本發(fā)明涉及電流測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

變電站GIS隔離開(kāi)關(guān)帶電操作時(shí)會(huì)在母線產(chǎn)生特快速瞬態(tài)電流(very fast transient current,VFTC)，電流波形幅值大、上升時(shí)間短、頻帶寬，典型幅值可達(dá)數(shù)十kA，高頻可達(dá)100MHz，低頻一般關(guān)注到工頻50Hz。因此，對(duì)用于GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的特快速瞬態(tài)電流測(cè)量系統(tǒng)的技術(shù)要求集中在幅值范圍和頻率范圍兩方面，需要測(cè)量最大幅值達(dá)到100kA，測(cè)量帶寬為50Hz～100MHz。

瞬態(tài)電流測(cè)量常見(jiàn)的有檢流電阻方法和線圈方法兩種。檢流電阻方法是測(cè)量流經(jīng)電阻的電壓，但是會(huì)影響被測(cè)電氣回路、不能實(shí)現(xiàn)高壓隔離。測(cè)量瞬態(tài)電流的線圈方法有羅氏線圈和Pearson線圈兩類。羅氏線圈又稱為微分電流傳感器，是一個(gè)均勻纏繞在非鐵磁性材料上的環(huán)形線圈，輸出信號(hào)是電流對(duì)時(shí)間的微分，通過(guò)積分電路還原測(cè)量電流。羅氏線圈的測(cè)量范圍寬、精度高和穩(wěn)定可靠，但是測(cè)量高頻帶寬有限，特別當(dāng)羅氏線圈長(zhǎng)度較大時(shí)，高頻帶寬只有數(shù)MHz。Pearson線圈結(jié)構(gòu)緊湊、具有鐵心，為自積分式電流傳感器，輸出信號(hào)不需要積分，線圈尺寸很小時(shí)高頻帶寬可以達(dá)到100MHz，但是Pearson線圈由于鐵心飽和問(wèn)題導(dǎo)致測(cè)量范圍受限，難以超過(guò)50kA。

GIS母線由中心銅導(dǎo)體和圓柱鋁管殼組成，管內(nèi)充有六氟化硫氣體作為高強(qiáng)度絕緣氣體。隔離開(kāi)關(guān)操作時(shí)，母線對(duì)管殼的絕緣裕度是很低的，測(cè)量母線瞬態(tài)電流時(shí)必須保證不損害絕緣。檢流電阻方法是將電阻串接在GIS母線上，對(duì)GIS母線的絕緣有所損壞，因此檢流電阻方法在工程應(yīng)用上是不允許的，因此該方法是不適用的。羅氏線圈是非接觸式測(cè)量，符合工程應(yīng)用要求，其不存在鐵心飽和問(wèn)題，測(cè)量100kA電流很容易實(shí)現(xiàn)；但為了測(cè)量時(shí)不影響母線絕緣，羅氏線圈須沿著管殼的內(nèi)壁布置，但由于管壁周長(zhǎng)較大，使得羅氏線圈的高頻帶寬測(cè)量受到限制。Pearson線圈雖然也是非接觸式測(cè)量，但由于其尺寸和鐵心飽和問(wèn)題，不適用GIS母線瞬態(tài)電流測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明提出了一種GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中羅氏線圈測(cè)量高頻帶寬有限和Pearson線圈測(cè)量范圍有限導(dǎo)致的不能準(zhǔn)確測(cè)量GIS母線瞬態(tài)電流的問(wèn)題。

一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：第一檢測(cè)裝置、第二檢測(cè)裝置、示波器和控制器；其中，第一檢測(cè)裝置用于檢測(cè)并輸出小于等于預(yù)設(shè)頻率的GIS母線的第一瞬態(tài)電流信號(hào)；第二檢測(cè)裝置用于檢測(cè)并輸出大于預(yù)設(shè)頻率的GIS母線的第二瞬態(tài)電流信號(hào)；示波器與第一檢測(cè)裝置和第二檢測(cè)裝置均電連接，示波器用于接收第一瞬態(tài)電流信號(hào)和第二瞬態(tài)電流信號(hào)，以及輸出第一波形信號(hào)和第二波形信號(hào)；控制器與示波器的輸出端電連接，控制器用于接收第一波形信號(hào)和第二波形信號(hào)，并根據(jù)第一波形信號(hào)和第二波形信號(hào)分別確定第一頻帶響應(yīng)和第二頻帶響應(yīng)，以及根據(jù)第一頻帶響應(yīng)和第二頻帶響應(yīng)確定GIS母線的瞬態(tài)電流。

