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GB/T 7354-2003

基本信息

标准号: GB/T 7354-2003

中文名称:局部放电测量

标准类别:国家标准(GB)

标准状态:现行

发布日期:1987-03-02

实施日期:2004-05-01

出版语种:简体中文

下载格式:.rar.pdf

下载大小:4525061

标准分类号

标准ICS号:试验>>19.080电工和电子试验

中标分类号:电工>>输变电设备>>K40输变电设备综合

关联标准

替代情况:GB/T 7354-1987

采标情况:IEC 60270:2000,IDT

出版信息

出版社:中国标准出版社

书号:155066.1-20417

页数:平装16开, 页数:34, 字数:62千字

标准价格:17.0 元

出版日期:2004-08-11

相关单位信息

首发日期:1987-03-02

复审日期:2004-10-14

起草单位:西安高压电器研究所

归口单位:全国高电压试验技术和绝缘配合标准化技术委员会

发布部门:中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

主管部门:中国电器工业协会

标准简介

本标准适用于电气设备、组件和系统在频率为400Hz及以下的交流电压试验或直流电压试验时产生的局部放电测量。 GB/T 7354-2003 局部放电测量 GB/T7354-2003 标准下载解压密码:www.bzxz.net

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标准内容

ICS19.080
中华人民共和国国家标准
GB/T7354—2003/IEC60270:2000代替GB/T7354—1987
电测量
Partial dischargemeasurements(IEC60270:2000,IDT)
2003-10-09发布
中华人民共和国
国家质量监督检验检疫总局
2004-05-01实施
GB/T7354-2003/IEC60270:2000
本标准等同采用IEC60270:2000《局部放电测量》(英文版)。本标准代替GB/T7354-1987《局部放电测量》。本标准与GB/T7354—1987相比主要变化如下:在局部放电参量中增加了脉冲重复频率N,局放脉冲的相角9和发生瞬时t、平方率等:一增加了校准器、测量系统和校准器检定等章-增加了“校准器的性能校核”“局部放电数字化采集导则”以及“局部放电非电测量法”等三个附录,
除此之外,其他章节与GB/T7354-1987相比也有较大的调整本标准中的附录A为规范性附录;附录B、附录C、附录D、附录E、附录F、附录G为资料性附录。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国高电压试验技术和绝缘配合标准化技术委员会(CSBTS/TC163)归口。本标准由全国高电压试验技术和绝缘配合标准化技术委员会解释。本标准负责起草单位:西安高压电器研究所,武汉高压研究所。本标准主要起草人:王建生、陈仓、谈克雄、伍志荣、张定国、李世成、吴长顺、种亮坤。本标准1987年10月1日首次发布,本次为第一次修订。378
1范围
GB/T7354—2003/IEC60270:2000局部放电测量
本标准适用于电气设备、组件和系统在频率为400Hz及以下的交流电压试验或直流电压试验时产生的局部放电测量。
本标准:
定义了局部放电的术语;
一定义了有关的被测参量:
规定了使用的试验回路和测量回路;规定了通用的模拟及数字测量方法:一给出了校准方法及对校准仪器的要求:—一给出了试验程序
