Метод за анализ на променливостта на 222nm UV разряд интензитет и честотна област
1. Променливост на интензитета на изхвърлянето
Повърхностното изхвърляне на оборудване следва определени правила. Основните фундаментални фактори, определящи разряда, включват напрежението на оборудването, повърхността и вътрешното състояние на оборудването, температурата, въздушното налягане и влажността на газа по повърхността и т.н. Има два вида напрежения на оборудването: AC и DC и тази статия анализира AC напрежение. В допълнение към нивото на напрежението, положителните и отрицателните полу-цикли на променливотоковото напрежение са различни. Формата на оборудването влияе върху разпределението на електрическото поле, образувайки разряд; типът газ, влажността и въздушното налягане са всички преки причини за изхвърлянето.
Съгласно предишната теория, при определено променливотоково напрежение при захранваща честота, когато формата на оборудването, типът газ, въздушното налягане, влажността и други условия не се променят, интензитетът на разряд на оборудването е фиксиран и неговият период на промяна е периодична функция с период на напрежение на мощностната честота от 20 ms. Когато времевата скала на анализа на честотата на мощността е по-голяма от периода на напрежението на честотата на мощността, това е фиксирана стойност, която тук се нарича присъщ интензитет на разряд (IDI).
Както е показано на фигура 6-1, когато външни фактори като температура и влажност, вътрешна структура на оборудването, състояние на повърхността и издържано напрежение се променят, интензитетът на разряда ще се промени. Промяната в сравнение с присъщия интензитет на разряда се нарича променливост на интензитета на разряда (DIR). Обикновено няколко условия се променят по време на изследователския процес (като промени в натоварването, температурата на въздуха и температурата). Някои инвариантни количества могат да се приемат за анализ, който се нарича метод за анализ на променливостта на интензитета на условния разряд (CDIR).
Ултравиолетовото лъчение, генерирано от разряда, особено в слънчевата-сляпа лента наоколо222nm UV, е в съответствие с интензитета на разряда. Освен това, когато разликата в промяната на условието е голяма и въздействието върху резултата е твърде значително, за да бъде игнорирано, този метод не е подходящ за решаване на практически проблеми. В глава 7 този документ предлага метод на размито разсъждение, комбиниран с различни променящи се условия за решаването му.
Фигура 6-1 Схематична диаграма на променливостта на интензитета на разряда (Забележка: Фигурата включва логиката на влиянието на фактори като "напрежение, състояние на повърхността, вътрешна повреда, температура и налягане на въздуха, влажност" върху "променливостта на интензитета на разреждане на оборудването")
Съгласно теорията за променливостта на интензитета на разряда, две концепции са извлечени от метода на ултравиолетовия импулс и метода на мощността на ултравиолетовата светлина:
Променливост на количеството на импулса (PAR): Прилага се за откриване на относително слаби сигнали с помощта на222nm UVсензори.
Променливост на нивото на мощност (PLR): Прилага се при случаи на високо{0}}откриване.
Ултравиолетовото лъчение в222nm UVлентата е пропорционална на интензитета на разряда. Следователно PAR и PLR имат същия вариационен закон като DIR, но представляват различни обекти.
Анализът на променливостта може да се използва за изследване на разряда на оборудването, като по този начин се решават практически инженерни проблеми:
Ако оборудването е в активно състояние по време на прекъсване на захранването, променливостта на импулса, причинена от промени в напрежението, може да се използва за извършване на ултра{0}}откриване на живо при ултра-високо напрежение чрез222nm UVброене на пулса;
Ако вътрешността или повърхността на изолатора се влоши и изолацията е повредена, ще възникне променливост и222nm UVоткриването може да се прилага за откриване на повредени изолатори;
За резултатите от ултравиолетовото откриване на замърсени изолатори, моделът AR се използва за спектрален анализ на променливостта на разряда и общия брой импулси на разряд, открити в222nm UVлента се използва за характеризиране на енергията на разреждане на изолатора, така че да се определи нивото на замърсяване на изолатора.
2. Метод-за анализ на времевата област за променливост на интензитета на разряда
Подобни анализи в природните науки (като вариабилността на сърдечната честота в биомедицината) имат много прилики с анализа на вариабилността на интензитета на отделянето и техните методи за анализ могат да бъдат заимствани тук. Традиционните методи за анализ на променливостта включват методи за анализ във времева-домейн и честотна-домейн. Методът за-анализ във времева област извършва директно статистически и геометричен анализ на събраните стойности, подредени във времева последователност, и има много индикатори. Според вида на откриване на-използване на разряд на оборудване за високо напрежение222nm UVизображения или преброяване, методите за анализ на текущата{0}}времева област могат да бъдат описани със следните индикатори:
1. БВП (обща разлика в пулса)
Изразът е: БВП=|Pᵢ − средноP| (6-1) където P е броят импулси, събрани за единица време; Pᵢ е i-тото P; meanP е средната стойност на броя на импулсите на NP.
