一种通过回路噪声消元法测量电荷量积分的方法及系统技术方案

本申请公开了一种过回路噪声消元法测量电荷量积分的方法及系统。其中，该方法包括：判断电路的时间常数RC0是否小于脉冲上升时间t

【技术实现步骤摘要】
一种通过回路噪声消元法测量电荷量积分的方法及系统


[0001]本申请涉及一种通过回路噪声消元法测量电荷量积分的方法及系统，特别是涉及一种通过回路噪声消元法测量电荷量积分的方法及系统。

技术介绍

[0002]脉冲电流法局部放电测试仪要测量的对象是局部放电信号频带中近零频段谱线的幅度，其工作原理是从带宽达数MHz的信号中滤出较低频率的一段，局部放电脉冲的频域表示为：电荷量为通过对信号幅值的测量，将被测信号幅值与自校准信号幅值进行比较和计算来确定局部放电视在电荷量。
[0003]脉冲电流法局部放电测试仪包括检测阻抗、校准脉冲发生器等附件，在测量局部放电时需配套使用。局放仪测量的是回路中的视在电荷量而非真实电荷量，校准脉冲发生器输出的是真实电荷量，它被用于对局部放电测量回路进行标定。因此，校准脉冲发生器输出的电荷量是否准确就关系到局放仪测量结果的准确性。
[0004]针对校准脉冲发生器的实际电荷量测量，传统的技术路线有2个：一是根据电荷量的定义即电荷量是电流对时间的积分开展整体校准；二是基于q＝UC对阶跃电压和分度电容这2类元件开展分体校准。如何准确测量校准脉冲发生器输出的电荷量，是需要解决的关键问题。

