[发明专利]一种线路电晕电流测量系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于高压气体放电测量技术领域，尤其涉及一种线路电晕电流测量系统及方法。

背景技术

由于直流输电线路具有经济性好、可控性强等优点，目前以交流输电线路为主的输电网络中正在越来越多的新建直流输电线路。由于我国目前土地资源已经开始紧张，获得新的输电走廊将付出较大代价。因此，将直流线路架设在现有的交流输电线路走廊中或者和交流线路同塔架设将极大的节省新建线路投资。然而，交直流线路临近架设时，交流线路的表面电场将存在直流偏置，直流线路表面场强将存在交流纹波，从而导致交直流输电线路的电晕放电不再是单纯的交流或者直流电晕放电。这种在交直流复合电压作用下的电晕放电所产生的电晕损失，地面电场倍增、无线电干扰等效应也将不同于单纯的交流或者直流电晕放电。

交直流复合电压作用下的电晕放电兼具了交流电晕和直流电晕放电的特点，其所产生的空间电荷将充满整个极间区域并且空间电荷的分布是时变的。为了在输电线路的设计阶段就对交直流复合电压激励下的电晕放电活动所产生的电晕损失、地面电场等效应做出准确预测，必须首先建立正确的放电电极在电晕过程中的电荷注入模型。因为电晕电流中的运流电流部分是由于电极的电晕放电注入电荷的定向运动引起的，因此测量交直流复合电压作用下的电晕电流是建立电荷注入模型的基本依据，同时也是不同的电荷注入模型的重要评价手段。然而，由于技术实现的复杂性，至今都没有一种可以用于进行交直流复合电压作用下的电晕电流的定量测量装置和方法。

发明内容

针对上述背景技术中提到的现有技术中，没有测量交直流复合电压作用下的电晕电流的定量测量装置和方法等不足，本发明提出了一种线路电晕电流测量系统及方法。

本发明的技术方案是，一种线路电晕电流测量系统，其特征是该装置包括净化电源、升压变压器、第一保护电阻、第二保护电阻、采样电阻、第一阻容分压器、第二阻容分压器、高压直流发生器、示波器、光电转换器、电光转换器、光纤、电晕电流测量装置和计算机；

所述电晕电流测量装置包括不锈钢导线、卡盘、支柱绝缘子、圆柱形电晕笼测量段、第一圆柱形电晕笼屏蔽段、第二圆柱形电晕笼屏蔽段、环氧树脂支撑板、钢架底座、第一胶皮垫圈、第二胶皮垫圈和绝缘螺丝；

所述净化电源的一端接市电，净化电源的另一端接升压变压器；升压变压器分别与第一保护电阻和地连接；第一保护电阻分别与第一阻容分压器和不锈钢导线连接；第一阻容分压器接地；第一胶皮垫圈位于第一圆柱形电晕笼屏蔽段和圆柱形电晕笼测量段之间，并通过绝缘螺丝使第一圆柱形电晕笼屏蔽段和圆柱形电晕笼测量段固定；第二胶皮垫圈位于第二圆柱形电晕笼屏蔽段和圆柱形电晕笼测量段之间，并通过绝缘螺丝使第二圆柱形电晕笼屏蔽段和圆柱形电晕笼测量段固定；圆柱形电晕笼测量段置于环氧树脂支撑板之上；环氧树脂支撑板置于钢架底座之上；不锈钢导线贯穿于圆柱形电晕笼测量段、第一圆柱形电晕笼屏蔽段和第二圆柱形电晕笼屏蔽段；不锈钢导线的两端分别有一个卡盘，卡盘与支柱绝缘子连接；支柱绝缘子接地；圆柱形电晕笼测量段和采样电阻连接；采样电阻分别与第一圆柱形电晕笼屏蔽段、第二圆柱形电晕笼屏蔽段、第二阻容分压器和第二保护电阻连接；第二阻容分压器接地；第二保护电阻和高压直流发生器连接；高压直流发生器接地；采样电阻的两端分别与示波器连接；示波器和光电转换器连接；光电转换器通过光纤和电光转换器连接；电光转换器和计算机连接。

所述圆柱形电晕笼测量段的长度为1米。

所述第一圆柱形电晕笼屏蔽段或第二圆柱形电晕笼屏蔽段的长度为0.25米。

一种线路电晕电流测量方法，其特征是该方法包括以下步骤：

步骤1：调节升压变压器和高压直流发生器的输出电压，直到第一阻容分压器和第二阻容分压器所测得的不锈钢导线与圆柱形电晕笼测量段、第一圆柱形电晕笼屏蔽段和第二圆柱形电晕笼屏蔽段之间的交直流复合电压达到设定值为止；

步骤2：当不锈钢导线电晕放电稳定后，通过计算机控制示波器对采样电阻进行电压数据采集并存储数据；

步骤3：通过数值滤波将采样电阻上的电压中的高频分量滤除，之后将采样电阻上的电压除以采样电阻的阻值，得到电晕电流波形。