進(jìn)一步地，上述GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量系統(tǒng)中，第一檢測(cè)裝置包括：第一積分器和羅氏線圈；其中，羅氏線圈與第一積分器的輸入端電連接，羅氏線圈繞設(shè)于GIS母線的外殼的內(nèi)壁，羅氏線圈用于獲取第一瞬態(tài)電流并輸出第一瞬態(tài)電流的第一微分信號(hào)；第一積分器的輸出端與示波器的第一輸入端電連接，第一積分器用于接收第一微分信號(hào)，并對(duì)第一微分信號(hào)進(jìn)行積分，以及輸出積分得到的第一瞬態(tài)電流信號(hào)。

進(jìn)一步地，上述GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量系統(tǒng)中，第一檢測(cè)裝置還包括：衰減器；其中，衰減器的輸入端與第一積分器的輸出端電連接，衰減器的輸出端與示波器的第一輸入端電連接，衰減器用于接收第一瞬態(tài)電流信號(hào)，并對(duì)第一瞬態(tài)電流信號(hào)進(jìn)行衰減，示波器用于接收衰減后的第一瞬態(tài)電流信號(hào)。

進(jìn)一步地，上述GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量系統(tǒng)，還包括：第一屏蔽箱內(nèi)；其中，衰減器、第一積分器和示波器均置于第一屏蔽箱內(nèi)。

進(jìn)一步地，上述GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量系統(tǒng)中，第二檢測(cè)裝置包括：第二積分器和環(huán)形天線；其中，環(huán)形天線與第二積分器的輸入端電連接，環(huán)形天線置于GIS母線的外殼內(nèi)，環(huán)形天線用于獲取第二瞬態(tài)電流并輸出第二瞬態(tài)電流的第二微分信號(hào)；第二積分器的輸出端與示波器的第二輸入端電連接，第二積分器用于接收第二微分信號(hào)，并對(duì)第二微分信號(hào)進(jìn)行積分，以及輸出積分得到的第二瞬態(tài)電流信號(hào)。

進(jìn)一步地，上述GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量系統(tǒng)，還包括：第二屏蔽箱；其中，第二積分器置于第二屏蔽箱內(nèi)。

進(jìn)一步地，上述GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量系統(tǒng)，還包括：信號(hào)傳輸裝置；其中，控制器通過(guò)信號(hào)傳輸裝置與示波器的輸出端電連接，信號(hào)傳輸裝置用于接收并傳輸?shù)谝徊ㄐ涡盘?hào)和第二波形信號(hào)。

進(jìn)一步地，上述GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量系統(tǒng)中，信號(hào)傳輸裝置包括：光發(fā)射器、光纖和光接收器；其中，光發(fā)射器與示波器的輸出端電連接，用于接收示波器輸出的第一波形信號(hào)和第二波形信號(hào)，并將第一波形信號(hào)和第二波形信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為第一光信號(hào)和第二光信號(hào)；光纖的第一端與光發(fā)射器電連接，光纖的第二端與光接收器電連接，光纖用于接收并傳遞第一光信號(hào)和第二光信號(hào)；光接收器與控制器電連接，用于接收第一光信號(hào)和第二光信號(hào)，并將第一光信號(hào)和第二光信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為第一波形信號(hào)和第二波形信號(hào)。