技术实现思路

[0005]本公开的实施例提供了一种通过回路噪声消元法测量电荷量积分的方法及系统，以至少解决现有技术中存在的如何准确测量校准脉冲发生器输出的电荷量的技术问题。
[0006]根据本公开实施例的一个方面，提供了一种通过回路噪声消元法测量电荷量积分的方法，包括：判断电路的时间常数RC0是否小于脉冲上升时间t
r
；若RC0小于脉冲上升时间t
r
，通过回路噪声消元法测量电荷量积分，并采用移动平均消除脉冲电压波形不平滑的随机性影响；若RC0不小于脉冲上升时间t
r
，退出测量电荷量积分。
[0007]根据本公开实施例的另一方面，还提供了一种通过回路噪声消元法测量电荷量积分的系统，包括：判断模块，用于判断电路的时间常数RC0是否小于脉冲上升时间t
r
；测量电荷量模块，用于若RC0小于脉冲上升时间t
r
，通过回路噪声消元法测量电荷量积分，并采用移动平均消除脉冲电压波形不平滑的随机性影响；退出测量模块，用于若RC0不小于脉冲上升时间t
r
，退出测量电荷量积分。
[0008]在本专利技术中，基于一种回路噪声消元法的电荷量积分测量技术。在对电荷量积分测量之前：要先对脉冲电压移动平均以降低随机误差的影响，使得脉冲波形趋于平滑；被存储的噪声电压波形是与被测脉冲电压波形相同的时间刻度；要用脉冲电压波形减去噪声电压波形后再积分，从而消除或降低各噪声元引入的系统误差影响。
[0009]针对用于标定局部放电测量回路的“校准脉冲发生器”输出的真实电荷量，从电荷
量定义出发，优化电荷量的积分测量技术，实现校准脉冲发生器电荷量的高准确度测量。解决测量回路影响量多、分布参数耦合机制复杂形成的噪声导致被测信号测量失准的问题。实现校准脉冲发生器电荷量准确测量的最终目的是使得局部放电测量回路被准确标定(Calibration)，从而保障局放仪测量数据的准确可靠。
附图说明
[0010]此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
[0011]图1是用于实现根据本公开实施例所述的一种通过回路噪声消元法测量电荷量积分的方法的流程示意图；
[0012]图2是根据本公开实施例所述的一种通过回路噪声消元法测量电荷量积分的系统的示意图。
具体实施方式
[0013]现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0014]除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0015]根据本申请的第一个方面，提供了一种通过回路噪声消元法测量电荷量积分的方法100。参考图1所示，该方法100包括：
[0016]判断电路的时间常数RC0是否小于脉冲上升时间t
r
；
[0017]若RC0小于脉冲上升时间t
r
，通过回路噪声消元法测量电荷量积分，并采用移动平均消除脉冲电压波形不平滑的随机性影响；
[0018]若RC0不小于脉冲上升时间t
r
，退出测量电荷量积分。
[0019]具体地，(1)对电荷量积分测量之前，要先对脉冲电压移动平均以降低随机误差的影响，使得脉冲波形趋于平滑。
[0020]由于在小电荷量下开展校准时对接地、屏蔽、分布参数等方面的影响较为敏感，因此需要考虑将这些因素引入的噪声消除。主要采用以下几个措施对回路噪声进行处理。首先判断RC0是否小于脉冲上升时间t
r
，若满足就可以开展回路噪声消元法电荷积分测量。针对脉冲电压波形不平滑具有一定随机性的问题，采用移动平均消除随机性影响。
[0021][0022]即
[0023][0024]u(t)——脉冲电压波形数据；
[0025]U
t
(t)——移动平均处理后的脉冲电压波形数据；
[0026]N——移动评价的项数
[0027]移动平均在有效使用依赖于采样点和平均项数的合理选择。在采用点数方面，由于脉冲上升时间在众多局部放电标准中被规定为不大于60ns，测量该脉冲的示波器类仪器的模拟带宽宜不小于100MHz。被采集的脉冲波形应在完整且拥有足够的时域分辨力，以便采用适当的数据处理算法来降低随机误差的影响，本专利技术所述的移动平均是常用算法之一。能实现降低随机误差目的数据处理算法包括但不限于本专利技术所述的移动平均算法。在本专利技术所述的一次移动平均算法中，平均的项数N越大，移动平均的平滑修匀作用越强。所以如果时间序列中不规则变动的影响大，要想得到稳健的预测值，就要将N取大一些；反之，若不规则变动的影响较小，要想使预测值对现象的变化作出较快的跟踪反应，就要将N取小一些。
[0028](2)被存储的噪声电压波形是与被测脉冲电压波形相同的时间刻度；
[0029]为实现被测电压对噪声电压的有效消除，由于本专利技术使用的是示波器类仪器，因此要求噪声电压波形与被测脉冲电压波形具有相同的时间刻度。其实施办法是：连接校准脉冲发生器及示波器类仪器，打开脉冲发生器电荷量输出开关，并调节适当的电荷量大小、极性、重复率等参数。用示波器类仪器采集一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过回路噪声消元法测量电荷量积分的方法，其特征在于，包括：判断电路的时间常数RC0是否小于脉冲上升时间t
r
；若RC0小于脉冲上升时间t
r
，通过回路噪声消元法测量电荷量积分，并采用移动平均消除脉冲电压波形不平滑的随机性影响；若RC0不小于脉冲上升时间t
r
，退出测量电荷量积分。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用移动平均消除脉冲电压波形不平滑的随机性影响，包括：根据以下公式，采用移动平均消除脉冲电压波形不平滑的随机性影响：其中，u
t
为脉冲电压波形数据，U
t
为移动平均处理后的脉冲电压波形数据，N为移动评价的项数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若RC0小于脉冲上升时间t
r
，通过回路噪声消元法测量电荷量积分，包括：确定噪声电压波形的时间刻度与被测脉冲电压波形的时间刻度相同。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若RC0小于脉冲上升时间t
r
，通过回路噪声消元法测量电荷量积分，还包括：连接校准脉冲发生器及示波器类仪器；调节电荷量参数，所述电荷量参数包括电荷量大小、极性、重复率；利用示波器类仪器采集脉冲电压波形，确定所述脉冲电压波形具有一定的水平刻度和垂直刻度；在保持水平刻度和垂直刻度档位不变的情况下，关闭脉冲发生器电荷量输出开关，存储波器类仪器显示的测量回路的噪声电压波形信号U
noise
。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若RC0小于脉冲上升时间t
r
，通过回路噪声消元法测量电荷量积分，还包括：确定移动平均处理后的脉冲电压波形数据Ut与噪声电压波形信号U
noise
的差值；根据以下公式，对所述差值进行积分计算，消除噪声元引入的系统误差:其中，q为电荷量，i(t)为校准器产生的电流脉冲，R为标准电阻，U
t
(t)——移动平均处理后的脉冲电压波形数据，U
noise
为噪声电压波形信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玮，张军，姜春阳，刁赢龙，韦谦，王斯琪，贺家慧，陈海宾，王异凡，王一帆，童歆，孙明，龙嘉川，付济良，汪泉，卢冰，金淼，陈习文，聂高宁，王旭，陈卓，郭鹏，王欢，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司武汉分院国网湖北省电力有限公司电力科学研究院国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：