专利名称：一种置于高电位侧的冲击放电电流全范围测量的方法
技术领域：
本发明属于瞬态电流测量范畴，尤其是在冲击放电瞬态电流测量技术领域。
背景技术：
自然界的闪电打雷，落雷处将会出现高幅值、MHz级别的脉冲电压和电流波。为了 对自然中的雷电现象进行放电机理的研究，对各类型绝缘结构在冲击放电形式下的放电发 展过程及机理进行研究，就需要通过模拟脉冲高电压的试验设备，进行各种间隙类型、布置 方式的放电研究。通过瞬态的电流、电压、光、声、电场、磁场等多方位观测手段，去捕获、观 察并解释，进而试图去发现其内在机理。间隙放电过程的发生在开始阶段有一酝酿阶段，即先导放电，此过程时间极短、放 电电流微弱；它与间隙放电贯穿所表现的极高幅值电流形成鲜明对比，只有在这两种极端 过程中，瞬态电流捕获都有所表现，才能有助于后期的分析、解释。在此方面的研究中，传统的瞬态电流捕获装置都放置在固定位置的地端，这样直 接的普通屏蔽电缆连接至后台，通过高速示波器即可进行观测，而且绝大部分只对高幅值 瞬态电流进行单一监测。但是实际的雷电在放电过程中放电的高压端及将要被击的地端都 是随机的，除非刻意使其电场定向集中发生固定放电，否则置于地端的装置对于瞬态电流 的捕获将是一个随机事件，而且放电初始过程中的极小幅值、瞬态电流波形捕获将有助于 对此类型放电机理的分析、解释。
发明内容
本发明的目的在于通过将电流测量装置上移至高压端，并增加先导放电过程中极 小幅值电流波形的测量方法，为放电发展过程及机理的研究提供明确的、全范围的电流波 形参考数据。本发明是通过下列技术方案来实现的。1、一种置于高电位侧的冲击放电电流全范围测量方法，其特征是(1).将电流测量装置置于高电位端；(2).叠加布置两种测量范围的线圈，一种测量先导类极小幅值、瞬态电流波形，另 一种测量贯通后极高幅值、瞬态电流波形；(3).采用感应测量，高电位端实时模拟信号捕获，并同步进行模-数-光信号转 换，采用光纤进行数据传输及绝缘隔离，放电电流波形可实时在后台显示；(4).置于高电位端电流测量装置上的信号转换及传输装置，可通过后台在休眠与 工作状态任意切换，供电方式为大容量可充电式锂离子电池。将两只不同带宽及测量幅值的瞬态电流测量线圈叠加装设于高压引线末端(试 品侧)，各自的模拟信号捕获、模_数_光信号转换及其光信号传输通道独立，供电电源共 用。通过光纤进行数据传输及绝缘隔离，通过后台可使高压端数据转换及传输模块在休眠 与工作状态任意切换，确保一旦放电发生，整个电流波形可完整捕获。
本发明的有益效果是，置于高电位侧的冲击放电电流测量装置在解决了高、低两 种幅值类型瞬态电流捕获、数据转换及绝缘传输的问题后，使得在此类型的模拟研究试验 中，不仅瞬态电流的捕获成为一个确定事件，而且可以提供更宽范围内的电流波形分析数 据。本发明在各类型冲击放电击穿、闪络时，尤其是长间隙放电或冲击放电时对侧电 极被击位置随机时，能够确保从先导至贯穿的全过程中放电电流被捕捉到，即具备明确的、 全范围的监测能力。下面结合附图及实例进一步阐述本发明内容。
图1为整套测量装置布置示意图；图2为测量装置结构示意图。
具体实施例方式一种置于高电位侧的冲击放电电流全范围测量的方法，其特征是(1).将电流测量装置置于高电位端；(2).叠加布置两种测量范围的线圈，一种测量先导类极小幅值、瞬态电流波形，另 一种测量贯通后极高幅值、瞬态电流波形；(3).采用感应测量，高电位端实时模拟信号捕获，并同步进行模_数_光信号转 换，采用光纤进行数据传输及绝缘隔离，放电电流波形可实时在后台显示；(4).置于高电位端电流测量装置上的信号转换及传输装置，可通过后台在休眠与 工作状态任意切换，供电方式为大容量可充电式锂离子电池。图1示出了整套测量装置的一种布置示意图。图中1为电压发生器，2为分压器，3 为高压引线，4为光纤，5为绝缘子，6为电流测量线圈，7为金属棒，8为门型架构，9为地面， 10为瞬态电流后台显示。图1中在钢架构上悬挂绝缘子，高压引线至绝缘子末端，这样就构成了一种对地 的放电间隙，而绝缘子末端可等效为确定的高压放电位置，无论地面放置何种形式的电极 结构(棒、板或线)，将瞬态电流测量线圈置于绝缘子末端下方，不论何种电极结构，只要有 高压放电位置对地面任意点的放电，即可确保能够捕获放电电流。而若将电流测量线圈移 至分压器与绝缘子间的高压引线上，则对于更大的放电间隙，即便发生高压放电位置对钢 架构的放电，亦能准确捕获放电电流。测量信号在就地转化为光信号后，经有绝缘能力的光 纤传输至地面后台，并实时显示在图形显示控制界面上。图2示出了测量结构的示意图，图2中11为无源线圈，12为匹配阻抗，13为数采 及电光转换，14为光纤，15为锂电池。图2中只画出了一支线圈。实质上整套测量装置有两支无源线圈，内部导线绕法 有所不同，匹配阻抗�？槭嵌懒⒌模杂Φ氖�、电光转换及传输光纤分别独立，锂电池供 应两套数采及电光转换模块电源。通过在后台启动置于高电位端电流测量装置上的信号转 换及传输装置，使其处于运行状态，一旦有放电发生，小幅值测量线圈重点捕获先导过程中 的瞬态电流波形，而大幅值测量线圈捕获正常的放电瞬态电流波形。
权利要求
一种置于高电位侧的冲击放电电流全范围测量的方法，其特征是(1).将电流测量装置置于高电位端；(2).叠加布置两种测量范围的线圈，一种测量先导类极小幅值、瞬态电流波形，另一种测量贯通后极高幅值、瞬态电流波形；(3).采用感应测量，高电位端实时模拟信号捕获，并同步进行模-数-光信号转换，采用光纤进行数据传输及绝缘隔离，放电电流波形可实时在后台显示；(4).置于高电位端电流测量装置上的信号转换及传输装置，可通过后台在休眠与工作状态任意切换，供电方式为大容量可充电式锂离子电池。
全文摘要
一种置于高电位侧的冲击放电电流全范围测量的方法，本发明包括有置于高电位端的分别测量先导类极小幅值及贯通后极高幅值的瞬态电流测量的方法，及其上的信号转换方法，采用光纤进行数据传输及绝缘隔离，置于地电位侧的数据接收及转换装置、图形显示控制界面，放电电流波形可实时在后台显示。本发明在各类型冲击放电击穿、闪络时，尤其是长间隙放电或冲击放电时对侧电极被击位置随机时，能够确保从先导至贯穿的全过程中放电电流被捕捉到，即具备明确的、全范围的监测能力。
文档编号G01R19/25GK101806828SQ20101014081
公开日2010年8月18日 申请日期2010年4月7日 优先权日2010年4月7日
发明者丁薇, 徐肖伟, 王科, 马仪, 高超 申请人:云南电力试验研究院(集团)有限公司
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