一一给出了区分局部放电和外界干扰的准则本标准条款可用于起草特定电力设备局部放电测量的技术条件。本标准主要涉及脉冲型(短持续时间)局部效电的电气测量,但也给出了主要用于局部放电定位的非电气测量方法(见附录F)。特定电力设备的特性诊断可由局部放电信号的数字化处理(见附录E)以及主要用于局部放电定位的非电气测量方法(见附录F)完成。本标准主要阐述交流电压试验时局部放电的电气测量方法,但也提及了在直流电压试验时出现的特殊间题(见第11章)。
本标准术语、定义,基本试验回路和程序一般也都适用于其他频率下所进行的试验,但可能要求特殊的试验方法和测量系统特性,这些要求未在本标准中考虑。附录A作为标准要求给出了对校准器性能试验的要求。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T16927.1高电压试验技术第--部分:-般定义和试验要求(GB/T16927.1—1997,eqvEC60060-1)
GB/T16927.2高电压试验技术第二部分:测量系统(GB/T16927.2—1997,eqVIEC60060-2)CISPR16-1无线电干扰和测量仪器抗干扰技术条件及方法第一部分:无线电干扰和测量仪器的抗扰性。
3定义
本标准采用了下述定义。
partial discharge(PD)
局部放电(局放)
导体间绝缘仅被部分桥接的电气放电。这种放电可以在导体附近发生也可以不在导体附近发生。注1:局放一般是由于绝缘体内部或绝缘表面局部电场特别集中而引起的。通常这种放电表现为持续时间小于1\s的脉冲。但是也可能出现连续的形式,比如气体介质中的所谓无脉冲放电,通常用本标准所述的测量方379
GB/T73542003/IEC60270:2000
法检测不到这类放电。
注2:“电晕是局放的一种形式,它常发生在远离固体或液体绝缘的导体周围的气体介质中。“电晕”不宜被用作所有局放形式的通用术语。
注3:局放通常伴随着声、光、热和化学反应等现象,更详细的情况见附录F。3.2
局部放电脉冲(局放脉冲)partialdischargepulse(PDPulse)当试品中发生局放时,用接在试验回路中适当的检测回路测得的电压或电流脉冲。“电流”或“电压”术语可以和“局放”放在一起用,表示检测量的类型。注:试品中的一次局放产生一个电流脉冲,满足本标准规定的检测仪在其输出端将产生一个与其输入端电流脉冲电荷成正比的电流或者电压信号。3.3
与局部放电脉冲有关的参量
视在电荷qapparentchargeq
局放的视在电荷等于在规定的试验回路中,如果在非常短的时间内对试品两端间注入使测量仪器上所得的读数与局放电流脉冲本身相同的电荷。视在电荷通常用皮库(pC)表示。3.3.2
脉冲重复率npulserepetitionraten在选定的时间间隔内所记录到的局放脉冲的总数与该时间间隔的比值。注:实际上只考患高于规定幅值或在规定幅值范围中的脉冲。3.3.3
脉冲重复频率NpulserepetitionfrequencyN就等间隔脉冲而言,脉冲重复频率N是每秒局放脉冲数。注:脉冲重复频率N与校准时的情况有关。3.3.4
局放脉冲的相角o,和发生瞬时t,phaseangleandtimetof occurrenceofaPDpulseis其关系是
9=360(t/T)
式中:
在试验电压最近一次朝正向过零时刻与局放脉冲之间的时间间隔;T——试验电压的周期:
9——相位角,—般用度表示。
平均放电电流1averagedischargecurrentI导出量,等于在选定的参考时间间隔T内的单个视在电荷9.的绝对值的总和除以该时间间隔;1下载标准就来标准下载网
(/ /+/q2++ 1)
放电功率PdischargepowerP
导出量,等于在选定的参考时间间隔T内的单个视在电荷9:馈人试品两端间的平均脉冲功率;P=
(qu+qau++qu)
式中:
