[發(fā)明專(zhuān)利]一種置于高電位側(cè)的沖擊放電電流全范圍測(cè)量的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010140815.1
• 申請(qǐng)日: 2010-04-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101806828A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王科;馬儀;徐肖偉;高超;丁薇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 云南電力試驗(yàn)研究院(集團(tuán))有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R19/25
• 分類(lèi)號(hào): G01R19/25
• 代理公司: 昆明大百科專(zhuān)利事務(wù)所 53106
• 代理人: 何健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于瞬態(tài)電流測(cè)量范疇，尤其是在沖擊放電瞬態(tài)電流測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

自然界的閃電打雷，落雷處將會(huì)出現(xiàn)高幅值、MHz級(jí)別的脈沖電壓和電流波。為了對(duì)自然中的雷電現(xiàn)象進(jìn)行放電機(jī)理的研究，對(duì)各類(lèi)型絕緣結(jié)構(gòu)在沖擊放電形式下的放電發(fā)展過(guò)程及機(jī)理進(jìn)行研究，就需要通過(guò)模擬脈沖高電壓的試驗(yàn)設(shè)備，進(jìn)行各種間隙類(lèi)型、布置方式的放電研究。通過(guò)瞬態(tài)的電流、電壓、光、聲、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等多方位觀測(cè)手段，去捕獲、觀察并解釋?zhuān)M(jìn)而試圖去發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在機(jī)理。

間隙放電過(guò)程的發(fā)生在開(kāi)始階段有一醞釀階段，即先導(dǎo)放電，此過(guò)程時(shí)間極短、放電電流微弱；它與間隙放電貫穿所表現(xiàn)的極高幅值電流形成鮮明對(duì)比，只有在這兩種極端過(guò)程中，瞬態(tài)電流捕獲都有所表現(xiàn)，才能有助于后期的分析、解釋。

在此方面的研究中，傳統(tǒng)的瞬態(tài)電流捕獲裝置都放置在固定位置的地端，這樣直接的普通屏蔽電纜連接至后臺(tái)，通過(guò)高速示波器即可進(jìn)行觀測(cè)，而且絕大部分只對(duì)高幅值瞬態(tài)電流進(jìn)行單一監(jiān)測(cè)。但是實(shí)際的雷電在放電過(guò)程中放電的高壓端及將要被擊的地端都是隨機(jī)的，除非刻意使其電場(chǎng)定向集中發(fā)生固定放電，否則置于地端的裝置對(duì)于瞬態(tài)電流的捕獲將是一個(gè)隨機(jī)事件，而且放電初始過(guò)程中的極小幅值、瞬態(tài)電流波形捕獲將有助于對(duì)此類(lèi)型放電機(jī)理的分析、解釋。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于通過(guò)將電流測(cè)量裝置上移至高壓端，并增加先導(dǎo)放電過(guò)程中極小幅值電流波形的測(cè)量方法，為放電發(fā)展過(guò)程及機(jī)理的研究提供明確的、全范圍的電流波形參考數(shù)據(jù)。

本發(fā)明是通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

一種置于高電位側(cè)的沖擊放電電流全范圍測(cè)量的方法，本發(fā)明的特征是：

（1）將由兩個(gè)疊加布置的無(wú)源線(xiàn)圈、與兩個(gè)無(wú)源線(xiàn)圈對(duì)應(yīng)且分別獨(dú)立的匹配阻抗、數(shù)采及電光轉(zhuǎn)換模塊和傳輸光纖，以及共用電源構(gòu)成的電流測(cè)量裝置置于高電位端；

（2）疊加布置兩種測(cè)量范圍的線(xiàn)圈，一種測(cè)量先導(dǎo)類(lèi)極小幅值、瞬態(tài)電流波形，另一種測(cè)量貫通后極高幅值、瞬態(tài)電流波形；

