[发明专利]一种高压输电线路电晕电流的宽频在线测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压输电线路电晕电流的宽频在线测量系统，属于高电压试验设备及测量技术领域。

背景技术

高压输电线路的电晕现象是工程设计、建设和运行中需要考虑的关键技术问题。一方面，电晕会产生电能损耗会增加输电成本，另一方面，电晕产生的无线电干扰、可听噪声和空间离子流会影响周边电磁环境。当直流线路发生电晕后，按电离的发生情况可将除导线以外的整个空间分为电离区和非电离区两部分。电离区和非电离区的带电离子的运动，形成了输电线路上的电晕电流。电晕电流是与电晕损耗和环境效应直接相关的物理量，也是表征线路电晕放电情况的最直接参数。

但与一般电气参数测量相比，电晕电流测量在技术上存在几个突出的问题，首先是测量位置电位高，设备的电能供应和信号传输困难，与线路和地面的连接都将面临很大的绝缘问题；其次气候环境恶劣，设备要直接面对阳光直射和自然降水，温度和湿度波动大；第三是测量位置电磁环境恶劣，电晕放电产生的电磁脉动群、雷击和操作过电压都可能影响电子系统的正常工作。

相关研究机构针对电晕电流的测量系统开展了多年研究，基于光纤数据传输技术开发了用于测量电晕电流的装置，带宽覆盖直流到数MHz的测量装置，这些装置在试验室研究中适用性很强，但在户外或恶劣环境下，连接高压端和低压端的光纤会影响被测系统的绝缘性能。采用光纤复合绝缘柱的电晕电流测量装置可解决绝缘问题。但该类设备绝缘装置制造和安装复杂，成本高，在户外试验或在线检测领域中很难灵活应用。因此研制一种对绝缘影响小、可灵活使用的电晕电流的测量系统具有非常突出的工程价值。

发明内容

本发明的目的是提出一种高压输电线路电晕电流的宽频在线测量系统，以测量高电压等级交流或直流线路的电晕电流，并在较宽频域内反映电晕电流的特性；电晕电流测量结果采用无线传输，以使在恶劣的自然环境和电磁环境中长期在线运行。

本发明提出的高压输电线路电晕电流的宽频在线测量系统，包括；

远端单元，用于采集高压输电线路的电晕电流I，并将电晕电流I进行模数转换后得到数字信号，将数字信号通过无线电波传输至本地单元，所述的远端单元安装在高压输电线路上；

本地单元，用于接收远端单元的数字信号，并将该数字信号发送至终端计算机；

终端计算机，用于接收本地单元的数字信号，显示高压输电线路电晕电流的波形，并存贮，完成数据储存和分析。

上述宽频在线测量系统中的远端单元，包括：

保护电路，用于对接收的高压输电线路电晕电流进行峰值抑制，得到额定输入范围的电流，所述的保护电路由电容和压敏电阻组成，电容和压敏电阻相互并联；

采样电阻，用于将上述额定输入范围的电流转换为电压，采样电阻与保护电路并联；

A/D转换模块，用于对上述电压进行A/D转换，得到数字信号，所述的A/D转换模块与采样电阻相连；

无线传输模块，用于接收上述数字信号，并将该信号通过天线以无线电波的形式发送至本地单元，所述的无线传输模块与A/D转换模块相连；

供电模块，用于为A/D转换模块和无线传输模块提供工作电源，所述的供电模块分别与A/D转换模块和无线传输模块相连。

上述宽频在线测量系统中的本地单元，包括：

无线传输模块，用于接收来自远端单元的数字信号；

接口转换模块，用于将接收的上述数字信号进行协议转换后发送至终端计算机，所述的接口转换模块与无线传输模块相连。

本发明提出的高压输电线路电晕电流的宽频在线测量系统，其优点是：可以在高达1000kV电压等级在线测量交流或直流线路的电晕电流，测量带宽可达50MHz，而且可以在较宽频域内反映电晕电流的特性。本发明系统的电晕电流测量结果采用无线传输数据，无外绝缘问题，而且安装方便，灵活性强。可通过太阳能板实现连续供电，因此可在恶劣的自然环境和电磁环境中长期在线运行。本发明在线测量系统为深入分析输电线路的电晕现提供了可靠的工具，为克服交流和直流线路电晕产生的电磁环境问题提供了可行手段。

附图说明

图1是本发明测量系统的结构框图。

图2是图1所示的测量系统远端单元中保护电路的结构示意图。

具体实施方式

本发明提出的高压输电线路电晕电流的宽频在线测量系统，其结构框图如图1所示，包括；

远端单元，用于采集高压输电线路的电晕电流I，并将电晕电流I进行模数转换后得到数字信号，将数字信号通过无线电波传输至本地单元，所述的远端单元安装在高压输电线路上；