GB/T7354-2003/IEC60270:2000
ui,uz,,u为单个视在电荷q对应的放电瞬时t的试验电压瞬时值,必须注意每个值的符号(+/-)。
放电功率一般用瓦特(W)表示。3.3.7
平方率DquadraticrateD
导出量,等于在选定的参考时间间隔工内单个视在电荷9的平方和除以该时间间隔D=
+++)
平方率一般用平方库仑每秒(C/s)表示。3.3.8
无线电干扰仪radiodisturbancemeter用与CISPR16-1中条款一致的B段频率的准蜂值测量仪器。3.3.9
无线电干扰电压UkovradiodisturbancevoltageUkpy导出量,无线电干扰仪用于指示局放视在电荷g时的读数,更详细的情况见4.5.6及附录。3.4
重复出现的最大局部放电值largestrepeatedly-occurringPDmagnitude用具有4.3.3中规定的脉冲序列响应的测量系统所记录到的最大量值。重复出现的最大局放值不适用于直流电压试验。3.5
规定的局部放电值specifiedpartialdischargemagnitude在规定条件和试验程序下试品在规定的电压下充许的局放有关参量中的最大值。对于交流电压试验,视在电荷的规定值是重复出现的最大局放值。注:任何局放脉冲参量幅值可能在一系列连续周波内随机变化,且在电压作用期间呈现出增大或减小的趋势。因此,有关技术委员会必须对规定的局放幅值、试验程序以及试验回路和仪器作出相应的规定3.6
背景噪声水平hackgroundnoise
是在局放试验中检测到的不是由试品产生的信号。注:背景噪声包括测试系统中的白噪声、广播电波或其他的连读或脉冲信号,更详细的情况见附录G。3.7
与局部放电脉冲参量有关的试验电压applied testvoltagesrelated topartial dischargepulsequan-tities
与局放脉冲参量有关的试验电压定义见GB/T16927.1。3.7.1
局部放电起始电压U,partial dischargeinceptionvoltageU当施加于试品的电压从某一观察不到局放的较低值开始逐渐增加到初次观察到试品中产生重复性局放时的电压
实际上,起始电压U是局放脉冲参量辐值等于或超过某一规定的低值时的最低施加电压。注:对于直流电压试验,U,的确定需要特殊考虑,见第11章。3.7.2
局部放电熄灭电压U。partial dischargeextinctionvoltageU当施加于试品的试验电压从某一观察到局放脉冲参量的较高值逐渐减小直到试品中停止出现重复381
GB/T7354—2003/IEC60270:2000性局放时的电压。
实际上,熄灭电压U。是当所选的局放脉冲参量幅值等于或小于某一规定的低值时的最低施加电压。
注:对于直流电压试验,U。的确定需要特殊考虑,见第11章。3.7.3
局部放电试验电压partial dischargetest voltage按规定的局放试验程序施加的,并且在施加期间试品应不出现超过局放规定值的规定电压。3.8
局部放电测量系统partialdischargemeasuringsystem局放测量系统包括耦合装置、传输系统和测量仪器。3.9
测量系统的特性measuring systemcharacteristics下列定义适用于4.3规定的测量系统。3.9.1
传输阻抗Z(f)transferimpedanceZ()当输人是正弦电流时,输出电压幅值和一恒定输人电流幅值的比,Z()是频率了的函数。3.9.2
下限频率f,和上限频率f2lowerandupperlimitfreguenciesf,andf传输阻抗Z(f)由通带峰值下降6dB时的频率。3.9.3
中心频率f.和带宽Af midband frequency f.and bandwidth Af所有测量系统的中心频率均定义为:fa=h+i
