[发明专利]电子枪放电信号的检测与收集系统及其方法

说明书

本发明公开一种电子枪放电信号的检测与收集系统及其方法，由罗柯夫斯基线圈、信号调理单元、高速采样单元和工控机组成。罗柯夫斯基线圈设置在电子枪的冷却腔内，并套设在高压电缆头上；罗柯夫斯基线圈的输出端通过设置在电子枪的冷却腔的金属壁上的信号电缆头引出至电子枪之外，并与信号调理单元的输入端连接；信号调理单元的输出端经过高速采样单元连接工控机的输入端。采用罗柯夫斯基线圈作为检测元件检测电子枪放电动态电流，实现无接触式高精度在线检测，并通过对罗柯夫斯基线圈采样到的电子枪放电信号进行分析，建立电子枪放电信号数据库，以便于后续实现对电子枪的放电过程进行分析与总结，加快抑制电子枪放电危害性装置的开发。

技术领域

本发明属于高电压设备放电监测技术领域，具体涉及一种电子枪放电信号的检测与收集系统及其方法。

背景技术

针对电力系统中各种高压放电的研究非常活跃，通过对局部放电的研究，来诊断绝缘缺陷发展的严重程度，根据局部放电信号特征可以有效地反映电力设备内部的绝缘缺陷和故障类型，为维修策略提供技术支撑。因而国内外都广泛地将局部放电测量作为检测电力设备绝缘状态的主要手段之一，并把局部放电特征作为绝缘状态质量监控的主要指标。

电子束加工装备中关键部件电子枪是一种直流高电压设备，电子枪运行过程不时发生放电现象，对装备可靠运行产生不良影响。由于电子枪多电极复杂结构、工作于动态高真空状态，另外电子枪阴阳极有电子束穿越，因此电子枪放电的机理特性与一般电力设备放电的机理特性有本质上的区别。

目前，针对电子枪放电特性进行系统研究结果公开报道的少之又少，在研究电子枪放电时，电力系统领域高压放电研究分析方法可以借鉴，但结果没有可比性，原因是：电子枪绝缘介质既有固态又有动态真空，最为特别的是这种动态真空既作为阴阳极间高压绝缘介质又作为电子束飞行通道；动态真空既有真空度的变化又有干扰气体成分的变化。要研究电子枪放电特性，首先要对电子枪放电信号进行采样，光给电子枪加直流高压电源不能反映电子枪放电的工况，电子枪放电信号需在实际运行过程中进行在线检测。

发明内容

本发明所要解决的是电子枪放电信号在线检测的问题，提供一种电子枪放电信号的检测与收集系统及其方法。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

电子枪放电信号的检测与收集系统，由罗柯夫斯基线圈、信号调理单元、高速采样单元和工控机组成；罗柯夫斯基线圈设置在电子枪的冷却腔内，并套设在高压电缆头上；罗柯夫斯基线圈的输出端通过设置在电子枪的冷却腔的金属壁上的信号电缆头引出至电子枪之外，并与信号调理单元的输入端连接；信号调理单元的输出端经过高速采样单元连接工控机的输入端。

上述方案中，罗柯夫斯基线圈由骨架和线圈组成，骨架呈圆环状，线圈缠绕在骨架上。

上述方案中，骨架由绝缘非导磁材料制成或由高阻高频导磁材料制成。

上述方案中，工控机与电子枪的中央控制器相连。

上述系统所实现的电子枪放电信号的检测与收集方法，包括步骤如下：

步骤1、罗柯夫斯基线圈将穿越其圈内总电流的交流分量感应成电压信号u(t)转送给信号调理单元；

步骤2、信号调理单元将电压信号u(t)进行调理后输出电流信号i(t),然后将电流信号i(t)转送到高速采样单元；

步骤3、高速采样单元以固定的周期对信号调理单元送来的电流信号i(t)进行高速数字化采样；