本發(fā)明采用第一檢測(cè)裝置1和第二檢測(cè)裝置2分別檢測(cè)并輸出小于等于預(yù)設(shè)頻率的第一瞬態(tài)電流和大于預(yù)設(shè)頻率的第二瞬態(tài)電流，即第一檢測(cè)裝置1檢測(cè)較低頻率的瞬態(tài)電流，第二檢測(cè)裝置2檢測(cè)較高頻率的瞬態(tài)電流，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能檢測(cè)從準(zhǔn)直流到百M(fèi)Hz寬頻帶瞬態(tài)電流的問(wèn)題，既保證了GIS母線瞬態(tài)電流的測(cè)量頻帶寬度，又保證了GIS母線瞬態(tài)電流的測(cè)量范圍，同時(shí)也能夠有效避免Pearson線圈因其尺寸和鐵心飽和問(wèn)題不適用GIS母線瞬態(tài)電流測(cè)量的問(wèn)題；控制器4可以將第一瞬態(tài)電流對(duì)應(yīng)的第一頻帶響應(yīng)和第二瞬態(tài)電流對(duì)應(yīng)的第二頻帶響應(yīng)組合成完整的GIS母線的瞬態(tài)電流的全頻帶響應(yīng)，以及根據(jù)全頻帶響應(yīng)確定GIS母線的瞬態(tài)電流，從而實(shí)現(xiàn)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，并完成信號(hào)處理分析的作用，保證了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

另一方面，本發(fā)明還提出了一種GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量方法。該方法包括如下步驟：檢測(cè)步驟，檢測(cè)小于等于預(yù)設(shè)頻率的GIS母線的第一瞬態(tài)電流信號(hào)和大于預(yù)設(shè)頻率的GIS母線的第二瞬態(tài)電流信號(hào)；第一確定步驟，根據(jù)第一瞬態(tài)電流信號(hào)和第二瞬態(tài)電流信號(hào)分別確定第一頻帶響應(yīng)和第二頻帶響應(yīng)；第二確定步驟，根據(jù)第一頻帶響應(yīng)和第二頻帶響應(yīng)確定GIS母線的瞬態(tài)電流。

進(jìn)一步地，上述GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量方法中，檢測(cè)步驟進(jìn)一步包括：獲取子步驟，獲取第一瞬態(tài)電流的第一微分信號(hào)和第二瞬態(tài)電流的第二微分信號(hào)；積分子步驟，對(duì)第一微分信號(hào)進(jìn)行積分得到第一瞬態(tài)電流信號(hào)，以及對(duì)第二微分信號(hào)進(jìn)行積分得到第二瞬態(tài)電流信號(hào)。

本發(fā)明分別檢測(cè)并輸出小于等于預(yù)設(shè)頻率的第一瞬態(tài)電流和大于預(yù)設(shè)頻率的第二瞬態(tài)電流，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能檢測(cè)從準(zhǔn)直流到百M(fèi)Hz寬頻帶瞬態(tài)電流的問(wèn)題，既保證了GIS母線瞬態(tài)電流的測(cè)量頻帶寬度，又保證了GIS母線瞬態(tài)電流的測(cè)量范圍，同時(shí)也能夠有效避免Pearson線圈因其尺寸和鐵心飽和問(wèn)題不適用GIS母線瞬態(tài)電流測(cè)量的問(wèn)題；將第一瞬態(tài)電流對(duì)應(yīng)的第一頻帶響應(yīng)和第二瞬態(tài)電流對(duì)應(yīng)的第二頻帶響應(yīng)組合成完整的GIS母線的瞬態(tài)電流的全頻帶響應(yīng)，以及根據(jù)全頻帶響應(yīng)確定GIS母線的瞬態(tài)電流，保證了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量系統(tǒng)中，羅氏線圈的原理示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量系統(tǒng)的又一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量系統(tǒng)中，環(huán)形天線的原理示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量方法的流程圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量方法中，檢測(cè)步驟的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開(kāi)的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開(kāi)，并且能夠?qū)⒈竟_(kāi)的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

系統(tǒng)實(shí)施例：

參見(jiàn)圖1，圖中示出了本實(shí)施例提供的GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)。如圖所示，該系統(tǒng)包括：第一檢測(cè)裝置1、第二檢測(cè)裝置2、示波器3和控制器4。