而带宽定义为:
Af =f,-fi
叠加误差superpositionerror
叠加误差是当输人电流脉冲时间间隔小于单个输出响应脉冲的持续时间时,由瞬态输出脉冲响应的重叠引起的。根据输人脉冲的脉冲重复率,叠加误差可能累加或可能消减。在实际回路中由于脉冲重复率的随机特性,两种情况均可能发生。但是,由于测量是基于重复出现的最大局放值进行的,因此,通常只能测到累加的叠加误差。注:叠加误差可以达到100%或者更高,这取决于脉冲重复率和测量系统的特性。3.9.5
脉冲分辨时间T,pulseresolutiontimeT两个持续时间极短、波形和极性相同、电荷量相等的相继输入脉冲之间的最短时间间隔,在这一时间间隔中脉冲响应幅值的变化不大于单个脉冲帽值的10%脉冲分辨时间一般与测量系统的带宽f成反比,也是测量系统分辨连续局放现象能力的表征。注:建议测量完整试验回路和测量系统的脉冲分辩时间,因为试品也能引起叠加误差,例如从电缆末端的波反射。有关技术委员会宜规定处理登加误差的程序,尤其是允许偏差包括正偏差或负偏差等。3.9.6
integration error
积分误差
GB/T7354—2003/IEC60270:2000当局放电流脉冲的幅值频谱的上限频率小于以下值时,视在电荷测量中的误差:a)宽带测量系统的上限频率;或b)窄带测量系统的中心频率。见图5。注:如果某一特种电器有要求,有关技术委员会应规定更严格的万和的值以减小积分误差。3.10
数字局部放电测量仪digitalpartialdischargeinstruments本标准所涉及的数字局放仪器一般是用模拟测量系统或仪器测量视在电荷9·然后加一数字采集和处理系统。数字局放仪的数字部分用来处理模拟量信号以作进一步计算、存储相关参量和显示试验结果。参考附录E。
注:数字局放测量仪也可以直接由耦合装置和没有模拟信号处理前端的数字采集系统组成本标准没有给出适用于这类仪器的有关资料。
刻度因数kscalefactork
与仪器的读数相乘得到输入量值的系数(GB/T16927.2--1997的3.5条)。4试验回路和测量系统
4.1一般要求
本条叙述了几种用于测量局放参量的基本试验回路和测量系统,并介绍了这些回路和系统的工作原理。试验回路和测量系统应按第5章规定进行校准,并应满足第7章中的规定。有关技术委员会还可以推荐用于特殊试品的特殊试验回路。只要可能,建议有关技术委员会用视在电荷作为被测参量,但对特殊情况也可以使用别的参量。如果有关技术委员会未作规定,则4.2条所述的任何试验回路以及4.3条中所规定的任何测量系统均可使用。但任何情况下均应记录所采用测量系统的最主要特性(1、f2、T,见第3章)。对于直流电压试验,参见第11章。
4.2交流电压试验回路
用于局放测量的大多数回路可以由图1a~图1d所示的基本回路演变而来。图2和图3表示这些回路的一些变化,每个回路的组成主要有:a)试品,通常被认为是一个电容器C(参见附录C):b)耦合电容器C(应设计为低电感电容),或第二个试品Ca(类似于试品C)。在规定的试验电压下C或C.均应具有足够低的局放水平,以便对规定的局放值进行测量。如果一个测量系统能够区分并分别测量来自试品和耦合电容器中的局放,那么允许C或Cl具有较高的局放水平;c)带输入阻抗的测量系统(对平衡回路,还需要第二个输入阻抗);d)背景噪声足够低的高压电源(参见第9章和第10章),以便在规定试验电压下对规定的局放值进行测量;
e)背景噪声足够低的高压连接(参见第9章和第10章),以便在规定试验电压下对规定的局放值进行测量;
f)有时在高压端接人一个阻抗或者滤波器,以减小来自供电电源的背景噪声。注:对于图1~图3所示的局放基本试验回路,其测量系统的耦合装置也可放在高压端,即耦合装置与C,或C交换位置,这时可用光缆来连接糊合装置和测量仪器,如图1a所示。不同试验回路的其他情况及特性在附录B和G中考虑。4.3视在电荷测遭系统
