tj)
φj＝{(tj/20)-QZ[(tj/20)]}×360
注：j——第j個脈沖電流；
φj——第j個脈沖電流波形采集對應的相位(°)；
QZ——取整數。
如圖2所示，本實施例還提供一種局部放電脈沖電流波形上升沿時寬-相位譜圖構造裝置2，包括設置模塊201、采集模塊202、提取模塊203、譜圖生成展示模塊204和存儲模塊205，其中，設置模塊201用于設置采集參數；采集模塊202用于以設置的采集參數、基于超寬帶檢測技術進行局部放電脈沖電流波形-時間序列采集；提取模塊203用于從局部放電脈沖電流波形中提取上升沿時寬，并獲得上升沿時寬-時間序列；譜圖生成展示模塊204用于將上升沿時寬-時間序列轉化為上升沿時寬-相位序列，并進行上升沿時寬-相位序列譜圖展示；存儲模塊205用于對局部放電脈沖電流波形-時間序列和上升沿時寬-時間序列進行存儲。
上述局部放電脈沖電流波形上升沿時寬-相位譜圖構造方法可用于實現放電源鑒別，根據上升沿時寬-相位序列譜圖識別出局部放電源，并判斷是否存在干擾源。如圖5顯示了該構造方法用于高壓大廳局部放電試驗的分析結果。對檢測獲取的脈沖電流波形-時間序列按圖1所示流程處理后得到新構造的PRRT譜圖，將其與傳統的PRPD進行比較，PRPD譜圖的幅值分布上無法區分是否存在2個局部放電脈沖源，但PRRT的上升沿時寬分布上明顯存在2種脈沖源，一種脈沖源的上升沿時寬分布區間為[40,60]ns，其典型脈沖波形如圖所示的時域波形1，而另一種脈沖源的上升沿時寬分布區間為[20,30]ns，其典型脈沖波形如圖所示的時域波形2。依據PRRT的上升沿時寬分布區間，分類得到了2個傳統的PRPD_1和PRPD_2譜圖，分別代表兩個局部放電源。
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