[發明專利]一種鏡面-單錐標準脈沖場復現系統及方法

有效

• 申請號: 201811324511.3
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109581258B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 王異凡;孟東林;繆京元;楊青;龔金龍;王一帆;宋琦華;駱麗;王尊;劉江明;孫正竹
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

本發明公開了一種鏡面?單錐標準脈沖場復現系統及方法。本發明的鏡面?單錐標準脈沖場復現系統，包括鏡面?單錐子系統、位移量監控?自動調整子系統、饋源?射頻子系統和軟件控制子系統；所述的饋源?射頻子系統，包括脈沖信號源、示波器、阻抗變換器以及同軸電纜，通過同軸電纜把脈沖信號源與阻抗變換器連接，阻抗變換器作為饋源使用；所述的軟件控制子系統，用于控制脈沖信號源和示波器，并且采集位移監控裝置的數據；當錐尖相對于鏡面的位移量超過設定范圍時，軟件控制子系統控制自動調整機構對錐體角度進行微調，減小錐尖與鏡面之間的變形量。本發明確保標準脈沖場所依賴的幾何外形不變，具有實現方式簡單、成本低等優點。

技術領域

本發明涉及標準脈沖場復現技術領域，具體地說是一種具有自動位置監控和調整的鏡面-單錐標準脈沖場復現系統及方法。

背景技術

對于大電流絕緣開關，當絕緣材料逐漸失效時會出現局部放電現象；這種放電現象在300MHz～3GHz頻段可采用脈沖傳感器來測量。我國電網領域現有的局部放電傳感器的校準裝置，普遍采用從英國引進的技術，并利用吉赫茲橫電磁波小室，這種裝置有如下缺陷：

1)所產生的脈沖場強與輸入的脈沖源之間沒有明確的解析式，只能通過參考探針來測量；而參考探針通過計算的結果與實物之間的差別較大；

2)交叉極化較差。在有的頻點，尤其靠近中間芯板邊緣地方的交叉極化與主極化分量的比值可達50％。

最早由美國科學和技術標準化研究院NIST研究和實現的鏡面-單錐系統，具有嚴格的解析式，能夠把脈沖電壓信號u(t)轉換成標準化脈沖場e(t)。這種精確的轉化關系成立的前提是基于精確的鏡面-單錐幾何位置關系；一旦這種幾何位置有了變形，轉化關系就不再是精確的，就會在脈沖場中引入誤差；而且變形越大，誤差越大。

文獻1：楊超、孟萃、李鵬輝等人，高電壓技術，第42卷第5期，第1476-1482頁，2016年，公開了一種鏡面單錐TEM小室電磁場標準裝置。包括文獻1在內的現有標準脈沖場復現裝置，有如下缺陷：

1)不具備方便的幾何變形量實時監測能力，只能定期地邀請專業人員進行測量，而且測量非常耗時；如果在使用過程中發生了幾何變形，使用人員無法及時獲得相應信息，從而導致量值傳遞過程中產生較大誤差。如果測量結果出現爭議，就給使用人員尋找問題來源帶來困難。

2)不具有變形量自動修正能力

只能采用手動方式進行調節，并且調整后的效果需要再次測量才能確認。

發明內容

為能夠方便、實時監測出鏡面-單錐幾何位置變形量，并且在出現較大變形量時能夠自動修復，確保鏡面-錐體的幾何關系在允許的范圍內，本發明提供一種具有自動位置監控和調整的鏡面-單錐標準脈沖場復現方法，以便獲得足夠準確的標準脈沖場。

本發明采用如下的技術方案：一種鏡面-單錐標準脈沖場復現系統，包括鏡面-單錐子系統、位移量監控-自動調整子系統、饋源-射頻子系統和軟件控制子系統；

所述的鏡面-單錐子系統，包括一錐體和位于錐體下方的鏡面，該錐體尖部朝下錐底懸掛于一法蘭盤上；

所述的位移量監控-自動調整子系統，包括位于鏡面下方的位移監控裝置和安裝在錐底處的自動調整機構，所述的位移監控裝置用于監測錐尖相對于鏡面的位移量；

所述的饋源-射頻子系統，包括脈沖信號源、示波器、阻抗變換器以及同軸電纜，所述的阻抗變換器，通過同軸電纜把脈沖信號源與阻抗變換器連接，阻抗變換器作為饋源使用；所述阻抗變換器一端連接錐尖，另一端連接同軸電纜，并且阻抗變換器和同軸電纜都懸掛于錐尖，隨著錐尖一起移動；

所述的軟件控制子系統，用于控制脈沖信號源和示波器，并且采集位移監控裝置的數據；當錐尖相對于鏡面的位移量超過設定范圍時，軟件控制子系統控制自動調整機構對錐體角度進行微調，減小錐尖與鏡面之間的變形量。