4.3.1总则
局放测量系统可以分为几个子系统:耦合装置、传输系统(例如连接电缆或光缆)和测量仪器。一383
GB/T7354—2003/1EC60270:2000般,传输系统不会对回路特性产生影响,因此不予考虑。4.3.2耦合装置
耦合装置是测量系统和试验回路的一个主要部分,其组件是针对特定的试验回路为达到最佳的灵敏度而专门设计的。一台测量仪器只能与特定的耦合装置相配。耦合装置通常是一个有源或无源二端口网络,它把输人电流转换成输出电压信号。这些信号由传输系统传给测量仪器,耦合装置的频率响应按输出电压与输入电流之比定义,其选择至少要有效防止试验电压及其谐波频率进入仪器。注1:虽然单个耦合装置的频率响应是没有意义的,但输入阻抗的数值及频率特性很重要,因为输人阻抗与C及C,会相互影响,故是试验回路的主要部分。注2:合装置与试品之间的连接宜根据实际尽量短,以减小对测量带宽的影响。4.3.3测量视在电荷仪器的脉冲序列响应只要输人脉冲的幅值频谱至少在测量系统的带宽△产内是恒定的(见图5),那么,测量仪器的响应是一峰值正比于单极性输入脉冲电荷的电压脉冲。此输出脉冲的波形持续时间及峰值由测量系统的传输阻抗Z()确定。因此,输出脉冲与输入信号的波形和持续时间可能完全不一样。在示波器上显示一个个输出电压脉冲有助于识别局放的起因并将它们与干扰区别开(见第10章)。电压脉冲既可以用试验电压触发的线性时基显示,也可以用与试验电压频率同步的正弦时基或圆时基显示。
此外,特别推荐用指示仪器和记录仪对重复出现的最大局放值进行定量。用于交流电压试验的这类仪器的读数宜基于模拟峰值回路或者基于软件的数字式峰值检测回路,它们的充电时间常数非常短放电时间常数不大于0.44S。不论这种仪器采用哪种显示方式,需要满足以下要求:对由已知脉冲重复频率N的等距离及等幅值脉冲电荷qo组成的脉冲序列,系统的响应应使仪器的读数R符合表1给出的幅值,当N一100s-时,假定此类仪器的量程和增益可以调节到满刻度或者100%显示。用于产生这些脉冲的校准器应符合第5章中的要求。表1局放测量仪器的脉冲序列响应N/(1/s)
Rmm/(%)
Rax/(%)
注1:这一特性必须满足以使不同类型的仪器获得的读数具有一致性。对所有量程均应满足这一要求,对在本标准发布之前已经使用的仪器不必要求满足这些要求,但宜给出R(N)的实际值。注2:被测参量可以由指针式仪器、数字显示器或示波器显示。注3:规定的响应可以由模拟或数宇信号处理得到。注4:本条规定的脉冲序列响应不适用于直流电压试验。注5:相关技术委员会可规定特定装置的不同的特性响应,4.3.4宽带局部放电测量仪
这种仪器与耦合装置组合成一宽带局放测量系统,它用具有固定上下限频率值f和的传输阻抗Z(f)表征,在低于f高于f时衰减很快。、2和Af的推荐值为:30kHz≤f≤100kHz
f500kHz
100kHz≤4f≤400kHz
注:同一测量仪器与不同的耦合装置组合可以改变传输阻抗,但其总的频率响应宜符合推荐值。这种仪器对局放电流脉冲(非振荡的)的响应一般是一个良好阻尼的振荡。局放电流脉冲的视在电荷Q和极性都能由此响应确定。脉冲分辨时间T,很小,典型值为5us10us381
4.3.5带有源积分器的宽带局部放电测量仪GB/T7354—2003/IEC60270:2000这类仪器包括一频带特别宽的放大器,随后是一电子积分器,它由电容电阻积分回路的时问常数来表征。此积分器对局放脉冲的响应是一个随放电的电荷总量瞬时值增大而增大的电压信号。假定积分器的时间常数远大于局放脉冲的持续时间,则信号的最终幅值正比于总的电荷量。实际上,1us范围的时间常数是比较典型的。对连续的局放脉冲的脉冲分辩时间小于10uS。注:这类仪器的上限频率可达几百kHz,这是过计算放大器和有源积分器组合在一起时的时间常数得出的。4.3.6窄带局部放电测量仪
