【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变电站传感器的多物理场测试，具体涉及一种考虑多物理场耦合施加的测试系统及方法。
技术介绍
1、就目前而言，变压器、开关等主设备内外部或附近多物理场耦合影响因素尚不清晰，现有传感器生产制造依据的电磁兼容和环境适应性试验标准，无法适用于当电压等级不断提升的变电站复杂工况要求，造成传感器故障率高等问题。当前电网电压等级已突破1000kv，现有传感器的生产制造参考的电磁兼容和环境耐候性标准，已无法适用于变电站复杂电磁、湿、热、设备振动等多物理场耦合工况，导致传感器可靠性设计先天不足，在应用过程中受电磁兼容等多物理场耦合影响，故障率偏高，制约了物联网传感器产业化应用。
2、同时，由于不具备进行综合多物理场耦合影响的加载技术储备，缺乏在综合多物理场耦合影响下开展传感器可靠性试验，不同电压等级变电站典型传感器在传感材料、关键微观结构、元器件加工工艺及封装方法等方面的多层级防护性能有待通过满足实际工况的可靠性试验进行验证。变电站复杂电磁、湿、热、设备振动等多物理场耦合干扰的失效机理尚不清晰，基于上，目前采用搭建形成的物理场耦合施加的测试平台，通过对传感器施加一定的电气量、状态量、行为量、环境量进行测试，然后将测试后的传感器进行后续的可靠性评估或者判断。但是，就针对现有变电传感器的测试而言，目前的物理场耦合施加的测试平台对于实际工况的模拟程度不够，多物理场施加参数的精确度不够稳定，可能影响传感器测试的可靠性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种考虑多物理场耦合施
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术提供一种考虑多物理场耦合施加的测试系统，测试系统包括具有容置空间的恒温试验箱，恒温试验箱设置有温湿度控制单元和物理场控制组，物理场控制组包括电场控制单元、磁场控制单元以及机械振动单元；恒温试验箱内具有安装平台，在待测传感器置于安装平台的情形下，恒温试验箱能够基于温湿度控制单元和物理场控制组为待测传感器施加试验条件；其中：
4、温湿度控制单元包括设置于恒温试验箱内部的温湿控制系统，温湿控制系统能够对恒温试验箱内的温度和湿度进行实时调控；
5、电场控制单元能够连接至外部电源，以便对恒温试验箱内施加电场；磁场控制单元能够为恒温试验箱提供磁场；机械振动单元配置于安装平台，机械振动单元能够为待测传感器提供机械振动。
6、在一些实施方式中，电场控制单元包括能够连接外部高压电源的高压输入部；恒温试验箱内上下相对设置有上电极板和下电极板，安装平台位于上电极板和下电极板之间；高压输入部连接至上电极板，下电极板接地，以便高压输入部在上电极板和下电极板之间施加电压。
7、进一步地，高压输入部包括高压绝缘套管，高压绝缘套管内设置有金属球，金属球通过高压导线连接至上电极板。
8、进一步地，电场控制单元还包括对应高压输入部设置的高压探头和示波器，高压探头和示波器用于控制和监控电场控制单元施加的电压。
9、进一步地，高压输入部在靠近外部电源的通路上还设置有保护电阻。
10、在一些实施方式中，磁场控制单元包括贯穿设置于恒温试验箱侧壁的磁场发生器，磁场发生器在恒温试验箱侧壁外的位置配置有磁场控制器，磁场控制器用于控制磁场发生器为恒温试验箱提供磁场。
11、在一些实施方式中，安装平台包括设置于恒温试验箱内的振动台，机械振动单元位于恒温试验箱的底部外，机械振动单元能够驱动振动台振动。
12、在一些实施方式中，机械振动单元包括连接振动台的振动发生器，振动发生器配置有多频率振动控制台。
13、在一些实施方式中，恒温试验箱的温度控制为-20-100℃，分辨率≤0.1℃，湿度控制为30-90％。
14、本专利技术还提供一种考虑多物理场耦合施加的测试方法，具体包括如下步骤：
15、s1、连接考虑多物理场耦合施加的测试系统的各单元，调整设置测试系统的各单元，连接相应的电源；
16、s2、将待测传感器置入安装平台，设计实验的需要设定温湿度控制单元的温度和湿度的参数，设定电场控制单元和磁场控制单元的电压和磁场参数；设定机械振动单元的振动参数，进行待测传感器的测试；
17、考虑多物理场耦合施加的测试方法是基于上述考虑多物理场耦合施加的测试系统而进行的。
18、与现有技术相比，本专利技术一种考虑多物理场耦合施加的测试系统及方法具有以下有益的技术效果。
19、本专利技术提供一种考虑多物理场耦合施加的测试系统，测试系统包括具有容置空间的恒温试验箱，恒温试验箱设置有温湿度控制单元和物理场控制组，物理场控制组包括电场控制单元、磁场控制单元以及机械振动单元；恒温试验箱内具有安装平台，在待测传感器置于安装平台的情形下，恒温试验箱能够基于温湿度控制单元和物理场控制组为待测传感器施加试验条件；其中：温湿度控制单元包括设置于恒温试验箱内部的温湿控制系统，温湿控制系统能够对恒温试验箱内的温度和湿度进行实时调控；电场控制单元能够连接至外部电源，以便对恒温试验箱内施加电场；磁场控制单元能够为恒温试验箱提供磁场；机械振动单元配置于安装平台，机械振动单元能够为待测传感器提供机械振动。基于上，本专利技术基于在恒温试验箱的基础上设置的温湿度控制单元和物理场控制组，在待测传感器置入恒温试验箱内后，可以通过温湿度控制单元实时控制恒温试验箱的温度和湿度，进而提高待测传感器的试验精确度。再根据测试的需要灵活设定物理场控制组的参数，以便给待测传感器精确地施加物理参数，进而提升传感器试验可靠性。该测试系统不仅能够满足现有的测试需求，还为未来可能的多物理场耦合测试提供了灵活的适应能力，具有一定的适用度。综合来看，该测试系统能够通过同时施加温度、湿度、振动、磁场和电场，全面模拟出变电站内复杂的工作环境，以便试验测试待测传感器的性能，为后续传感器的可靠性评估提供了技术支撑。
