[發(fā)明專利]一種脈沖小電流校準裝置

有效

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• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106950525B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設計）人: 任成燕;王玨;邵濤;嚴萍
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00;G01R15/18
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠;胡玉章

技術領域

本發(fā)明涉及高電壓及氣體放電領域，特別涉及能產生及校準毫安或微安級脈沖小電流的實驗裝置。

背景技術

電暈放電是發(fā)生在非均勻電場中的局域自持放電。電暈放電通常由一系列單個的放電脈沖組成，放電脈沖的重復率很高；電暈放電可產生高頻脈沖電流，是一種重要的電磁干擾源。電力系統(tǒng)中高壓輸電線路導線上的電暈不僅會引起線路的電能損耗，同時會產生較強的無線電干擾和可聽噪聲，對周圍的電磁環(huán)境產生影響。其它高壓裝置如電機、變壓器、氣體絕緣變電站等電氣設備的電暈放電或局部放電也會對設備的運行及壽命產生重要的影響。

電暈放電產生的高頻脈沖電流有幅值小、脈沖快、重復頻率高等特點，單個放電脈沖的上升沿一般為幾納秒至幾十納秒，脈沖寬度一般為幾十納秒至幾百納秒，脈沖電流的幅值一般為微安至毫安級。電暈電流的脈沖和幅值特性和電暈放電的極性及其它實驗及環(huán)境條件有關，但由于電暈放電的不穩(wěn)定性，即使是同一實驗條件和環(huán)境，電暈電流的脈沖特性也不盡相同。因此，電暈電流測量裝置的校準至關重要。

常見的電暈電流測量方法或裝置主要有羅氏線圈、取樣電阻、同軸分流器等。目前電暈電流或其它脈沖小電流測量中存在的問題如下：電流幅值小，放電穩(wěn)定性差，容易受外界干擾，且電流的重復性較差；放電脈沖快，對測量系統(tǒng)的高頻響應要求較高；測量方法多，但由于缺乏有效的校準手段，測量數(shù)據對比性較差。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于解決目前通過電暈或其它放電形式產生脈沖小電流的不穩(wěn)定及不可控性，提供一種參數(shù)穩(wěn)定可控的脈沖小電流發(fā)生及校準裝置。該脈沖小電流校準裝置可產生毫安至微安級脈沖電流，脈沖參數(shù)及電流幅值可通過脈沖發(fā)生器和限流電阻控制，可產生不同參數(shù)的脈沖小電流，并用于脈沖小電流測量系統(tǒng)的校準。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種脈沖小電流校準裝置，包括：脈沖發(fā)生器、金屬腔體、內導體A、限流電阻、內導體B、同軸分流器和羅氏線圈；其中，

所述內導體A、限流電阻、內導體B和同軸分流器依次連接并置于金屬腔體的內部，羅氏線圈套裝在限流電阻上；所述內導體A連接脈沖發(fā)生器，同軸分流器和羅氏線圈測量的電流信號通過電纜與示波器連接。

進一步的，所述金屬腔體接地或與脈沖發(fā)生器的接地端連接。

進一步的，所述金屬腔體包括前端蓋、主腔體和后端蓋，所述前端蓋上固定有BNC接頭，所述內導體A通過BNC接頭連接脈沖發(fā)生器；所述同軸分流器包括高壓端和BNC接頭端，所述高壓端連接內導體B，所述BNC接頭端用于將測量的電流信號通過電纜引出。

進一步的，所述金屬腔體中部設有圓孔A，與所述羅氏線圈連接的電纜通過金屬腔體上的圓孔A引出。

進一步的，所述金屬腔體的后端蓋通過鉸接與主腔體連接，所述后端蓋中間設有圓孔B，用于引出同軸分流器的BNC接頭。

進一步的，所述金屬腔體、內導體A、限流電阻、內導體B和同軸分流器共同組成同軸結構，該同軸結構的外徑為金屬腔體的外徑，該同軸結構的內徑為內導體A或內導體B的直徑。所述金屬腔體、內導體A、限流電阻、內導體B和同軸分流器所組成的同軸結構的特性阻抗與脈沖發(fā)生器輸出電纜的特性阻抗相同。所述同軸結構的內、外直徑尺寸決定于該同軸結構的特征阻抗。

進一步的，所述的脈沖發(fā)生器為可輸出參數(shù)可調的脈沖波形的發(fā)生器或脈沖電源，所述脈沖發(fā)生器通過同軸電纜輸出脈沖信號。

進一步的，所述限流電阻為高頻無感棒形陶瓷電阻，其直徑和內導體A/內導體B的直徑相同或相近；所述限流電阻的頻率響應范圍決定于脈沖發(fā)生器輸出的脈沖波形，其頻率響應上限不小于輸出脈沖上升沿(t)的1/4t。

進一步的，所述脈沖發(fā)生器通過同軸電纜和前端蓋上位于金屬腔體外部的BNC接頭的一端連接，BNC接頭位于金屬腔體內部的中心導體和內導體A的一端相連，內導體A的另一端和限流電阻的一端相連，限流電阻的另一端與內導體B一端相連，內導體B另一端與同軸分流器的高壓端相連，同軸分流器的BNC接頭端用于將測量的電流信號通過電纜引出。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明根據需要產生或校準的脈沖電流波形確定脈沖發(fā)生器的輸出脈沖參數(shù)，由限流電阻確定輸出脈沖的幅值，同軸結構可避免脈沖信號傳輸時的反射，同時可避免外界環(huán)境對脈沖小電流的干擾。同軸分流器和羅氏線圈用于測量回路中的脈沖小電流，比較測量的電流波形和脈沖發(fā)生器的輸出脈沖信號，可實現(xiàn)對同軸分流器和羅氏線圈的校準和標定。