專利名稱：一種置于高電位側(cè)的沖擊放電電流全范圍測量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于瞬態(tài)電流測量范疇，尤其是在沖擊放電瞬態(tài)電流測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自然界的閃電打雷，落雷處將會出現(xiàn)高幅值、MHz級別的脈沖電壓和電流波。為了 對自然中的雷電現(xiàn)象進行放電機理的研究，對各類型絕緣結(jié)構(gòu)在沖擊放電形式下的放電發(fā) 展過程及機理進行研究，就需要通過模擬脈沖高電壓的試驗設(shè)備，進行各種間隙類型、布置 方式的放電研究。通過瞬態(tài)的電流、電壓、光、聲、電場、磁場等多方位觀測手段，去捕獲、觀 察并解釋，進而試圖去發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在機理。間隙放電過程的發(fā)生在開始階段有一醞釀階段，即先導放電，此過程時間極短、放 電電流微弱；它與間隙放電貫穿所表現(xiàn)的極高幅值電流形成鮮明對比，只有在這兩種極端 過程中，瞬態(tài)電流捕獲都有所表現(xiàn)，才能有助于后期的分析、解釋。在此方面的研究中，傳統(tǒng)的瞬態(tài)電流捕獲裝置都放置在固定位置的地端，這樣直 接的普通屏蔽電纜連接至后臺，通過高速示波器即可進行觀測，而且絕大部分只對高幅值 瞬態(tài)電流進行單一監(jiān)測。但是實際的雷電在放電過程中放電的高壓端及將要被擊的地端都 是隨機的，除非刻意使其電場定向集中發(fā)生固定放電，否則置于地端的裝置對于瞬態(tài)電流 的捕獲將是一個隨機事件，而且放電初始過程中的極小幅值、瞬態(tài)電流波形捕獲將有助于 對此類型放電機理的分析、解釋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過將電流測量裝置上移至高壓端，并增加先導放電過程中極 小幅值電流波形的測量方法，為放電發(fā)展過程及機理的研究提供明確的、全范圍的電流波 形參考數(shù)據(jù)。本發(fā)明是通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)的。1、一種置于高電位側(cè)的沖擊放電電流全范圍測量方法，其特征是(1).將電流測量裝置置于高電位端；(2).疊加布置兩種測量范圍的線圈，一種測量先導類極小幅值、瞬態(tài)電流波形，另 一種測量貫通后極高幅值、瞬態(tài)電流波形；(3).采用感應(yīng)測量，高電位端實時模擬信號捕獲，并同步進行模-數(shù)-光信號轉(zhuǎn) 換，采用光纖進行數(shù)據(jù)傳輸及絕緣隔離，放電電流波形可實時在后臺顯示；(4).置于高電位端電流測量裝置上的信號轉(zhuǎn)換及傳輸裝置，可通過后臺在休眠與 工作狀態(tài)任意切換，供電方式為大容量可充電式鋰離子電池。將兩只不同帶寬及測量幅值的瞬態(tài)電流測量線圈疊加裝設(shè)于高壓引線末端(試 品側(cè))，各自的模擬信號捕獲、模_數(shù)_光信號轉(zhuǎn)換及其光信號傳輸通道獨立，供電電源共 用。通過光纖進行數(shù)據(jù)傳輸及絕緣隔離，通過后臺可使高壓端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及傳輸模塊在休眠 與工作狀態(tài)任意切換，確保一旦放電發(fā)生，整個電流波形可完整捕獲。
本發(fā)明的有益效果是，置于高電位側(cè)的沖擊放電電流測量裝置在解決了高、低兩 種幅值類型瞬態(tài)電流捕獲、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及絕緣傳輸?shù)膯栴}后，使得在此類型的模擬研究試驗 中，不僅瞬態(tài)電流的捕獲成為一個確定事件，而且可以提供更寬范圍內(nèi)的電流波形分析數(shù) 據(jù)。本發(fā)明在各類型沖擊放電擊穿、閃絡(luò)時，尤其是長間隙放電或沖擊放電時對側(cè)電 極被擊位置隨機時，能夠確保從先導至貫穿的全過程中放電電流被捕捉到，即具備明確的、 全范圍的監(jiān)測能力。下面結(jié)合附圖及實例進一步闡述本發(fā)明內(nèi)容。