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1.一种考虑多物理场耦合施加的测试系统，其特征在于，测试系统包括具有容置空间的恒温试验箱(1)，所述恒温试验箱(1)设置有温湿度控制单元和物理场控制组，所述物理场控制组包括电场控制单元、磁场控制单元以及机械振动单元；所述恒温试验箱(1)内具有安装平台，在待测传感器置于安装平台的情形下，所述恒温试验箱(1)能够基于温湿度控制单元和物理场控制组为待测传感器施加试验条件；其中：
2.根据权利要求1所述的考虑多物理场耦合施加的测试系统，其特征在于，所述电场控制单元包括能够连接外部高压电源(5)的高压输入部；所述恒温试验箱(1)内上下相对设置有上电极板(3)和下电极板(4)，所述安装平台位于上电极板(3)和下电极板(4)之间；所述高压输入部连接至上电极板(3)，所述下电极板(4)接地，以便所述高压输入部在上电极板(3)和下电极板(4)之间施加电压。
3.根据权利要求2所述的考虑多物理场耦合施加的测试系统，其特征在于，所述高压输入部包括高压绝缘套管(2)，所述高压绝缘套管(2)内设置有金属球(202)，所述金属球(202)通过高压导线(16)连接至上电极板(3)。p>
4.根据权利要求2所述的考虑多物理场耦合施加的测试系统，其特征在于，所述电场控制单元还包括对应高压输入部设置的高压探头(7)和示波器(8)，所述高压探头(7)和示波器(8)用于控制和监控电场控制单元施加的电压。
5.根据权利要求2所述的考虑多物理场耦合施加的测试系统，其特征在于，所述高压输入部在靠近外部电源的通路上还设置有保护电阻(6)。
6.根据权利要求1所述的考虑多物理场耦合施加的测试系统，其特征在于，所述磁场控制单元包括贯穿设置于恒温试验箱(1)侧壁的磁场发生器(10)，所述磁场发生器(10)在恒温试验箱(1)侧壁外的位置配置有磁场控制器(9)，所述磁场控制器(9)用于控制磁场发生器(10)为恒温试验箱(1)提供磁场。
7.根据权利要求1所述的考虑多物理场耦合施加的测试系统，其特征在于，所述安装平台包括设置于恒温试验箱(1)内的振动台(12)，所述机械振动单元位于恒温试验箱(1)的底部外，所述机械振动单元能够驱动振动台(12)振动。
8.根据权利要求1所述的考虑多物理场耦合施加的测试系统，其特征在于，所述机械振动单元包括连接振动台(12)的振动发生器(13)，所述振动发生器(13)配置有多频率振动控制台(14)。
9.根据权利要求1所述的考虑多物理场耦合施加的测试系统，其特征在于，所述恒温试验箱(1)的温度控制为-20-100℃，分辨率≤0.1℃，湿度控制为30-90％。
10.一种考虑多物理场耦合施加的测试方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑多物理场耦合施加的测试系统，其特征在于，测试系统包括具有容置空间的恒温试验箱(1)，所述恒温试验箱(1)设置有温湿度控制单元和物理场控制组，所述物理场控制组包括电场控制单元、磁场控制单元以及机械振动单元；所述恒温试验箱(1)内具有安装平台，在待测传感器置于安装平台的情形下，所述恒温试验箱(1)能够基于温湿度控制单元和物理场控制组为待测传感器施加试验条件；其中：
2.根据权利要求1所述的考虑多物理场耦合施加的测试系统，其特征在于，所述电场控制单元包括能够连接外部高压电源(5)的高压输入部；所述恒温试验箱(1)内上下相对设置有上电极板(3)和下电极板(4)，所述安装平台位于上电极板(3)和下电极板(4)之间；所述高压输入部连接至上电极板(3)，所述下电极板(4)接地，以便所述高压输入部在上电极板(3)和下电极板(4)之间施加电压。
3.根据权利要求2所述的考虑多物理场耦合施加的测试系统，其特征在于，所述高压输入部包括高压绝缘套管(2)，所述高压绝缘套管(2)内设置有金属球(202)，所述金属球(202)通过高压导线(16)连接至上电极板(3)。
4.根据权利要求2所述的考虑多物理场耦合施加的测试系统，其特征在于，所述电场控制单元还包括对应高压输入部设置的高压探头(7)和示波器(8)，所述高压探头(7)和示波器(8...
【专利技术属性】
技术研发人员：成林，罗建勇，左坤，刘健，吴健，齐卫东，陈宗让，蒲路，韩彦华，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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