专利名称：一种分裂导线离子流空间分布测量方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于高压气体放电测量技术领域，尤其涉及一种分裂导线离子流空间分布测量方法及装置。
背景技术：
高压直流输电技术具有容量大、稳定性强、造价相对较低等优势，尤其适合于区域电网间的互联和远距离大容量电能输送。目前，为了解决资源所在地与负荷中心距离较远的现实问题，我国开始了大规模特高压直流输电线路的建设。为了线路的经济性，直流输电线路通常被设计在允许一定程度起晕的运行状态，因而产生了电晕问题。直流输电线路电晕会产生诸多效应，比如电晕产生的带电离子在直流场的作用下被推离导线，直至运动到地面附近，这就是离子流效应。电晕的离子流效应会产生多种问题，如当离子达到地面附近时，将使得地面附近的电场强度达到静电场时的2 3倍，称为合成电场问题，此外，离子从导线运动到地面还会导致线路产生电能损失，称为电晕损失问题。因此，必须对直流线路电晕的离子流效应进行深入研究。由于分裂导线能够减弱电晕、减小电抗，多数高压直流输电线路均采用此类导线， 如士800千伏直流输电线路所采用的为6分裂导线。对于分裂导线结构，由于其表面电场分布的不均勻性，导致其表面各点的离子流密度大小的关系难以确定，从而导致了分裂导线合成电场与电晕损失的预测较为困难。目前，对于分裂导线表面离子流密度的分布，存在着均勻分布、线性分布等假设，但由于缺乏邻近分裂导线的离子流分布测量结果，使得对各类假设无法做出评价。
发明内容
针对上述背景技术中提到分裂导线表面电厂分布不均、离子流密度难以确定等不足，本发明提出了一种分裂导线离子流空间分布测量方法及装置。本发明的技术方案是，一种分裂导线离子流空间分布测量装置，其特征是该装置包括金属支架、圆柱形电晕笼、屏蔽电缆、信号采集卡、计算机、第一吊盘、第二吊盘、第一复合绝缘子、第二复合绝缘子、第一紧线器、第二紧线器、绝缘螺丝、威尔逊板、采样电阻和地线.
一入 ，所述圆柱形电晕笼悬挂在金属支架的横梁的中间位置；圆柱形电晕笼的两侧分别为第一吊盘和第二吊盘；第一吊盘和第二吊盘通过分裂导线连接；第一吊盘和第一复合绝缘子连接；第一复合绝缘子和第一紧线器连接；第一紧线器固定在金属支架一侧的立柱上；第二吊盘和第二复合绝缘子连接；第二复合绝缘子和第二紧线器连接；第二紧线器固定在金属支架另一侧的立柱上；威尔逊板通过绝缘螺丝固定在圆柱形电晕笼的内壁上，并且威尔逊板和圆柱形电晕笼不接触；圆柱形电晕笼上对应于威尔逊板中间的位置设有屏蔽电缆通孔，屏蔽电缆的一端通过屏蔽电缆通孔置于圆柱形电晕笼和威尔逊板之间，屏蔽电缆此端的芯层和威尔逊板连接；屏蔽电缆此端的屏蔽层和圆柱形电晕笼连接；圆柱形电晕笼和地线连接；采样电阻的两端分别与威尔逊板和圆柱形电晕笼连接；屏蔽电缆的另一端和信号采集卡连接；信号采集卡和计算机连接。所述绝缘螺丝为环氧树脂螺丝。所述第一吊盘和第二吊盘之间悬挂的分裂导线为2根、3根、4根或6根。所述威尔逊板为M块。一种测量分裂导线离子流空间分布的方法，其特征是该方法包括以下步骤步骤1:分裂导线通电，威尔逊板截获分裂导线的离子流，通过采样电阻将离子流转化为电压信号；步骤2 所述电压信号经信号采集卡测量后，送入计算机中；步骤3 计算机通过电压信号、威尔逊板的面积和采样电阻的阻值计算出离子流的密度。所述离子流的密度的计算公式为 τ UI=-