这类仪器的特点是带宽△于很小,中心频率于能在很宽频率范围内变化,此频率变化范围中局放电流脉冲的幅值频谱接近不变。f和f㎡的推荐值为9kHz≤△f≤30kHz
50kHz≤f.≤1MHz
进一步推荐在f.土Af频率下的传输阻抗Z(f)宜比峰值通带值低20dB。注1:在实际视在电荷的测量中,只有当测量值与,为推荐值时的检测值一致时,才可采用中心频率。》1MHz
注2:通常,窄带仪器和具有高通特性的鹅合装置一起使用,高通的通带包含仪器的频率范围。如果采用谐振合装置,必须调谐到并固定在耦合装置和试验回路的谐振赖率上以得到不变的回路刻度因数。注3:本标准中具有准峰值响应的无线电干扰仪不适合视在电荷Q的测量·但它们可用于局放的检测。这类仪器对局放电流脉冲的响应是一瞬态振荡,其包络带中正,负峰值与视在电荷量成正比,与电荷极性无关。脉冲分辨时间T,很大,典型情况为80us以上。4.4对数字局部放电测量仪的要求数字局放仪最基本的要求是:
显示重复出现的最大局放值,并且仪器应符合4.3.3中的要求。另外,数字局放仪可以记录和计算以下一个或几个参量。
a)t,瞬时产生的视在电荷qs:
b)在各个视在电荷q产生的时刻t测得的试验电压瞬时值us。c)发生在时问的局放脉冲出现的相位角。4.4.1视在电荷g的测量要求
数字显示的相继时间间隔不应超过1s。仪器响应通常包括不同水平的持续或基准线噪声。这些噪声通常是由背景噪声或许多局放脉冲引起的,它们的幅值相对于测量到的最大电平是比较小的。可以采用双极性灵敏网值来防止采集这些信号。如果使用值,应记录这个电平。有关模拟响应信号的数字采集见附录E。4.4.2试验电压值和相位的测量要求如果数字仪器能记录工频试验电压的数值,它应符合GB/T16927.2的要求。如果仪器能用于测最试验电压的相角,应该用适当的方法验证读数的偏差在真值附近5范围内,4.5导出参量的测量系统
4.5.1耦合装置
4.3.2条款也适用于导出参量的测量系统的耦合装置。4.5.2测置脉冲重复率n的仪器
测量脉冲重复率的仪器应具有足够短的脉冲分辨时间工以分辨被测的最高脉冲重复率。幅值鉴别器可用来抑制低于可调的预定幅度的脉冲,以避免记录无意义的信号,可以用几个幅值鉴别器电平来表征局放,例如在直流试验中。建议将这种计数器的输人接在4.3中所述的局放测量系统的输出端。如果脉冲计数器与响应为振385
GB/T7354-2003/IEC60270.2000
荡或双向的局放测量系统相连,此时必须进行适当的脉冲整形以避免每个脉冲被记录多次。4.5.3测量平均放电电流的仪器
原则上,测量放电电流脉冲平均值的仪器,在线性放大和整流后经过适当的校准可指示放电电流I的平均值。引起这种测量误差的原因:a)放大器在低脉冲重复率n时饱和:b)脉冲发生的间隔时间小于测量系统的脉冲分辨时间T,:c)低于数字采集装置阔值的低电平局放。评估此测量时宜考虑引起这些误差的原因。平均放电电流也能用数字信号处理进行计算。注:当脉冲重复率太低,会出现饱和,此时就很难测到平均放电电流1。在这种情况下,可能会促使一直增大局放仪放大器的增益(也就是增大刻度因数)直至检测到电流为止。这样会导致出现放大器的动态范国不能线性响应稀少的局放脉冲的现象。为了防止这种情况,可用配备检测非线性操作的报警回路的局放仪,或者在平均电流测量期间对局放仪的输出进行可视化监测(例如示波器)。4.5.4测量放电功率P的仪器
不同类型的试验回路和模拟仪器均可用于测量放电功率。它们一般都是基于计算参量qu,如果示波器的X一Y轴可以分别对q和u(t)进行定量,则由示波器显示的面积就能确定这一参量。功率参量也可用更复杂的技术求得。这种试验回路和仪器的校准取决于施加电压及视在电荷刻度因数的确定。
放电功率也可以用数字信号处理技术进行计算。4.5.5测量平方率D的仪器
测量各个视在电荷4:值平方的平均值的仪器可给出平方率D,此仪器的设计宜根据适合视在电荷测量的特点来进行。
