[发明专利]一种校核冲击分流器的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力装置测量技术领域，并且更具体地，涉及一种校核冲击分流器的系统和方法。

背景技术

随着输电线路防雷技术的不断发展，分流器和罗氏线圈被普遍用于冲击电流测量中，以往对冲击测量用分流器及罗氏线圈的评价多侧重于其刻度因数的校准，对其动态特性的评估试验研究较少，且仅有少部分机构研制过用于方波电流源对冲击分流器进行动态特性试验研究，所用的方波电流源输出电流较小，通常小于100A，对于阻值较小的冲击分流器而言，方波响应输出信号幅值太低，信噪比低，不利于方波响应信号的准确测量和分析。

目前的方波电流源的上升时间通常大于10ns，不利于评价标准冲击分流器的响应特性。因此亟需研制上升时间短，输出电流大的电流方波源，为冲击电流测量建立标准垫定基础。

发明内容

为了解决背景技术存在的现有方波电流源输出电流小，上升时间长的技术问题，本发明提供一种校核冲击分流器的系统，所述系统包括直流电压源、显示装置、上位机和方波电流源，其中：

方波电流源是同轴柱状结构，储能电容器位于同轴柱状的底端，所述电容器的高压端连接放电开关的一端，放电开关的另一端连接匹配电阻；

直流电压源，用于为方波电流源的储能电容器进行充电；

显示装置，用于设置参数和显示生成的方波响应波形；

上位机，用于根据显示装置显示的分流器的方波响应波形完成分流器方波响应特性参数的计算。在上位机中安装有用于方波响应计算的测量软件，可以实时记录方波响应波形，并计算输出响应的响应特性参数。

优选地，待校核分流器位于方波电流源同轴柱状结构的最上端，且待校核分流器的芯线端与匹配电阻的另一端连接，其外壳与储能电容器的外壳地相连，从而形成一个电流回路。

优选地，所述方波电流源的每个部件之间以及采用螺丝连接。

优选地，所述方波电流源与待校核分流器之间采用螺丝连接。

优选地，所述储能电容器是聚丙烯膜电容器。为了实现输出500A的方波电流幅度，需要采用电容量为1uF的四个电容器采用环形并联的方式，其充电电压最高可达10kV，这样既可以保证回路的储能量，又可以减小电流源回路的杂散电感。

优选地，所述放电开关是气体放电开关，所充气体为压缩氮气，且放电电极采用铜钨合金。由于压缩气体的放电开关自身导通速度快，通常为ns级，采用压缩气体的放电开关是保证方波电流源上升时间小于10ns的前提。

优选地，所述匹配电阻采用多个无感电阻环形并联。

优选地，选择适合方波电流源的匹配电阻包括：

步骤1、求取传输线单位长度电容，空心同轴圆柱形结构的导体的单位长度电容计算公式为：

C＝2πε/ln(R₁/R₂)

其中，由于方波电流源内部采用空气绝缘，故ε为空气介电常数，R₁对应为方波源中开关的圆形界面外径，R₂对应为方波电流源金属外壳筒体的外径；

步骤2、根据求取的传输线单位长度电容计算方波电流源整体的等效波阻抗，计算表达式为：

Z＝η₀ε/C

其中，为空气波阻抗，ε为空气介电常数，C为分布电容；

步骤3、根据计算出的方波电流源整体的等效波阻抗，在方波电流源回路中选取相同阻值的匹配电阻。

优选地，所述显示方波响应波形的装置是示波器或者采集卡。

根据本发明的另一方面，本发明提供一种校核冲击分流器的方法，所述方法包括：

将待校核的分流器连接到方波电流源回路中，其中分流器的芯线端与方波电流源中的匹配电阻上端连接，分流器的外壳通过方波电流源的金属外壳与电容器外壳连接，电容器外壳与接地桩连接；

分流器的输出端与显示装置连接，设置好触发方式后，等待记录方波响应波形；

根据方波电流源预期输出电流设置电容充电电压，当充电电压值达到预期充电值时，切断直流充电电源，并给放电开关发送触发放电信号；

根据显示的分流器的方波响应波形完成分流器方波响应特性参数的计算。

优选地，所述电容器外壳通过铜箔与接地桩连接。

本发明所提供的技术方案与现有技术相比，本发明的技术方案采用大容量的储能电容器作为方波电流源的主电容，并采用同轴结构设计，可以减小电流源输出波形的上升时间并提高方波源的输出电流幅度，解决以往方波电流源中存在的缺陷。

附图说明