一种具有防雨功能的高电位电流采集系统

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成果名称: 一种具有防雨功能的高电位电流采集系统 关键字: 应用行业: 信息传输软件和信息技术
高新技术领域: 电子信息技术 所在地: 河北省 知识产权类型: 发明专利
知识产权编号: ZL201711311433.9 成果体现形式: 发明专利 成果属性:
成果所处阶段: 成果水平: 国内领先 研究形式:
学科分类: 战略新兴产业: 请选择... 课题来源:
第一完成单位名称: 华北电力大学(保定) 第一完成单位属性: 技术成熟度:
合作方式: 专利许可 交易价格(万): 面议 所属十强产业:

一种具有防雨功能的高电位电流采集系统,包括数据采集箱、数据接收装置和触发装置,所述数据采集箱包括屏蔽箱及安装在屏蔽箱内的数据采集盒和可调电阻,所述屏蔽箱接高压导线并通过绝缘子吊挂在横担上,所述可调电阻的一端与屏蔽箱电连接,另一端通过外部设有绝缘层的导电铜条与屏蔽箱下方的放电电极电连接,可调电阻的阻值控制线和电压测量电缆与数据采集盒连接,所述数据采集盒通过光纤与数据接收装置和触发装置交换信息。本发明将高压侧的数据采集部分放置在金属屏蔽箱内,并通过光纤实现高低压侧的信息传输,不仅可以屏蔽各种电磁干扰,保证高低压侧之间的电气绝缘,而且适于在淋雨条件下使用,为淋雨状态下空气间隙放电的研究创造有利条件。

本发明涉及一种可以在淋雨、强干扰条件下使用的高电位电流采集系统,属于测量技术领域。

本发明将高压侧的数据采集部分放置在金属屏蔽箱内,并通过光纤实现高低压侧的信息传输,不仅可以屏蔽各种电磁干扰,保证高低压侧之间的电气绝缘,而且适于在淋雨条件下使用,为淋雨状态下空气间隙放电的研究创造有利条件。此外,本发明还具有结构简单、体积小、测量带宽大、测量精度高、适用范围广等优点,可以应用于各种高压试验的场合。

在超高压/特高压输电线路中,空气是最常见的绝缘介质,绝缘闪络和击穿故障是输电系统中最重要的危害之一。特高压线路大幅度提高了线路的电压等级,电压等级的提升也导致了线路设备绝缘要求的大幅提升,对长空气间隙放电的研究显得更加重要。国内外的学者对干燥条件下空气间隙的击穿过程进行了大量的试验研究,结果表明击穿电压随间隙长度的增加会呈现“饱和”的趋势。但是对于降雨条件下长空气间隙的放电过程,学者们进行的研究十分有限,也未能达成广泛的共识。 近年来,我国局部地区空气污染越来越严重,雨水电导率持续增加,有时可高达2000μS/cm,雨水的导电能力显著增强。而在极端的暴雨条件下,瞬间降雨强度甚至可以超过10mm/min,线路的绝缘能力面临着严峻的考验。从以往高压输电线路的运行情况来看,在降雨尤其是暴雨条件下,会发生导线闪络事故,金具部分因为场强高,更容易发生闪络。因此,对淋雨状态下空气间隙放电的研究具有重大的工程意义,而测量放电电流是研究空气间隙放电的有效方法。
 目前广泛采用的高压放电电流测量方式主要有两种:一种是在高压电极侧串入罗氏线圈的方式;另一种是在低压电极与地线之间串入采样电阻,通过测量电阻两端的电压计算放电电流。但是随着研究的不断深入,学者们发现这两种测量方法均存在诸多弊端。罗氏线圈的测量结果受其频率响应特性的影响较大,当测量电流存在直流分量时更是如此。而使用在低压端串入电阻的测量方式时,只有当接地平板足够大时,才能保证空间电离产生的正离子全部进入接地平板。同时,由于间隙距离较大,而正离子的迁移速度较慢,因此在接地平板处测得的电流不能实时反映放电的物理过程。基于以上的考虑,近年来通常选择在高压侧串入采样电阻的方式来测量预放电电流。预放电电流通常以脉冲形式出现,波形上升时间短,这就要求测量系统具有较大的模拟带宽;测量设备的高压部分接入放电电路中,电位很高,要求具有良好的电气绝缘,以保证低压采样设备的电气安全;预放电电流的测量在高压环境下进行,属于快速暂态信号的时域测量,要求测量系统具有一定的抗电磁干扰能力。
 现有的高压侧预放电电流测量装置在长间隙放电实验中取得了良好的测量效果,但也存在一些问题,例如电源持续工作时间短、体积庞大不便于拆装充电、无法对设备进行远程智能控制、造价高昂和触发方式单一。除此以外,因为对淋雨条件下长间隙放电实验的研究较少,现有的测量装置在设计时并没有考虑防雨问题,因此有必要加以改进。


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