其中，第一檢測(cè)裝置1用于檢測(cè)并輸出小于等于預(yù)設(shè)頻率的GIS母線的第一瞬態(tài)電流信號(hào)。第二檢測(cè)裝置2用于檢測(cè)并輸出大于預(yù)設(shè)頻率的GIS母線的第二瞬態(tài)電流信號(hào)。具體實(shí)施時(shí)，預(yù)設(shè)頻率可以為500kHz，第一檢測(cè)裝置1可以檢測(cè)50Hz～500kHz的第一瞬態(tài)電流信號(hào)，第二檢測(cè)裝置2可以檢測(cè)500kHz～100MHz的第二瞬態(tài)電流信號(hào)。示波器3與第一檢測(cè)裝置1和第二檢測(cè)裝置2均電連接，示波器3可以接收第一瞬態(tài)電流信號(hào)和第二瞬態(tài)電流信號(hào)，并使第一瞬態(tài)電流和第二瞬態(tài)電流同步觸發(fā)，從而輸出第一瞬態(tài)電流所對(duì)應(yīng)的第一波形信號(hào)和第二瞬態(tài)電流所對(duì)應(yīng)的第二波形信號(hào)。具體實(shí)施時(shí)，示波器3的采樣率可以大于等于200MHz，輸入阻抗可以為1MΩ?？刂破?與示波器3的輸出端電連接，用于接收第一波形信號(hào)和第二波形信號(hào)，并根據(jù)第一波形信號(hào)和第二波形信號(hào)分別確定第一頻帶響應(yīng)和第二頻帶響應(yīng)，再根據(jù)第一頻帶響應(yīng)和第二頻帶響應(yīng)確定GIS母線的瞬態(tài)電流。具體實(shí)施時(shí)，控制器4接收到第一波形信號(hào)和第二波形信號(hào)后，經(jīng)過(guò)傅里葉變換后分別得到第一頻帶響應(yīng)和第二頻帶響應(yīng)。然后對(duì)第一頻帶響應(yīng)和第二頻帶響應(yīng)進(jìn)行組合，得到GIS母線瞬態(tài)電流的全頻帶響應(yīng)。最后，對(duì)全頻帶響應(yīng)進(jìn)行逆傅立葉變換，即可得到GIS母線的瞬態(tài)電流。根據(jù)GIS母線的瞬態(tài)電流可以繪制出的GIS母線的瞬態(tài)電流的時(shí)域波形。

需要說(shuō)明是，預(yù)設(shè)頻率可以根據(jù)實(shí)際需要而確定，本實(shí)施例對(duì)其不做任何限定。

本實(shí)施例中，采用第一檢測(cè)裝置1和第二檢測(cè)裝置2分別檢測(cè)并輸出小于等于預(yù)設(shè)頻率的第一瞬態(tài)電流和大于預(yù)設(shè)頻率的第二瞬態(tài)電流，即第一檢測(cè)裝置1檢測(cè)較低頻率的瞬態(tài)電流，第二檢測(cè)裝置2檢測(cè)較高頻率的瞬態(tài)電流，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能檢測(cè)從準(zhǔn)直流到百M(fèi)Hz寬頻帶瞬態(tài)電流的問(wèn)題，既保證了GIS母線瞬態(tài)電流的測(cè)量頻帶寬度，又保證了GIS母線瞬態(tài)電流的測(cè)量范圍，同時(shí)也能夠有效避免Pearson線圈因其尺寸和鐵心飽和問(wèn)題不適用GIS母線瞬態(tài)電流測(cè)量的問(wèn)題；控制器4可以將第一瞬態(tài)電流對(duì)應(yīng)的第一頻帶響應(yīng)和第二瞬態(tài)電流對(duì)應(yīng)的第二頻帶響應(yīng)組合成完整的GIS母線的瞬態(tài)電流的全頻帶響應(yīng)，以及根據(jù)全頻帶響應(yīng)確定GIS母線的瞬態(tài)電流，從而實(shí)現(xiàn)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，并完成信號(hào)處理分析的作用，保證了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

上述實(shí)施例中，第一檢測(cè)裝置1可以包括：第一積分器11和羅氏線圈12。其中，羅氏線圈12可以沿GIS母線的外殼的內(nèi)壁環(huán)繞鋪設(shè)，不破壞GIS母線，進(jìn)而對(duì)GIS母線的絕緣沒(méi)有影響。