平方率也可以用数字信号处理技术进行计算。4.5.6测量无线电干扰电压的仪器无线电干扰仪是选频电压表。此仪器主要用来测量无线电广播信号引起的骚扰或干扰。虽然无线电干扰仪不可能直接指示本标准中所定义的任何局放参量,但是如果按第5章进行校准,且采用合适的高通特性的耦合装置,就可以获得比较合理的视在电荷9的指示值。由于仪器为准峰值测量电路,读数对放电脉冲的重复率n非常敏感。详细情况见附录D。4.6超宽频带局部放电测量仪
也可以用非常宽频带示波器或选频仪器(例如频谱分析仪)配上合适的合装置来测量局放。用这类仪器的目的是测具有分布参数的设备(如电缆、旋转电机和气体绝缘开关设备)中发生的局放电流或电压脉冲的波形和频谱进并予以定量,或者提供有关放电现象的机理和起因的信息。本标准对用于这类研究的仪器的带宽/频率以及测量方法未提出建议,因为这类仪器及方法一般是不直接对局放电流的视在电荷进行量化的。5完整试验回路中的测量系统的校准5.1总则
校准的目的是为了验证测量系统能够正确地测量规定的局放值。完整试验回路中测量系统的校准是用来确定视在电荷测量的刻度因数k。因为试品电容C,会影响回路的特性,因此要对每一个新试品分别进行校准,除非试验中一系列类似试品的电容值都在平均值的士10%以内。
完整试验回路中测量系统的校准是在试品的两端注人已知电荷量的短时电流脉冲(如图4所示),q5值由校准器性能试验的结果取得(参考7.2.3)。5.2校准程序
GB/T7354—2003/IEC60270:2000用作测量视在电荷^的测量系统的校准,如图4所示,是用6.2条中定义的校准器通过对试品两端注入电流脉冲进行的。校准宜在预期值的适当范用内某一个电荷值下进行,以保证对规定局放值测量的准确度。此适当范围宣选在规定局放值的50%~200%之间。由于校准器中的电容C通常为一低压电容器,因此,完整试验回路的校准是在试品不带电时进行的。而为了使校准有效,校准电容Co一般应不大于0.1C.,如果校准器满足要求,则校准脉冲就等效于放电量qo=U,Co的单个放电脉冲。注:C的具体参数由有关产品标准规定,但应考虑耦合电容C的影响,在试验回路带电之前必须把C移开。如果C是高电压型的,且背景噪声水平足够低(参考第9章和第10章),以致可在规定的试验电压下测量规定的局放水平,则它仍可接在试验回路中。注:如果C是高电压型的且一直接在试验回路中,那么就不再要求校准电容C小于0.1C对几米高的大试品,校准电容C宜靠近试品的高压端。因为杂散电容C(图4a和图4b所示)会导致不可接受的误差。
阶跃电压发生器和电容C。之问的连接电缆宜有屏蔽,并且为了防止阶跃电压的畸变,该电缆宜接有适当的终端。
6校准器
6.1总则
电流脉冲一般由校准器产生,该校准器由能产生幅值为U,的阶跃电压脉冲发生器和电容C。申联构成,因此校准脉冲提供重复的电荷,其电荷值为:Qo=U.C
实际上,不可能产生一个理想的阶跃电压脉冲。尽管具有较慢上升时间t(峰值的10%90%之间)和有限衰减时间(峰值的90%~10%之间)的其他波形也可以注入同样多的电荷,但由于这种校准电流脉冲持续时间的变长会引起积分误差,不同测量系统及试验回路的响应也不相同。阶跃电压发生器的电压脉冲的上升时间t,应小于60ns。注:对于上限频率高于500kHz的宽带测量系统,必须满足t≤0.03/f的要求以便产生一个几乎不变的幅值额谱,如图5所示。
校准脉冲既可以是具有快速上升时间(参考以上定义)和缓慢衰减时间的电压脉冲(单极性或双极性)序列,也可以是矩形脉冲链,并经校准电容器C。进行有效微分。对第一种情况,电压脉冲的衰减时间t必须比测量系统的1/f大;对第二种情况,电压U。在脉冲之间的时间间隔内的变化不宜超过5%。对于两种情况,脉冲之间的时间间隔均宜大于脉冲分辨时间。对于双极性系统,两种极性脉冲的幅值的差应在5%的范围内。
