[发明专利]一种置于高电位侧的冲击放电电流全范围测量的方法

说明书

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。

一种置于高电位侧的冲击放电电流全范围测量的方法，本发明的特征是：

（1）将由两个叠加布置的无源线圈、与两个无源线圈对应且分别独立的匹配阻抗、数采及电光转换模块和传输光纤，以及共用电源构成的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。

附图说明

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，本发明的特征是：

（1）将由两个叠加布置的无源线圈、与两个无源线圈对应且分别独立的匹配阻抗、数采及电光转换模块和传输光纤，以及共用电源构成的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。