羅氏線圈12的原理圖可以參見(jiàn)圖2，如圖所示，可以得到電路方程：

i_sR₁＝L₁d(i_p/n-i_s)/dt

式中，i_p為待測(cè)電流，即GIS母線第一瞬態(tài)電流；i_s為i_p產(chǎn)生的磁場(chǎng)在羅氏線圈12中的感應(yīng)電流；L₁為羅氏線圈12的電感；R₁為羅氏線圈12的端接電阻。

進(jìn)行傅立葉變換，可得輸出電壓：

式中，τ₁＝L₁/R₁，為時(shí)間常數(shù)。

羅氏線圈12的高頻帶寬由雜散電容、雜散電感參數(shù)決定，通常在羅氏線圈12的高頻帶寬以下滿足|ωτ₁|＜＜1，因此有：

由此可見(jiàn)，羅氏線圈12為空心的微分電流傳感器，所以，羅氏線圈12可以獲取第一瞬態(tài)電流并輸出第一瞬態(tài)電流的第一微分信號(hào)。由于羅氏線圈12輸出的信號(hào)為第一瞬態(tài)電流的第一微分信號(hào)，所以，第一積分器11的輸入端111可以與羅氏線圈12電連接，第一積分器11可以接收第一微分信號(hào)，然后對(duì)第一微分信號(hào)進(jìn)行積分，最后輸出積分得到的第一瞬態(tài)電流信號(hào)。第一積分器11的輸出端112可以與示波器3的第一輸入端31電連接。羅氏線圈12的電流頻率測(cè)量范圍可以為0.1Hz～1MHz，即羅氏線圈12負(fù)責(zé)測(cè)量較低頻率的第一瞬態(tài)電流。

參見(jiàn)圖3，圖中示出了本實(shí)施例提供的GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量系統(tǒng)的又一優(yōu)選結(jié)構(gòu)。如圖所示，第一檢測(cè)裝置1還可以包括：衰減器13。其中，衰減器13的輸入端131與第一積分器11的輸出端112電連接，衰減器13的輸出端132與示波器3的第一輸入31端電連接。衰減器13可以接收第一瞬態(tài)電流信號(hào)，當(dāng)?shù)谝凰矐B(tài)電流信號(hào)的幅值過(guò)大時(shí)，衰減器13可以先將第一瞬態(tài)電流信號(hào)的幅值衰減至示波器3可以承受的水平，然后示波器3再接收衰減后的第一瞬態(tài)電流信號(hào)。具體實(shí)施時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際測(cè)量的第一瞬態(tài)電流信號(hào)的強(qiáng)度確定衰減器13的衰減系數(shù)。

上述實(shí)施例中，還可以包括：第一屏蔽箱。其中，衰減器13、第一積分器11、示波器3和控制器4均可以置于第一屏蔽箱，以避免測(cè)量環(huán)境中強(qiáng)電磁的干擾，進(jìn)而保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

上述實(shí)施例中，第二檢測(cè)裝置2可以包括：第二積分器21和環(huán)形天線22。其中，環(huán)形天線22可以置于GIS母線的外殼內(nèi)壁的下表面，不破壞GIS母線，進(jìn)而對(duì)GIS母線的絕緣沒(méi)有影響。環(huán)形天線22的原理圖可以參見(jiàn)圖4，如圖所示，可以得到方程：

L₂di/dt+R₂i＝AdB/dt

式中，L₂為環(huán)形天線22電感；R₂為環(huán)形天線22端接電阻；A為環(huán)形天線22等效表面積；B為環(huán)形天線22處磁感應(yīng)強(qiáng)度。

進(jìn)行傅立葉變換，可得輸出電壓：

式中，τ₂＝L₂/R₂，為時(shí)間常數(shù)。

通常在100MHz以內(nèi)，環(huán)形天線22均滿足|ωτ₂|＜＜1，因此有：

V₂(jω)＝j(luò)ωBA

由于GIS母線滿足軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，由安培環(huán)路定律，滿足：