圖1為整套測量裝置布置示意圖；圖2為測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式一種置于高電位側(cè)的沖擊放電電流全范圍測量的方法，其特征是(1).將電流測量裝置置于高電位端；(2).疊加布置兩種測量范圍的線圈，一種測量先導類極小幅值、瞬態(tài)電流波形，另 一種測量貫通后極高幅值、瞬態(tài)電流波形；(3).采用感應(yīng)測量，高電位端實時模擬信號捕獲，并同步進行模_數(shù)_光信號轉(zhuǎn) 換，采用光纖進行數(shù)據(jù)傳輸及絕緣隔離，放電電流波形可實時在后臺顯示；(4).置于高電位端電流測量裝置上的信號轉(zhuǎn)換及傳輸裝置，可通過后臺在休眠與 工作狀態(tài)任意切換，供電方式為大容量可充電式鋰離子電池。圖1示出了整套測量裝置的一種布置示意圖。圖中1為電壓發(fā)生器，2為分壓器，3 為高壓引線，4為光纖，5為絕緣子，6為電流測量線圈，7為金屬棒，8為門型架構(gòu)，9為地面， 10為瞬態(tài)電流后臺顯示。圖1中在鋼架構(gòu)上懸掛絕緣子，高壓引線至絕緣子末端，這樣就構(gòu)成了一種對地 的放電間隙，而絕緣子末端可等效為確定的高壓放電位置，無論地面放置何種形式的電極 結(jié)構(gòu)(棒、板或線)，將瞬態(tài)電流測量線圈置于絕緣子末端下方，不論何種電極結(jié)構(gòu)，只要有 高壓放電位置對地面任意點的放電，即可確保能夠捕獲放電電流。而若將電流測量線圈移 至分壓器與絕緣子間的高壓引線上，則對于更大的放電間隙，即便發(fā)生高壓放電位置對鋼 架構(gòu)的放電，亦能準確捕獲放電電流。測量信號在就地轉(zhuǎn)化為光信號后，經(jīng)有絕緣能力的光 纖傳輸至地面后臺，并實時顯示在圖形顯示控制界面上。圖2示出了測量結(jié)構(gòu)的示意圖，圖2中11為無源線圈，12為匹配阻抗，13為數(shù)采 及電光轉(zhuǎn)換，14為光纖，15為鋰電池。圖2中只畫出了一支線圈。實質(zhì)上整套測量裝置有兩支無源線圈，內(nèi)部導線繞法 有所不同，匹配阻抗模塊是獨立的，對應(yīng)的數(shù)采、電光轉(zhuǎn)換及傳輸光纖分別獨立，鋰電池供 應(yīng)兩套數(shù)采及電光轉(zhuǎn)換模塊電源。通過在后臺啟動置于高電位端電流測量裝置上的信號轉(zhuǎn) 換及傳輸裝置，使其處于運行狀態(tài)，一旦有放電發(fā)生，小幅值測量線圈重點捕獲先導過程中 的瞬態(tài)電流波形，而大幅值測量線圈捕獲正常的放電瞬態(tài)電流波形。
權(quán)利要求
一種置于高電位側(cè)的沖擊放電電流全范圍測量的方法，其特征是(1).將電流測量裝置置于高電位端；(2).疊加布置兩種測量范圍的線圈，一種測量先導類極小幅值、瞬態(tài)電流波形，另一種測量貫通后極高幅值、瞬態(tài)電流波形；(3).采用感應(yīng)測量，高電位端實時模擬信號捕獲，并同步進行模-數(shù)-光信號轉(zhuǎn)換，采用光纖進行數(shù)據(jù)傳輸及絕緣隔離，放電電流波形可實時在后臺顯示；(4).置于高電位端電流測量裝置上的信號轉(zhuǎn)換及傳輸裝置，可通過后臺在休眠與工作狀態(tài)任意切換，供電方式為大容量可充電式鋰離子電池。
全文摘要
一種置于高電位側(cè)的沖擊放電電流全范圍測量的方法，本發(fā)明包括有置于高電位端的分別測量先導類極小幅值及貫通后極高幅值的瞬態(tài)電流測量的方法，及其上的信號轉(zhuǎn)換方法，采用光纖進行數(shù)據(jù)傳輸及絕緣隔離，置于地電位側(cè)的數(shù)據(jù)接收及轉(zhuǎn)換裝置、圖形顯示控制界面，放電電流波形可實時在后臺顯示。本發(fā)明在各類型沖擊放電擊穿、閃絡(luò)時，尤其是長間隙放電或沖擊放電時對側(cè)電極被擊位置隨機時，能夠確保從先導至貫穿的全過程中放電電流被捕捉到，即具備明確的、全范圍的監(jiān)測能力。
文檔編號G01R19/25GK101806828SQ20101014081
公開日2010年8月18日 申請日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者丁薇, 徐肖偉, 王科, 馬儀, 高超 申請人:云南電力試驗研究院(集團)有限公司