SxR其中I为离子流的密度；U为电压信号的幅值；S为威尔逊板的面积；R为采样电阻的阻值。本发明的效果在于，具体介绍一种高压直流输电线路分裂导线周围离子流空间分布的测量方法与装置，在测量方法中采用圆形电晕笼和多块沿圆周分布的威尔逊板，首次实现了对邻近分裂导线周围的离子流分布情况的测量。该测量方法与装置可进行不同分裂数的分裂导线周围离子流分布情况的比较，从而揭示了各类表面场强分布不均勻电极的直流电晕放电特性。本发明将为高压直流输电线路中的分裂导线结构的优化提供了测试基�。⒖晌至训枷叩缭畏诺绲牡孛娴绯⌒в�、电晕损失等的理论研究提供验证手段。
图1为分裂导线周围离子流空间分布测量装置的总体结构图；图2为圆形电晕笼和威尔逊板的布置图；图3为威尔逊板、电晕笼壁、屏蔽电缆的连接方法示意图；图4为分裂导线周围离子流空间分布的测量结果；图如为3根分裂导线测量结果；图4b为4根分裂导线的测量结果。
具体实施例方式下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。本发明的装置包括金属支架、圆柱形电晕笼、屏蔽电缆、信号采集卡、计算机、第一吊盘、第二吊盘、第一复合绝缘子、第二复合绝缘子、第一紧线器、第二紧线器、绝缘螺丝、威尔逊板、采样电阻和地线；
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圆柱形电晕笼悬挂在金属支架的横梁的中间位置；圆柱形电晕笼的两侧分别为第一吊盘和第二吊盘；第一吊盘和第二吊盘通过分裂导线连接；第一吊盘和第一复合绝缘子连接；第一复合绝缘子和第一紧线器连接；第一紧线器固定在金属支架一侧的立柱上；第二吊盘和第二复合绝缘子连接；第二复合绝缘子和第二紧线器连接；第二紧线器固定在金属支架另一侧的立柱上；威尔逊板通过绝缘螺丝固定在圆柱形电晕笼的内壁上，并且威尔逊板和圆柱形电晕笼不接触，以保持绝缘；圆柱形电晕笼上对应于威尔逊板中间的位置设有屏蔽电缆通孔，屏蔽电缆的一端通过屏蔽电缆通孔置于圆柱形电晕笼和威尔逊板之间， 屏蔽电缆此端的芯层和威尔逊板连接；屏蔽电缆此端的屏蔽层和圆柱形电晕笼连接；圆柱形电晕笼和地线连接；采样电阻的两端分别与威尔逊板和圆柱形电晕笼连接；屏蔽电缆的另一端和信号采集卡连接；信号采集卡和计算机连接。圆柱形电晕笼的长度大于威尔逊板的长度，威尔逊板置于圆柱形电晕笼的中间区域，圆柱形电晕笼两侧未布置威尔逊板的区域则为威尔逊板的测量提供屏蔽段，以使威尔逊板上的离子流分布较为均勻；威尔逊板所截获的离子流通过采样电阻入地，从而将离子流信号转化为电压信号；第一吊盘和第二吊盘可悬挂单根、2根、3根、4根或6根分裂导线。圆柱形电晕笼内壁均勻布置有M块威尔逊板。实验开始时，将第一紧线器和第二紧线器放松，卸下第一吊盘和第二吊盘，设置所需的分裂导线的数目，然后将第一吊盘和第二吊盘吊起，收紧第一紧线器和第二紧线器。将直流高压发生器的高压输出端连接到分裂导线上，并将圆柱形电晕笼与地线相连，以使离子流通过圆柱形电晕笼流入大地，而不致积累在圆柱形电晕笼壁上。将直流高压发生器调节到所需的电压等级，并测量此时每一块威尔逊板所截获的离子流密度。本发明方法具体为步骤1 分裂导线通电，威尔逊板截获分裂导线的离子流，通过采样电阻将离子流转化为电压信号；步骤2 电压信号经信号采集卡测量后，送入计算机中；步骤3 计算机通过电压信号、威尔逊板的面积和采样电阻的阻值计算出离子流的密度。离子流的密度的计算公式为 τ U
权利要求