式中，μ₀為介質(zhì)磁導(dǎo)率；r為GIS外殼內(nèi)壁的半徑。

因此：

由此可見(jiàn)，在測(cè)量GIS母線第二瞬態(tài)電流時(shí)，環(huán)形天線22也可以作為微分電流傳感器，所以，環(huán)形天線22可以獲取第二瞬態(tài)電流并輸出第二瞬態(tài)電流的第二微分信號(hào)。由于環(huán)形天線22輸出的信號(hào)為第二瞬態(tài)電流的第二微分信號(hào)，所以，第二積分器21的輸入端211可以與環(huán)形天線22電連接，第二積分器21可以接收第二微分信號(hào)，然后對(duì)第二微分信號(hào)進(jìn)行積分，最后輸出積分得到的第二瞬態(tài)電流信號(hào)。第二積分器21的輸出端212可以與示波器3的第二輸入端32電連接。由于GIS母線軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使得GIS母線的外殼內(nèi)壁位置的環(huán)繞磁場(chǎng)與GIS母線瞬態(tài)電流滿足線性關(guān)系，所以可由環(huán)形天線22測(cè)量100MHz甚至更高頻率的第二瞬態(tài)電流。但環(huán)形天線22在100kHz以下的低頻段響應(yīng)幅值太小，信噪比低，其低頻有效帶寬通常大于100kHz，因此，將羅氏線圈12在0.1Hz～1MHz頻帶測(cè)量和環(huán)形天線22在100kHz～100MHz頻帶測(cè)量相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了在GIS母線的同一位置處由羅氏線圈12和環(huán)形天線22同步測(cè)量，保證了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

上述實(shí)施例中，還可以包括：第二屏蔽箱。其中，第二積分器21可以置于第二屏蔽箱內(nèi)，以避免測(cè)量環(huán)境中強(qiáng)電磁的干擾，進(jìn)而保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。具體實(shí)施時(shí)，第二屏蔽箱與第一屏蔽箱可以為同一屏蔽箱。

上述各實(shí)施例中，還可以包括：信號(hào)傳輸裝置5，控制器4通過(guò)該信號(hào)傳輸裝置5與示波器3的輸出端33電連接。信號(hào)傳輸裝置5可以包括：光發(fā)射器51、光纖52和光接收器53。其中，光發(fā)射器51與示波器3的輸出端33電連接，可以接收示波器3輸出的第一波形信號(hào)和第二波形信號(hào)，并將第一波形信號(hào)和第二波形信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為第一光信號(hào)和第二光信號(hào)。光纖52的第一端(圖1所示的左端)與光發(fā)射器51電連接，光纖52的第二端(圖1所示的右端)與光接收器53電連接，光纖52可以接收并傳遞第一光信號(hào)和第二光信號(hào)。具體實(shí)施時(shí)，光纖52可以為低損耗單模光纖52。光接收器53與控制器4電連接，可以接收第一光信號(hào)和第二光信號(hào)，并將第一光信號(hào)和第二光信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為第一波形信號(hào)和第二波形信號(hào)。

本實(shí)施例中，通過(guò)光發(fā)射器51、光纖52和光接收器53實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信號(hào)與光信號(hào)之間的直接轉(zhuǎn)換，并經(jīng)光纖52傳輸，實(shí)現(xiàn)了高抗干擾性能的遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸。

綜上，本實(shí)施例采用第一檢測(cè)裝置1和第二檢測(cè)裝置2分別檢測(cè)并輸出小于等于預(yù)設(shè)頻率的第一瞬態(tài)電流和大于預(yù)設(shè)頻率的第二瞬態(tài)電流，即第一檢測(cè)裝置1檢測(cè)較低頻率的瞬態(tài)電流，第二檢測(cè)裝置2檢測(cè)較高頻率的瞬態(tài)電流，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能檢測(cè)從準(zhǔn)直流到百M(fèi)Hz寬頻帶瞬態(tài)電流的問(wèn)題，既保證了GIS母線瞬態(tài)電流的測(cè)量頻帶寬度，又保證了GIS母線瞬態(tài)電流的測(cè)量范圍，同時(shí)也能夠有效避免Pearson線圈因其尺寸和鐵心飽和問(wèn)題不適用GIS母線瞬態(tài)電流測(cè)量的問(wèn)題；控制器4可以將第一瞬態(tài)電流對(duì)應(yīng)的第一頻帶響應(yīng)和第二瞬態(tài)電流對(duì)應(yīng)的第二頻帶響應(yīng)組合成完整的GIS母線的瞬態(tài)電流的全頻帶響應(yīng)，以及根據(jù)全頻帶響應(yīng)確定GIS母線的瞬態(tài)電流，從而實(shí)現(xiàn)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，并完成信號(hào)處理分析的作用，保證了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

