[发明专利]一种用于直流试验线段的宽频带电晕电流测量系统

说明书

技术领域

本发明属于高压测量领域，涉及一种直流电晕电流测量装置，具体地说涉及试验线段电晕电流测量装置，其适用于旨在分析各种电压下电晕电流各种频率成份的试验，也适用于分析电晕特性和起晕特性的试验。

背景技术

当输电线路导线周围电场强度超过空气击穿场强时，邻近导线附近的空气产生电离形成电晕放电，电晕放电将产生可听噪声、无线电干扰和电晕损失等，对环境和运行造成一定的影响。从建设和运行成本以及环境保护等多方面因素考虑，合理设计导线，适度控制电晕效应，对发展特高压输电非常重要。电晕电流是反应电晕效应、起晕特性的重要指标，因此准确的测得电晕电流的各个频率成分具有重要的意义。

上世纪六七十年代，美国、前苏联、加拿大、意大利、法国、日本等国为了各国输电线路的建设，相继建立了试验线段，开展了电晕损失的测量研究。由于受各国输电电压等级的限制，大多数国家开展的电晕损失研究局限于超高压输电线路，仅美国、前苏联和意大利等极少数国家做过特高压试验线路的相关试验。到目前为止，国外这类特高压电晕损失试验持续的时间较短、试验经历的气象条件还不周全、导致试验数据很不完备，需要进一步开展长时间的试验和实测研究。

目前，研究直流电晕特性的方法主要有两种：一种是基于电晕笼，研究单双极性导线的无线电干扰，可听噪声以及电晕损失等特性；另一种是基于单极性或者双极性的试验线段进行电晕特性的短时研究和长期监测。传统的直流试验线段电晕电流测量，是在电源和线路中间串入微安表等电流表计，或者采样电阻利用光纤传输到低压测，这种方法很好的解决了高低压侧的隔离问题，能够准确的计算得到直流线路的电晕损失值。但是传统的采样方式的采样频率大都相对较低，而导线在发生电晕的时候，会产生高频的电晕脉冲，对研究导线的电晕特性具有重要的意义。

有关这方面的文献报道例如申请号为200920107131.4的名为一种电晕电流测量装置的实用新型专利，涉及一种电晕电流测量装置，其特征在于：它包括一光电转换模块，光电转换模块由一高压侧信号调制装置和一低压侧信号解调装置组成，高压侧信号调制装置的一端端口与一高压电源连接，高压电源给一与高压侧信号调制装置另一端口串联的一试验用试品供电，高压侧信号调制装置的输出端通过光纤与低压侧信号解调装置连接；高压侧信号调制装置由一高压侧微电流/电压变换单元与一高压侧信号调制单元串联组成，具有独立电源开关；低压侧信号解调装置内置有一低压侧信号解调单元，并且低压侧信号解调装置的外壳接地，具有独立电源开关。此实用新型由于利用光电转换技术，因此可以实现对高压端电晕电流信号波形的传输和记录。然而，该专利仅仅提供了一种可以实现对高压端电晕电流进行测量的手段，其并没有提供一种系统的、全面的测量和分析宽频带直流电晕电流进而得到分析电晕特性和起晕特性的思路。

有鉴于此，有必要提供一种用于直流试验线段的宽频带电晕电流测量系统，可以实现电晕电流各个频率成分的准确测量，进而为分析直流导线的电晕特性如电晕损失特性等提供支持，以满足工业应用需要。

发明内容

本发明的目的是：提供一种试验线段宽频带电晕电流测量系统，它测量准确度高，没有绝缘问题，操作方便，不存在安全隐患，尤其能够采集宽频带的电晕电流，分析电晕电流高频成份，电压信号通过高精度电阻分压器结合高精度数据采集卡采集，通过 GPS同步授时，实现电流信号和电压信号的同步采集，为分析其电晕电流的各种频率的成分和直流导线的电晕损失特性打下基础。

本发明所采用的技术方案是：一种用于直流试验线段的宽频带电晕电流测量系统，其特征在于：包括高速同步采集模块和高速无线传输网络；

所述高速同步采集模块包括电阻采样单元、上位机采集单元，电阻分压器、下位机采集单元；上位机采集单元包括高速数据采集卡、供电模块以及GPS同步时钟；下位机采集单元包括高速数据采集卡、供电模块以及GPS同步时钟；电阻采样单元和上位机采集单元的高速数据采集卡通过同轴电缆连接，电阻分压器和下位机采集单元通过同轴电缆连接；上位机采集单元和下位机采集单元通过无线网络连接；

所述高速无线传输网络包括两块无线网卡，一个无线路由器，通过TCP/IP协议建立无线局域网连接；

上位机采集单元和下位机采集单元接收安装在自身的GPS同步时钟的触发信号，实现上位机采集单元和下位机采集单元的电流信号和电压信号的同步采集，上位机采集单元通过无线网络将电流信号传输到下位机采集单元，下位机采集单元接收上位机采集到的电流信号，得到宽频带的电晕电流信号。