[发明专利]一种对高压输电线路电晕电流进行测量的装置

说明书

本发明公开了一种对高压输电线路电晕电流进行测量的装置，所述装置包括：电晕笼、电阻传感器、过压保护模块、通断控制器、光电转换单元、数据采集卡和供电单元，在所述电晕笼的笼体侧串联电阻传感器；所述电阻传感器与过压保护模块并联；所述过压保护模块连接通断控制器，能够有效避免电晕笼产生瞬时高压放电对数据采集卡的破坏；所述通断控制器和数据采集卡均通过数据线与光电转换单元连接并进行数据交换；所述光电转换单元用于光信号和电信号之间的转换；所述供电单元分别与数据采集卡和光电转换单元电连接，为数据采集卡和光电转换单元提供直流电源。

技术领域

本发明涉及输电线路测量技术领域，并且更具体地，涉及一种对高压输电线路电晕电流进行测量的装置、系统及方法。

背景技术

电晕笼本身是一个截面为方形或者圆形的同心网状金属笼，笼体与大地相接，用来模拟大地。由于线和笼间的距离较线和大地间的距离近，在导线上施加较低的电压等级，可使导线表面的场强达到较高电压等级的实际输电线路的表面场强水平，从而表现出高电压等级下输电线路导线的电晕特性。电晕笼可用于对超、特高压输电线路的电晕损耗、无线电干扰、可听噪声等电晕特性、电晕起始电压、电场分布和离子电流密度分布等内容的研究。通过调整实验的条件，例如改变导线分裂数和高度、极间距、导线表面状况例如，落灰和积污程度、气压、湿度、温度以及模拟各种环境因素，可研究这些因素对输电线路电晕特性的影响。

随着中国输电线路电压等级的提高以及特高压直流输电工程的投入运行，输电线路电晕损耗和由电晕造成的电磁环境问题日益突出。因此，输电线路电晕特性的研究，对于保障输电线路安全经济运行具有重要意义。高压输电线路电晕损耗和电磁环境的源头为导线的电晕放电，而表征电晕放电最直接的物理量是电晕电流。目前国内针对高压直流输电线路电晕损耗/电晕电流的测量问题，有电桥电路法、耦合天线法、功率表法、取样电阻传感器等多种方法，但这些方法分别存在操作不便，存在安全隐患、无法在不同气候下实现长时间在线测量、很难实现多点同步测量及无法测量电晕电流的瞬态波形的问题。

另外，以往的高压输电线路电晕电流测量装置均位于超/特高压侧，因而需要解决由于高电压环境所带来的一系列问题，如高电压环境下的传感器自身放电问题、高电压环境下测量装置和通讯线路的自身放电问题、高电压环境下的供电问题、高电压环境下弱电信号的高速测量和传输问题等等。中国电力科学研究院和北京航空航天大学联合研制成功了特高压直流输电线路宽频域电晕电流测量系统，解决了上述问题，取得了国际领先级的研究成果。但其缺点是其实现过程较为复杂，测量装置的价格较为昂贵，在技术推广应用上有一定难度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种对高压输电线路电晕电流进行测量的装置，所述装置包括：电晕笼、电阻传感器、过压保护模块、通断控制器、光电转换单元、数据采集卡和供电单元。优选地，在所述电晕笼的笼体侧串联电阻传感器以对电晕电流进行测量；所述电阻传感器与过压保护模块并联；所述过压保护模块连接通断控制器，用于在电晕笼产生瞬时高压放电时保护数据采集卡；所述通断控制器和数据采集卡均通过数据线与光电转换单元连接并进行数据交换；所述光电转换单元用于光信号和电信号之间的转换；所述供电单元分别与数据采集卡和光电转换单元电连接，为数据采集卡和光电转换单元提供直流电源。

优选地，所述电晕笼为同心网状金属笼，所述电晕笼包括外层网和内层网；其中外层网接地，用于屏蔽来自外界的干扰；内层网用来测量高压输电线路的电晕效应；所述电阻传感器的一端连接电晕笼内层网，另一端接电晕笼外层网。

优选地，其中所述电晕笼的内层网与电晕笼的外层网之间设置有绝缘支座。

优选地，其中所述电晕笼的内层网包括测量段和位于测量段两侧的防护段；防护段接地，用来屏蔽电晕笼端部引起的端部效应，测量段用来收集高压输电线路的电晕效应数据。

优选地，其中所述电晕笼的内层网分为多个分段，每个分段之间绝缘并用方便拆卸的金属条连接。