方法實(shí)施例：

參見(jiàn)圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量方法的流程圖。如圖所示，該方法包括如下步驟：

檢測(cè)步驟S510，檢測(cè)小于等于預(yù)設(shè)頻率的GIS母線的第一瞬態(tài)電流信號(hào)和大于預(yù)設(shè)頻率的GIS母線的第二瞬態(tài)電流信號(hào)。

具體地，分別檢測(cè)小于等于預(yù)設(shè)頻率的GIS母線的第一瞬態(tài)電流信號(hào)和大于預(yù)設(shè)頻率的GIS母線的第二瞬態(tài)電流信號(hào)。具體實(shí)施時(shí)，預(yù)設(shè)頻率可以為500kHz?？梢允褂蒙鲜鱿到y(tǒng)實(shí)施例中提供的第一檢測(cè)裝置1和第二檢測(cè)裝置2分別檢測(cè)小于等于預(yù)設(shè)頻率的第一瞬態(tài)電流信號(hào)和大于預(yù)設(shè)頻率的第二瞬態(tài)電流信號(hào)。需要說(shuō)明是，預(yù)設(shè)頻率可以根據(jù)實(shí)際需要而確定，本實(shí)施例對(duì)其不做任何限定。第一檢測(cè)裝置1和第二檢測(cè)裝置2的具體安裝過(guò)程和實(shí)施過(guò)程參見(jiàn)上述系統(tǒng)實(shí)施例中的說(shuō)明即可，此處不再贅述。

第一確定步驟S520，根據(jù)第一瞬態(tài)電流信號(hào)和第二瞬態(tài)電流信號(hào)分別確定第一頻帶響應(yīng)和第二頻帶響應(yīng)。

具體地，首先，可以使用上述系統(tǒng)實(shí)施例中提供的示波器3接收第一瞬態(tài)電流信號(hào)和第二瞬態(tài)電流信號(hào)，再由示波器3輸出第一瞬態(tài)電流信號(hào)所對(duì)應(yīng)的第一波形信號(hào)和第二瞬態(tài)電流信號(hào)所對(duì)應(yīng)的第二波形信號(hào)。其次，可以使用系統(tǒng)實(shí)施例中提供的控制器4接收第一波形信號(hào)和第二波形信號(hào)，經(jīng)過(guò)傅里葉變換后分別得到第一頻帶響應(yīng)和第二頻帶響應(yīng)。示波器3和控制器4的具體安裝過(guò)程和實(shí)施過(guò)程參見(jiàn)上述系統(tǒng)實(shí)施例中的說(shuō)明即可，此處不再贅述。

第二確定步驟S530，根據(jù)第一頻帶響應(yīng)和第二頻帶響應(yīng)確定GIS母線的瞬態(tài)電流。

具體地，將第一頻帶響應(yīng)和第二頻帶響應(yīng)進(jìn)行組合，得到GIS母線瞬態(tài)電流的全頻帶響應(yīng)。例如，第一頻響帶為50Hz～500kHz，第二頻響帶為500kHz～100MHz，將第一頻響帶和第二頻響帶進(jìn)行組合，得到50Hz～100MHz的GIS母線瞬態(tài)電流的全頻帶響應(yīng)。然后，對(duì)全頻帶響應(yīng)進(jìn)行逆傅立葉變換，即可得到GIS母線的瞬態(tài)電流。

