[发明专利]一种分布式瞬态磁场测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种分布式瞬态磁场测量装置及方法，所述装置包括：多网格金属网络构件包括：多个网格，每个网格包括：由金属管导体组成的网格回路和串联在所述网格回路中的电阻；多路信号采集设备，用于对每个网格回路中的电阻两端的电压进行测量，以获取每个电阻两端的电压；主处理设备，用于根据每个电阻两端的电压计算每个网格的感应电流，并根据所有网格的感应电流计算每个网格处的磁感应强度。本发明突破了单一金属环路感应测量磁场的局限，通过构建多网格金属网络，由电流分布反推磁场分布，实现多点同步测量，具备一套装置同步测量多个位置瞬态磁场的能力，为试验获得磁场空间分布特性创造了条件。

技术领域

本发明涉及磁场环境测量技术领域，并且更具体地，涉及一种分布式瞬态磁场测量装置及方法。

背景技术

变电站开关操作时在空间产生瞬态磁场，其幅值大、上升时间短、频带宽，可能干扰开关场就地化布置的二次设备正常工作。通过测量获得磁场分布特性，是非常重要的研究手段，为二次设备的抗扰度要求提出以及二次设备的电磁兼容设计提供指导和依据。

国内外的磁场测量主要采用B-DOT传感器，B-DOT采用环形天线，在变化的磁场作用下，环路电感产生感应电动势，负载电阻输出为微分模式，经积分器后可得到磁场波形。环形天线也广泛应用电磁环境测量，其配合接收机使用，得到的是频域信号，适用于持续脉冲的测量，在变电站电磁瞬态测量中局限性较大。基于法拉第磁光效应的磁场传感器也获得了一些应用，但易受空气湿度、机械震动等影响，测量稳定性差。上述磁场测量方法组建的测量系统都只能测量单一位置的磁场（即单一传感器对应单一位置），如果需要同步测量多个位置的磁场时，即需要获得磁场空间分布特性时，则需要布置多套测量系统，技术经济性很差，通常难以实施。

发明内容

本发明提出一种分布式瞬态磁场测量装置及方法，以解决如何实现瞬态磁场的分布式测量的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种分布式瞬态磁场测量装置，所述装置包括：多网格金属网络构件、多路信号采集设备和主处理设备；其中，

所述多网格金属网络构件包括：多个网格，每个网格包括：由金属管导体组成的网格回路和串联在所述网格回路中的电阻；

所述多路信号采集设备，与每个网格回路中的电阻相连接，用于对每个网格回路中的电阻两端的电压进行测量，以获取每个电阻两端的电压；

所述主处理设备，与所述多路信号采集设备相连接，用于根据所述电压计算每个网格的感应电流，并根据所有网格的感应电流计算每个网格处的磁感应强度。

优选地，其中所述金属管导体内部为中空结构，金属管导体在电阻处断开并连接所述电阻的两端，多路信号采集设备和电阻间的测量电缆连接在电阻的两端，所述测量电缆在所述金属导体管内布线。

优选地，其中所述装置还包括：多个信号隔离设备；其中，

每个信号隔离设备均设置在多路信号采集设备和每个网格回路中的电阻间，所述信号隔离设备，用于将电阻和信号隔离设备组成的测量回路中的信号与信号隔离设备和多路信号采集设备组成的采集回路中的信号进行隔离；信号隔离设备和电阻一一对应。

优选地，其中所述信号隔离设备为宽频电子式互感器或差分式电路。

优选地，其中所述装置还包括：

设置在信号隔离设备和/或多路信号采集设备外部的屏蔽设备，所述屏蔽设备位于所述多网格金属网络构件的正下方，所述屏蔽设备与所述多网格金属网络构件的中空结构搭接构成一个完整屏蔽体。

优选地，其中所述主处理设备，按照下述公式根据所有网格的感应电流计算每个网格处的磁感应强度，包括：

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