[发明专利]一种脉冲小电流校准装置

说明书

技术领域

本发明涉及高电压及气体放电领域，特别涉及能产生及校准毫安或微安级脉冲小电流的实验装置。

背景技术

电晕放电是发生在非均匀电场中的局域自持放电。电晕放电通常由一系列单个的放电脉冲组成，放电脉冲的重复率很高；电晕放电可产生高频脉冲电流，是一种重要的电磁干扰源。电力系统中高压输电线路导线上的电晕不仅会引起线路的电能损耗，同时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。其它高压装置如电机、变压器、气体绝缘变电站等电气设备的电晕放电或局部放电也会对设备的运行及寿命产生重要的影响。

电晕放电产生的高频脉冲电流有幅值小、脉冲快、重复频率高等特点，单个放电脉冲的上升沿一般为几纳秒至几十纳秒，脉冲宽度一般为几十纳秒至几百纳秒，脉冲电流的幅值一般为微安至毫安级。电晕电流的脉冲和幅值特性和电晕放电的极性及其它实验及环境条件有关，但由于电晕放电的不稳定性，即使是同一实验条件和环境，电晕电流的脉冲特性也不尽相同。因此，电晕电流测量装置的校准至关重要。

常见的电晕电流测量方法或装置主要有罗氏线圈、取样电阻、同轴分流器等。目前电晕电流或其它脉冲小电流测量中存在的问题如下：电流幅值小，放电稳定性差，容易受外界干扰，且电流的重复性较差；放电脉冲快，对测量系统的高频响应要求较高；测量方法多，但由于缺乏有效的校准手段，测量数据对比性较差。

发明内容

本发明的目的在于解决目前通过电晕或其它放电形式产生脉冲小电流的不稳定及不可控性，提供一种参数稳定可控的脉冲小电流发生及校准装置。该脉冲小电流校准装置可产生毫安至微安级脉冲电流，脉冲参数及电流幅值可通过脉冲发生器和限流电阻控制，可产生不同参数的脉冲小电流，并用于脉冲小电流测量系统的校准。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种脉冲小电流校准装置，包括：脉冲发生器、金属腔体、内导体A、限流电阻、内导体B、同轴分流器和罗氏线圈；其中，

所述内导体A、限流电阻、内导体B和同轴分流器依次连接并置于金属腔体的内部，罗氏线圈套装在限流电阻上；所述内导体A连接脉冲发生器，同轴分流器和罗氏线圈测量的电流信号通过电缆与示波器连接。

进一步的，所述金属腔体接地或与脉冲发生器的接地端连接。

进一步的，所述金属腔体包括前端盖、主腔体和后端盖，所述前端盖上固定有BNC接头，所述内导体A通过BNC接头连接脉冲发生器；所述同轴分流器包括高压端和BNC接头端，所述高压端连接内导体B，所述BNC接头端用于将测量的电流信号通过电缆引出。

进一步的，所述金属腔体中部设有圆孔A，与所述罗氏线圈连接的电缆通过金属腔体上的圆孔A引出。

进一步的，所述金属腔体的后端盖通过铰接与主腔体连接，所述后端盖中间设有圆孔B，用于引出同轴分流器的BNC接头。

进一步的，所述金属腔体、内导体A、限流电阻、内导体B和同轴分流器共同组成同轴结构，该同轴结构的外径为金属腔体的外径，该同轴结构的内径为内导体A或内导体B的直径。所述金属腔体、内导体A、限流电阻、内导体B和同轴分流器所组成的同轴结构的特性阻抗与脉冲发生器输出电缆的特性阻抗相同。所述同轴结构的内、外直径尺寸决定于该同轴结构的特征阻抗。

进一步的，所述的脉冲发生器为可输出参数可调的脉冲波形的发生器或脉冲电源，所述脉冲发生器通过同轴电缆输出脉冲信号。

进一步的，所述限流电阻为高频无感棒形陶瓷电阻，其直径和内导体A/内导体B的直径相同或相近；所述限流电阻的频率响应范围决定于脉冲发生器输出的脉冲波形，其频率响应上限不小于输出脉冲上升沿(t)的1/4t。

进一步的，所述脉冲发生器通过同轴电缆和前端盖上位于金属腔体外部的BNC接头的一端连接，BNC接头位于金属腔体内部的中心导体和内导体A的一端相连，内导体A的另一端和限流电阻的一端相连，限流电阻的另一端与内导体B一端相连，内导体B另一端与同轴分流器的高压端相连，同轴分流器的BNC接头端用于将测量的电流信号通过电缆引出。

本发明的有益效果为：

本发明根据需要产生或校准的脉冲电流波形确定脉冲发生器的输出脉冲参数，由限流电阻确定输出脉冲的幅值，同轴结构可避免脉冲信号传输时的反射，同时可避免外界环境对脉冲小电流的干扰。同轴分流器和罗氏线圈用于测量回路中的脉冲小电流，比较测量的电流波形和脉冲发生器的输出脉冲信号，可实现对同轴分流器和罗氏线圈的校准和标定。