[发明专利]一种脉冲放电回路

说明书

技术领域

本发明涉及脉冲放电领域，特别涉及能产生单次及重复频率毫安级纳秒脉冲放电的回路。

背景技术

输电线路导线表面的电晕放电会产生较强的无线电干扰和可听噪声，对周围的电磁环境产生影响。目前国内外对输电线路可听噪声的研究主要集中在现场测量与预测公式上，而对输电线路可听噪声的产生机理未开展深入的研究。电晕放电由一系列单个的放电脉冲组成，放电脉冲的重复率很高，且单次放电脉冲的特性有一定的随机性。在交直流电晕试验平台下获得的电晕放电信号有一定的随机性，放电脉冲的重复率、单个放电脉冲的幅值、上升沿及脉宽等特性无法控制，同时这几个参数往往同时变化。因此，在交直流电晕试验平台下很难研究单个放电参数和声特性之间的关联特性，无法确定电晕放电参数对其产生可听噪声的影响规律。

文献1(纳秒脉冲下SF6气体放电特性.高电压技术，38(7),2012，冉慧娟,王珏，王涛，严萍.)提出的放电回路通过负载盐水电阻调节电源输出电压，幅值0-200kV，放电间隙、限流电阻和分流器是在充满SF6气体的实验腔体里，电源和实验腔的连接采用同轴腔体，本放电回路的电流为几十至几百安培量级。上述放电回路结构复杂、电流较大，不能模拟毫安级的电晕放电电流，同时，放电腔的设计不便于开展放电产生声信号的测量。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术由于电晕放电的随机性及不可控性对可听噪声的产生机理研究带来的困难，提出一种脉冲放电回路。该脉冲放电回路可产生单次及重复频率的毫安级纳秒脉冲放电，放电幅值和重复频率可通过回路参数灵活控制，可模拟不同参数的电晕放电，实现了电晕放电参数的可控性。

本发明包括四个组成部分：脉冲电源、放电电极、限流电阻以及测量单元。脉冲电源的高压输出端和放电电极的高压端相连，放电电极的低压端和限流电阻的一端相连，限流电阻的另一端与脉冲电源的接地端相连并接地。测量单元包括电压测量单元和电流测量单元，电压测量单元采用高压探头在高压电极侧测量，高压探头与放电电极高压侧连接，电流测量单元通过罗氏线圈在限流电阻和接地线之间测量，连接限流电阻和接地的绝缘导线穿过罗氏线圈的中心圆孔。

脉冲电源为输出脉冲幅值和重复频率连续可调的纳秒脉冲电源。脉冲电源的高压输出端采用电缆输出。放电电极包括高压电极、低压电极、金属杆、绝缘支架和固定螺钉。高压电极和低压电极和金属杆采用铜或不锈钢制成，绝缘支架采用绝缘材料制成。高压电极和低压电极带有内孔螺纹，通过内螺纹与带外螺纹的金属杆的一端连接，金属杆的另一端有内螺孔，可与其他器件连接；两根金属杆固定在绝缘支架的两侧，通过与高压电极连接的第一金属杆调节电极间距，通过固定螺钉将调整好电极间距的第一金属杆固定在绝缘支架上。所述的高压电极和低压电极是尖电极或板电极，其中高压电极采用尖电极形式，低压电极为板电极形式，或者高压电极和低压电极均采用尖电极形式。所述的限流电阻为高频高压无感电阻，电阻阻值为兆欧姆量级；限流电阻两端带有内螺孔，可与其他器件连接。脉冲电源的高压输出端和高压电极相连，低压电极和限流电阻的一端相连，限流电阻的另一端与脉冲电源的接地端相连并接地，高压电极和低压电极相对布置，两者的径向轴线共一条水平线。测量单元包括电压测量单元和电流测量单元；电压测量单元采用高压探头在高压电极侧测量，电流测量单元通过罗氏线圈在限流电阻和接地线之间测量电流。脉冲回路中的连接线均采用带有绝缘外皮的高压导线，连线尽量短。

控制脉冲电源输出的高压脉冲使放电间隙击穿，通过限流电阻控制回路的击穿电流，可获得毫安级的纳秒脉冲放电电流；放电脉冲的重复频率通过脉冲电源控制。利用传声器测量间隙击穿产生的可听噪声时的域波形，可研究不同放电参数及其产生声信号的关联特性。

本发明的积极效果是：可利用脉冲放电回路灵活改变和控制回路的放电脉冲参数，模拟不同参数的电晕放电，为电晕放电产生可听噪声的机理研究奠定理论和实验基础。

附图说明

图1为本发明一种脉冲放电回路示意图；

图2为脉冲放电回路中放电电极的结构示意图。

图中：1脉冲电源，2高压电极，3低压电极，4限流电阻，5电压测量单元，6电流测量单元，7与高压电极连接的金属杆，8与低压电极连接的金属杆，9绝缘支架，10固定螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述。