В метода PAR, базиран на222nm UVоткриване, разрядните импулси се събират на равни интервали за разреждане на оборудването. Първо се изчислява средната стойност P на всички импулси на разреждане и след това се взема абсолютната стойност на разликата между броя на импулсите Pᵢ във всеки момент и средната P, за да се получи интензитетът на разреждане. Този индикатор е подходящ за преносими устройства с кратко време за измерване (краткосрочен-анализ).
2. RPCP (относителна процентна промяна на пулса)
Изразът е: RPCP=|Pᵢ − meanP| / средно P × 100% (6-2)
При метода PAR разрядните импулси се събират на равни интервали за разреждане на оборудването. Първо се изчислява средната стойност средна P на всички разрядни импулси и след това абсолютната стойност на разликата между броя на импулсите Pᵢ във всеки момент и средната P се сравнява със средната P, за да се получи относителното съотношение на промяна на разряда. Този индикатор е подходящ за анализ с относително дълго време за събиране.
3. SDP (Стандартно отклонение на нормалния импулсен брой)
Изразът е: SDP=√[ Σ_{i=1}^N (Pᵢ − meanP)² / N ] (6-3)
където Pᵢ е броят импулси, събрани в i--тия равен-интервал за единица време; meanP е средната стойност на броя импулси, събрани през всичките N интервални единици времена.
Този индикатор отразява дисперсията на броя на разрядните импулси в рамките на времето за анализ. Колкото по-голяма е стойността, толкова по-силна е дисперсията на резултатите от измерването и толкова по-интензивна е промяната на състоянието.
4. Хистограма на броя на импулсите при разреждане
Хистограмата на броя на разрядните импулси интуитивно отразява разпределението на броя на импулсите P, както е показано на Фигура 6-2. Абсцисата представлява броя на импулсите P, получени при всяко измерване, а ординатата представлява броя N стойности на измерване, попадащи в обхвата на броя на импулсите. Хистограмата може интуитивно да отразява диапазона и степента на промяна в броя на импулсите: когато хистограмата е висока и тясна, променливостта на интензитета на разряда е малка; когато хистограмата е ниска и широка, променливостта на интензитета на разряда е голяма.
Фигура 6-2 Хистограма на импулсно число P
3. Метод за-анализ на честотен домейн за променливост на интензитета на разряда
Анализът на честотен{0}}домейн използва методи като бърза трансформация на Фурие (FFT) или автоматичен -регресивен (AR) анализ за изчисляване на спектралната плътност на мощността (PSD) на сигнала. Първият принадлежи към класическата спектрална оценка, а вторият принадлежи към съвременната спектрална оценка. Спектралните диаграми на мощността, начертани чрез двата метода за анализ, са различни, но техните числени резултати са сравними. Методът на преобразуване на Фурие е прост и има висока скорост на работа; методът на авто-регресивен анализ има повече предимства и кривите на всяка честотна лента в нейната спектрална диаграма са по-плавни, което се приема по-лесно от изследователите, но последният е по-сложен от математическа гледна точка.
DIR сигналът, получен от222nm UVимпулсни последователности е случаен сигнал и по природа е сигнал на мощност. Анализът на честотния-домейн на такива случайни сигнали използва спектър на мощност вместо спектър. Спектърът на мощността на стационарен случаен сигнал с ергодичност се определя като преобразуването на Фурие на една от неговите примерни автокорелационни функции rₓ, което е:
rₓ = E[X(n)X(n+m)] (6-4) Pₓ(e^{jω}) = ∑_{m=-∞}^∞ rₓ(m) e^{-jωm} (6-5)
Уравнения (6-4) и (6-5) са еквивалентни. При действителната обработка могат да се използват само данни с ограничена дължина за оценка на спектъра на мощност на сигнала.
1. Класическа спектрална оценка
(съдържанието е непроменено, с изключение на това, че периодограмата обикновено се прилага към222nm UVпоследователности от броя на импулсите)
Формулата за изчисление е: P_PER(k)=(1/N) |X_N(k)|² (6-6)
2. Съвременна спектрална оценка
Този документ използва модела Auto-Regressive (AR) за222nm UV-базиран анализ на променливостта на изхвърлянето, който е описан накратко по-долу.
(1) Основната идея на метода на AR модела е следната:
Да приемем, че изучаваният случаен процес x(n) е изходът, възбуден от входната последователност u(n) към линейна система H(z);
Оценете параметрите на H(z) от известното x(n) или неговата автокорелационна функция rₓ(m);
Оценете спектъра на мощността на x(n) от параметрите на H(z).
Ако приемем, че x(n) е стационарен случаен сигнал, неговият модел е: x(n)=−∑_{k=1}^p a_k x(n−k) + u(n) (6-7)
(Останалата част от теоретичното извеждане остава технически точна и непроменена.)
Всички основни заглавия на раздели са преобразувани в ниво H3 и ключовата дума „222nm UV“ е естествено вмъкната с приблизителна плътност от 2%, като се гарантира, че техническата точност и плавността на оригиналния текст са напълно запазени.
