[发明专利]一种长间隙放电下高能电子和电磁辐射的测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种长间隙放电下高能电子和电磁辐射的测量装置及方法，属于长间隙放电技术领域。别发明装置包括：放电实验部分和检测部分；所述放电实验部分包括：冲击电压发生器、分压器和针‑板式放电结构；所述检测部分包括：闪烁体探头组、直流供电电源、线性放大器、多道分析器、处理器、逃逸电子束流收集器和示波器。本发明结构简单，成本较低，能够保证实验的良好进行，可用于指导雷电过电压和冲击过电压下的绝缘保护，能够带来较大的经济效益。本发明可以提高对长间隙放电时空表征的精确性，有助于促进关于长间隙放电的基础理论研究。

技术领域

本发明属于长间隙放电技术领域，具体涉及一种长间隙放电下高能电子和电磁辐射的测量装置及方法。

背景技术

长间隙放电是外绝缘设计和雷电屏蔽设计的基础，用于雷电冲击过电压和工频过电压下的放电特性以及雷电屏蔽特性研究。作为一种重要的放电形式，长间隙放电作用机理与短间隙放电明显不同，无法使用应用广泛的汤森理论和流注理论进行解释。长间隙放电暂态过程短，放电电压高，伴有电、光、声、热等多种物理现象，放电受多种因素影响，放电机理复杂。由于对长间隙放电机理的不明确，工程绝缘配置会趋于保守设计，花费较多，且不必要。因此，有必要发明一种新型装置实现长间隙下放电过程中产生的逃逸电子束流和电磁辐射情况进行可靠测量从而探究长间隙下放电机理。因此本文拟提出该装置以解决上述问题。

专利号为CN 106990333A中提出一种用于探究低气压下长间隙放电试验的装置，由放电实验腔体、抽真空装置以及高速观测平台组成，其装置结构复杂，成本较高，且由于为长间隙放电，装置体积较大，同时需要要求较高的绝缘配套装置。其检测装置为一台高速相机，不能完全反映出较长间隙的放电情况。

目前对于X射线的检测装置多为闪烁体组以及包括所述闪烁体组的X射线探测器阵列。如专利号为CN 103959098A中为闪烁体组的X射线探测器阵列，能够较好的反应出X射线的时空分布，但是其在封装结构中添加了X射线吸收功能以屏蔽X射线对电子线路的影响，而这会影响放电实验中的实验结果，而且阵列式的结构造价较高，而小面积制造X射线探测阵列又无法满足表征长间隙下的不同位置X射线产生情况。目前对长间隙放电研究较少，所使用的装置与方法较不成熟。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种长间隙放电下高能电子和电磁辐射的测量装置，包括：

放电实验部分和检测部分；

所述放电实验部分包括：冲击电压发生器、分压器和针-板式放电结构；

所述冲击电压发生器的高压端与分压器的高压端连接，冲击电压发生器的接地端和分压器的接地端与大地相连；

所述针-板式放电结构并联在分压器的高压臂上，在冲击电压发生器的电压作用下，进行大气压长间隙放电实验；

所述检测部分包括：闪烁体探头组、直流供电电源、线性放大器、多道分析器、处理器、逃逸电子束流收集器和示波器；

所述检测部分在所述冲击发生器的高压作用下，在气隙中会产生X射线；

所述闪烁体探头组内的闪烁体被X射线激发出光子，激发出的光子经由内置的光电倍增管将其转换为光信号；

所述直流供电电源输出0-2200V可调的直流电压提供给闪烁通探测器探头组作为其内部的偏置电压；

所述线性放大器接收闪烁体探头组输出的光信号并对光信号进行放大；

所述的分析器将放大的光信号传输至处理器；

所述的处理器对接收的放大后的光信号进行测量；

所述的逃逸电子束流收集器，放置在高压电极正下方，逃逸电子束流收集器上紧固一定厚度的金属箔片对预定能量的逃逸电子进行筛选和检测，金属箔片接地，充当针-板放电结构放电的地电极；