[发明专利]方波电流波引发下光纤复合架空地线雷击效应的测试装置和方法

说明书

本发明公开了一种方波电流波引发下光纤复合架空地线雷击效应的测试装置和方法被试品光纤复合地缆通过作用间隙分别与并联在测控管理系统之间的两重雷电流分量测试回路相连接；第一测试回路向带有作用间隙的被试品输出电压大于100kV、电荷量不小于10C、平均峰值电流不小于2kA、持续时间1～5ms、波形为方波的第一雷电流分量，第二测试回路向带有作用间隙的被试品输出直流电流幅值100～400A、电荷量50～200C、持续时间0.25～0.5s的第二雷电流分量。与现有无法模拟实际雷击对OPGW的冲击力、电磁力和电阻热效应相比，本发明可以真实模拟实际雷击对OPGW的雷击直接效应。

技术领域

本发明属于雷击直接效应试验技术领域，涉及方波电流波引发下光纤复合架空地线雷击效应的测试装置和方法。

背景技术

随着我国电网建设和电力通信的发展，光纤复合架空地线(Optical FiberComposite Overhead Ground Wire，OPGW)的应用日益广泛，在电力通信调度方面发挥越来越重要的作用。OPGW雷击断股事故时有发生，OPGW的雷击断股可能影响到电力系统的安全运行和可靠通信，因此OPGW的雷击断股机理的研究和相应的防治措施非常重要。

OPGW雷击断股机理的研究是国内外关注的热点和难点，而雷击断股测量技术和试验设备是雷击断股机理研究的关键技术和核心装备，OPGW雷击直接效应试验技术和试验设备不能满足OPGW雷击机理研究和技术发展的需求。在雷击效应试验规范方面，欧盟和美军标规定了航空器雷击的试验要求和雷电分量，但IEEE 1138仅规定了OPGW雷击的0类、1类、2类、3类长持续时间分量试验的电流峰值、电荷量、脉冲持续时间以及作用间隙(50mm)等参数，雷电分量的参数分别为电流峰值100A-400A、电荷量50-200C、持续时间0.5s，但缺乏对雷电流分量注入方式及波形参数的明确规定。

目前，OPGW雷击效应的试验仅考虑长持续时间雷电流分量，由于其工作电压极低，不能击穿50mm的作用间隙，只能用导电丝(或者是熔丝)将被试品捆绑起来与长持续时间的电流分量发生器连接起来，这种试验方法根本无法模拟实际雷击发生时实际雷击对OPGW产生的冲击力效应、电磁力效应以及后续中间分量及和长时间电流分量的热效应，致使在捆绑点出现多股光纤的烧损、断股而且试验结果分散性大、精度差。OPGW雷击直接效应试验方法没有标准可依，而试验装置的落后已经成为严重制约了OPGW的研究进程和电力系统运行安全性和稳定性提升的瓶颈。

发明内容

本发明解决的问题在于提供方波电流波引发下光纤复合架空地线雷击效应的测试装置和方法，克服目前OPGW雷击直接效应试验方法的不合理之处，能够准确模拟实际雷击对OPGW产生的冲击效应、电磁力效应以及热效应。

本发明是通过以下技术方案来实现：

方波电流波引发下光纤复合架空地线雷击效应的测试装置，被试品光纤复合地缆通过作用间隙分别与并联在测控管理系统之间的两重测试回路相连接；

第一测试回路向带有作用间隙的被试品输出电压大于100kV、电荷量不小于10C、平均峰值电流不小于2kA、持续时间1～5ms、波形为方波的第一雷电流分量，其包括依次相连接的第一雷电流发生回路、第一耦合/去耦网络DCN和第一电流传感器；第一雷电流发生回路包括充电单元、放电单元和方波波形形成单元；

第二测试回路向带有作用间隙的被试品输出直流电流幅值100～400A、电荷量50～200C、持续时间0.25～0.5s的第二雷电流分量，其包括依次相连接的第二雷电流发生回路、第二耦合/去耦网络DCN和第二电流传感器；第二雷电流发生回路包括充电单元、放电单元和波形形成单元；