（3）采用感應(yīng)測(cè)量，高電位端實(shí)時(shí)模擬信號(hào)捕獲，并同步進(jìn)行模﹣數(shù)﹣光信號(hào)轉(zhuǎn)換，采用光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸及絕緣隔離，放電電流波形可實(shí)時(shí)在后臺(tái)顯示；

（4）置于高電位端電流測(cè)量裝置上的信號(hào)轉(zhuǎn)換及傳輸裝置，可通過(guò)后臺(tái)在休眠與工作狀態(tài)任意切換，供電方式為大容量可充電式鋰離子電池。

將兩只不同帶寬及測(cè)量幅值的瞬態(tài)電流測(cè)量線(xiàn)圈疊加裝設(shè)于高壓引線(xiàn)末端（試品側(cè)），各自的模擬信號(hào)捕獲、模﹣數(shù)﹣光信號(hào)轉(zhuǎn)換及其光信號(hào)傳輸通道獨(dú)立，供電電源共用。通過(guò)光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸及絕緣隔離，通過(guò)后臺(tái)可使高壓端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及傳輸模塊在休眠與工作狀態(tài)任意切換，確保一旦放電發(fā)生，整個(gè)電流波形可完整捕獲。

本發(fā)明的有益效果是，置于高電位側(cè)的沖擊放電電流測(cè)量裝置在解決了高、低兩種幅值類(lèi)型瞬態(tài)電流捕獲、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及絕緣傳輸?shù)膯?wèn)題后，使得在此類(lèi)型的模擬研究試驗(yàn)中，不僅瞬態(tài)電流的捕獲成為一個(gè)確定事件，而且可以提供更寬范圍內(nèi)的電流波形分析數(shù)據(jù)。

本發(fā)明在各類(lèi)型沖擊放電擊穿、閃絡(luò)時(shí)，尤其是長(zhǎng)間隙放電或沖擊放電時(shí)對(duì)側(cè)電極被擊位置隨機(jī)時(shí)，能夠確保從先導(dǎo)至貫穿的全過(guò)程中放電電流被捕捉到，即具備明確的、全范圍的監(jiān)測(cè)能力。

下面結(jié)合附圖及實(shí)例進(jìn)一步闡述本發(fā)明內(nèi)容。

附圖說(shuō)明

圖1為整套測(cè)量裝置布置示意圖；

圖2為測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

一種置于高電位側(cè)的沖擊放電電流全范圍測(cè)量的方法，本發(fā)明的特征是：

（1）將由兩個(gè)疊加布置的無(wú)源線(xiàn)圈、與兩個(gè)無(wú)源線(xiàn)圈對(duì)應(yīng)且分別獨(dú)立的匹配阻抗、數(shù)采及電光轉(zhuǎn)換模塊和傳輸光纖，以及共用電源構(gòu)成的電流測(cè)量裝置置于高電位端；

（2）疊加布置兩種測(cè)量范圍的線(xiàn)圈，一種測(cè)量先導(dǎo)類(lèi)極小幅值、瞬態(tài)電流波形，另一種測(cè)量貫通后極高幅值、瞬態(tài)電流波形；

（3）采用感應(yīng)測(cè)量，高電位端實(shí)時(shí)模擬信號(hào)捕獲，并同步進(jìn)行模﹣數(shù)﹣光信號(hào)轉(zhuǎn)換，采用光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸及絕緣隔離，放電電流波形可實(shí)時(shí)在后臺(tái)顯示；

（4）置于高電位端電流測(cè)量裝置上的信號(hào)轉(zhuǎn)換及傳輸裝置，可通過(guò)后臺(tái)在休眠與工作狀態(tài)任意切換，供電方式為大容量可充電式鋰離子電池。

圖1示出了整套測(cè)量裝置的一種布置示意圖。圖中1為電壓發(fā)生器，2為分壓器，3為高壓引線(xiàn)，4為光纖，5為絕緣子，6為電流測(cè)量線(xiàn)圈，7為金屬棒，8為門(mén)型架構(gòu)，9為地面，10為瞬態(tài)電流后臺(tái)顯示。