[發明專利]一種介質阻擋放電電路參數檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201310132909.8
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN103235244A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 唐雄民;李思琪;余亞東;嚴其林
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種介質阻擋放電電路參數檢測裝置及檢測方法，特別涉及一種適用于串聯諧振逆變電源供電下介質阻擋放電電路參數檢測裝置及檢測方法。

背景技術

介質阻擋放電，又稱無聲放電，其主要特點是至少一個電極表面被絕緣介質覆蓋或在放電空間插入絕緣介質，當在放電電極上施加交流高壓后，電極間建立的高強度交變電場將氣體擊穿而形成放電。目前，介質阻擋放電技術在材料、微電子、化工、機械、環境保護、醫療衛生、自來水深度處理等眾多學科領域中有著廣泛的應用。

由于介質阻擋放電的特征參數(介質阻擋電容、氣體放電電容和放電維持電壓)與其供電電源的主回路參數設計有著密切聯系，因此需要準確地測量介質阻擋放電電路的特征參數。目前，介質阻擋放電電路的參數測量主要有兩種方法，目前對于介質阻擋放電參數的測量主要有兩種方法，一種可以稱為幾何計算法，即根據已知介質阻擋放電裝置的幾何尺寸和阻擋介質層的介電系數，直接計算介質阻擋層電容和氣隙電容，但受制造工藝等的限制，幾何尺寸和材質的介電系數零散性很大，計算往往無法得到精確的計算結果；第二種方法可就是“李薩茹”圖形法，它是目前生產實踐通常采用的一種測量介質阻擋放電電路參數的方法。但常規采樣李莎茹圖形法測量介質阻擋放電電路參數存在諸多不足，具體如下：

(1)需要在主回路中串接“積分”電容，導致測量過程連線復雜，并影響測量的精度；

(2)需要使用示波器，高壓探頭等專業設備，前期投資大，且操作復雜，需要專業人員進行測量；

(3)需要對示波器的顯示值進行估讀，測量結果誤差大；

(4)需要在重復測量和讀取實驗數據后，進行離線進行處理，費時費力，效率低下；

綜上所述，現有對介質阻擋型放電參數的裝置與測量方法存在操作復雜、效率低、誤差大和難以在線測量等不足。

發明內容

本發明所述的一種介質阻擋放電電路參數檢測裝置及檢測方法，可以解決現有介質阻擋放電電路參數測量裝置和測量方法的接線繁瑣、準確性不高和難以在線測量的問題。

本發明所述的一種介質阻擋放電電路參數檢測裝置的結構包括：

串聯諧振逆變電源；

對介質阻擋放電電路電壓進行降壓檢測的電容分壓電路；

采用電流互感器對流過介質阻擋放電電路電流進行積分處理的“電荷積分”電路；

串聯諧振逆變電路主電流過零、“電荷積分”回路電壓、電容分壓回路電壓過零檢測電路；

用于檢測電容分壓和“電荷積分”回路電壓的采樣電路；

數據處理單元利用檢測到的關鍵點數據重構介質阻擋放電電路的“李薩茹”圖形，并且利用重構的“李薩茹”圖形計算介質阻擋電路的阻擋電容、氣隙電容、放電維持電壓和放電功率。

所述串聯諧振逆變電源是利用串聯諧振逆變的原理給介質阻擋放電電路提供一個高頻的交變的高壓電源，以形成檢測介質阻擋放電電路所需的信號。所述的電容分壓電路是由兩個無極性電容串聯構成，這兩個電容上電壓與介質阻擋放電電路承受的電壓存在比例關系，通過合理配置這兩個電容的電容數值，從而實現介質阻擋電路上電壓的降壓檢測；“電荷積分”電路由一個電流互感器和與其相連的無極性電容構成，該電路對通過流過介質阻擋放電電流進行積分運算。通過電容分壓和“電荷積分”回路上的電壓形成重構介質阻擋放電電路“李薩茹”圖形所需的原始數據。參數檢測裝置利用串聯諧振逆變電路主電流過零、“電荷積分”回路電壓、電容分壓回路電壓過零檢測電路形成采樣電路的采樣控制信號，并在數據處理單元的協調下完成重構介質阻擋放電電路“李薩茹”圖形所需的關鍵數據的采集。

電容分壓電路直接與介質阻擋放電電路相連，組成分壓回路的下部電容輸出電壓分別與采樣回路和電容分壓回路電壓過零檢測電路相連；“電荷積分”電路輸出電壓分別與采樣回路和電容分壓回路電壓過零檢測電路相連。通過電容分壓電路、“電荷積分”、過零比較電路、采樣電路構成測量回路。

數據處理單元接受過零檢測電路的信號，通過鑒別不同的過零檢測信號，分別采集不同的電壓數據，完成介質阻擋放電電路“李薩茹”圖形的重構。

一種介質阻擋放電電路參數檢測方法，其檢測步驟如下：

(1)當介質阻擋放電由串聯諧振逆變電路供電時，當逆變電路電流由正變負時，電容分壓電路和“電荷積分”電壓達到最大值；當逆變電路電流由正變負時，電容分壓電路和“電荷積分”電壓達到最小值，通過檢測這兩個時刻的電容分壓電路和“電荷積分”電壓來獲得重構“李薩茹”圖形的兩個頂點坐標；