本實(shí)施例中，分別檢測(cè)并輸出小于等于預(yù)設(shè)頻率的第一瞬態(tài)電流和大于預(yù)設(shè)頻率的第二瞬態(tài)電流，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能檢測(cè)從準(zhǔn)直流到百M(fèi)Hz寬頻帶瞬態(tài)電流的問(wèn)題，既保證了GIS母線瞬態(tài)電流的測(cè)量頻帶寬度，又保證了GIS母線瞬態(tài)電流的測(cè)量范圍，同時(shí)也能夠有效避免Pearson線圈因其尺寸和鐵心飽和問(wèn)題不適用GIS母線瞬態(tài)電流測(cè)量的問(wèn)題；將第一瞬態(tài)電流對(duì)應(yīng)的第一頻帶響應(yīng)和第二瞬態(tài)電流對(duì)應(yīng)的第二頻帶響應(yīng)組合成完整的GIS母線的瞬態(tài)電流的全頻帶響應(yīng)，以及根據(jù)全頻帶響應(yīng)確定GIS母線的瞬態(tài)電流，保證了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

參見(jiàn)圖6，圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的GIS隔離開(kāi)關(guān)操作形成的瞬態(tài)電流的測(cè)量方法中，檢測(cè)步驟S510的流程圖。如圖所示，檢測(cè)步驟S510可以進(jìn)一步包括：

獲取子步驟S610，獲取第一瞬態(tài)電流的第一微分信號(hào)和第二瞬態(tài)電流的第二微分信號(hào)。

具體地，可以使用上述系統(tǒng)實(shí)施例中提供的羅氏線圈12和環(huán)形天線22分別獲取第一瞬態(tài)電流的第一微分信號(hào)和第二瞬態(tài)電流的第二微分信號(hào)。羅氏線圈12和環(huán)形天線22的具體安裝過(guò)程和實(shí)施過(guò)程參見(jiàn)上述系統(tǒng)實(shí)施例中的說(shuō)明即可，此處不再贅述。

積分子步驟S620，對(duì)第一微分信號(hào)進(jìn)行積分得到第一瞬態(tài)電流信號(hào)，以及對(duì)第二微分信號(hào)進(jìn)行積分得到第二瞬態(tài)電流信號(hào)。

具體地，可以使用上述系統(tǒng)實(shí)施例中提供的第一積分器11對(duì)第一微分信號(hào)進(jìn)行積分，進(jìn)而得到第一瞬態(tài)電流信號(hào)；可以使用上述系統(tǒng)實(shí)施例中提供的第二積分器21對(duì)第二微分信號(hào)進(jìn)行積分，進(jìn)而得到第二瞬態(tài)電流信號(hào)。第一積分器11和第二積分器21的具體安裝過(guò)程和實(shí)施過(guò)程參見(jiàn)上述系統(tǒng)實(shí)施例中的說(shuō)明即可，此處不再贅述。

本實(shí)施例中，對(duì)獲取的第一微分信號(hào)和第二微分信號(hào)進(jìn)行積分，進(jìn)而得到第一瞬態(tài)電流和第二瞬態(tài)電流，實(shí)現(xiàn)了對(duì)第一瞬態(tài)電流和第二瞬態(tài)電流的還原，便于第一頻帶響應(yīng)和第二頻帶響應(yīng)的確定。

綜上，本實(shí)施例分別檢測(cè)并輸出小于等于預(yù)設(shè)頻率的第一瞬態(tài)電流和大于預(yù)設(shè)頻率的第二瞬態(tài)電流，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能檢測(cè)從準(zhǔn)直流到百M(fèi)Hz寬頻帶瞬態(tài)電流的問(wèn)題，既保證了GIS母線瞬態(tài)電流的測(cè)量頻帶寬度，又保證了GIS母線瞬態(tài)電流的測(cè)量范圍，同時(shí)也能夠有效避免Pearson線圈因其尺寸和鐵心飽和問(wèn)題不適用GIS母線瞬態(tài)電流測(cè)量的問(wèn)題；將第一瞬態(tài)電流對(duì)應(yīng)的第一頻帶響應(yīng)和第二瞬態(tài)電流對(duì)應(yīng)的第二頻帶響應(yīng)組合成完整的GIS母線的瞬態(tài)電流的全頻帶響應(yīng)，以及根據(jù)全頻帶響應(yīng)確定GIS母線的瞬態(tài)電流，保證了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中的測(cè)量系統(tǒng)與測(cè)量方法原理相同，相關(guān)之處可以相互參照。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。