1.一种分裂导线离子流空间分布测量装置，其特征是该装置包括金属支架(1)、圆柱形电晕笼O)、屏蔽电缆(3)、信号采集卡G)、计算机(5)、第一吊盘(6)、第二吊盘(9)、 第一复合绝缘子(7)、第二复合绝缘子(10)、第一紧线器(8)、第二紧线器(11)、绝缘螺丝 (12)、威尔逊板(13)、采样电阻(14)和地线(15)；所述圆柱形电晕笼(2)悬挂在金属支架(1)的横梁的中间位置；圆柱形电晕笼O)的两侧分别为第一吊盘(6)和第二吊盘(9)；第一吊盘(6)和第二吊盘(9)通过分裂导线连接；第一吊盘(6)和第一复合绝缘子(7)连接；第一复合绝缘子(7)和第一紧线器(8)连接；第一紧线器(8)固定在金属支架(1) 一侧的立柱上；第二吊盘(9)和第二复合绝缘子 (10)连接；第二复合绝缘子(10)和第二紧线器(11)连接；第二紧线器(11)固定在金属支架(1)另一侧的立柱上；威尔逊板(13)通过绝缘螺丝(12)固定在圆柱形电晕笼O)的内壁上，并且威尔逊板(13)和圆柱形电晕笼(2)不接触；圆柱形电晕笼(2)上对应于威尔逊板(13)中间的位置设有屏蔽电缆通孔，屏蔽电缆(3)的一端通过屏蔽电缆通孔置于圆柱形电晕笼(2)和威尔逊板(13)之间，屏蔽电缆(3)此端的芯层和威尔逊板(13)连接；屏蔽电缆(3)此端的屏蔽层和圆柱形电晕笼(2)连接；圆柱形电晕笼(2)和地线(15)连接；采样电阻(14)的两端分别与威尔逊板(13)和圆柱形电晕笼(2)连接；屏蔽电缆(3)的另一端和信号采集卡(4)连接；信号采集卡(4)和计算机( 连接。
2.根据权利要求1所述的一种分裂导线离子流空间分布测量装置，其特征是所述绝缘螺丝(1 为环氧树脂螺丝。
3.根据权利要求1所述的一种分裂导线离子流空间分布测量装置，其特征是所述第一吊盘(6)和第二吊盘(9)之间悬挂的分裂导线为2根、3根、4根或6根。
4.根据权利要求1所述的一种分裂导线离子流空间分布测量装置，其特征是所述威尔逊板(13)为对块。
5.一种利用权力要求1所述的装置测量分裂导线离子流空间分布的方法，其特征是该方法包括以下步骤步骤1 分裂导线通电，威尔逊板(13)截获分裂导线的离子流，通过采样电阻(14)将离子流转化为电压信号；步骤2 所述电压信号经信号采集卡(4)测量后，送入计算机(5)中；步骤3 计算机(5)通过电压信号、威尔逊板(13)的面积和采样电阻(14)的阻值计算出离子流的密度。
6.根据权利要求5所述的测量分裂导线离子流空间分布的方法，其特征是所述离子流的密度的计算公式为SxR其中ι为离子流的密度；U为电压信号的幅值；S为威尔逊板(13)的面积；R为采样电阻(14)的阻值。
全文摘要
本发明公开了高压气体放电测量技术领域中的一种分裂导线离子流空间分布测量方法及装置。本发明的装置包括金属支架、圆柱形电晕笼、屏蔽电缆、信号采集卡、计算机、第一吊盘、第二吊盘、第一复合绝缘子、第二复合绝缘子、第一紧线器、第二紧线器、绝缘螺丝、威尔逊板、采样电阻和地线。本发明实现了对邻近分裂导线周围的离子流分布情况的测量，为分裂导线电晕放电的地面电场效应、电晕损失等的理论研究提供验证手段。
文档编号G01R19/08GK102445639SQ201110284190
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者卢铁兵, 周象贤, 崔翔 申请人:华北电力大学
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