向具有分布电气元件的试品注人电流脉冲时,例如GIS,C。可以由高压导体和与校准电压源相连的传感器电极之间的已知电容构成,见图4c。注:满足这些条款要求的校准器可用于测量视在电荷的系统的校准,同样也适用于测量导出参量的系统。6.2完整试验回路中测量系统校准用的校准器校准器可以提供单极性和双极性脉冲。脉冲重复频率N既可以是固定的(例如试验电压频率的两倍),也可以是可变的(当脉冲之间的间隔超过脉冲分辨时问时)。用这类校准器对完整试验回路中的测量系统进行校准是为了确定局放测量系统的刻度因数。注1:刻度因数一般在规定局放值的50%~200%的范围内的某一值下确定。注2:可以间接对测量系统进行校准,其方法是向高压试验回路(通常在耦合装置的输入端)而不是在试品端子之间注入校准脉冲。此方法不能用作单独的校准,但如果和完整试验回路(见第5章)测量系统的校准一起使用,此技术可作为传递的基准以简化校准程序,使用的校准器宜符合本标准条款的要求。6.3测量系统性能试验的校准器
为了检验试验回路的其他性能和测量系统的特性,建议用精密的校准器装置,甚至更严密的校准程387
GB/T:7354—2003/IEC60270:2000序。对用于性能试验的校准器,建议考虑下列特性:a)逐级或连续可调的电荷go,以确定刻度因数的线性度。电荷量的变化通过改变每级电压来进行,校准器的线性度宜优于士5%或者士1pC,取两者中大的一个:b)两相邻同极性脉冲间可变的时延,以单独检查测量系统的脉冲分辨时间T,或者整个试验线路的脉冲分辨时间;
c)校准器两输出端悬浮,即白由电位输出;d)对电池供电的校准器宜有电池状况指示器;e)在视在电荷测量中,用双极性脉冲检测相对于局放电流脉冲极性的变化;)用放电量和重复频率N相等、个数已知的一系列校准脉冲校核数字局放测量仪。7校准器和测量系统特性的检定
性能试验和性能校核可以评价和保证测量系统的特性。性能试验和性能校核还可以评价和保证校准器的特性。一般,校准局放参量校准器的制造厂会提供验证校准器而进行周期性检定的技术要求和导则。不受制造厂技术要求的制约,应按以下的程序进行。校核的结果应记录在性能记录里。有关校准器试验见表2,表中“/”表示需要进行该项试验。7.1试验周期
测量系统和校准器的检定应作为验收试验进行。性能试验定期进行或大修后进行,最少每五年进行一次。性能校核定期进行,至少每年一次。验收试验可包括型式试验和例行试验。此试验周期应符合GB/T16927.2的一般条款。7.2校准器特性的检定
7.2.1校准器的型式试验
在一系列校准器中用一个校准器来进行型式试验。型式试验应由校准器的制造厂来完成。如果制造厂没有型式试验结果,用户应安排试验来检定此仪器。型式试验应包括性能试验所要求的所有试验项目。7.2.2校准器的例行试验
应对一系列校准器逐个进行例行试验。例行试验应该由校准器的制造厂来完成,如果制造厂没有例行试验结果,用户应安排试验来检定此仪器。例行试验应包括性能试验所要求的所有试验项目。7.2.3校准器的性能试验
局放测量的准确度要靠校准器的准确度来保障。因此,校准器的第一次性能试验宜測源到国家标准以便认可。
应进行以下性能试验:
a)校准器在所有标称量程下的实际电荷9的确定,其不确定度宜保持在其标称值的士5%或者土1pC内,取两者中大的一个,这些q值是使用校准器时可能用到的电荷的实际值。b)阶跃电压U。的上升时间t,的确定,其不确定度为士10%。c)用脉冲计数器确定脉冲重复频率N,其不确定度为士1%。这一要求仅适用于脉冲重复率n的读数校准。
附录A描述了关于q和,试验的合适程序。如果试验证实其适用性,也可以使用其他程序。所有试验结果应保存在由用户设立和保管的性能记录里。7.2.4校准器的性能校核
应进行以下性能校核:
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