[发明专利]一种瞬态辐射电场模拟方法、系统、装置、设备及应用

说明书

本发明属于变电设备技术领域，公开了一种瞬态辐射电场模拟方法、系统、装置、设备及应用，采用多通道开关并联；结合外触发电源，进行触发时间同步，使开关依次导通实现更高频率。瞬态辐射电场模拟系统包括：开关并联模块，用于采用多通道开关并联；触发时间同步模块，用于结合外触发电源，进行触发时间同步；开关导通模块，用于使开关依次导通实现更高频率。装置由四通道三电极气体开关与定向辐射天线两部分组成；定向辐射天线采用TEM喇叭辐射天线设计，每一段区域的金属板宽度和金属板间距应随距离的延伸而逐渐变化；所述瞬态辐射电场模拟方法采用四通道三电极气体开关，四通道三电极气体开关由四个独立的、相同的单通道开关组成。

技术领域

本发明属于变电设备技术领域，尤其涉及一种瞬态辐射电场模拟方法、系统、装置、设备及应用。

背景技术

目前：GIS变电站开关(包括隔离开关和断路器)操作时，触头间隙会发生预击穿或重击穿放电，产生陡变的行波向两侧传播，遇到波阻抗变化处发生折反射，形成特快速瞬态过电压和特快速瞬态电流，不仅对设备绝缘构成威胁，也会通过传导、辐射等耦合方式在二次设备端口产生瞬态电磁骚扰。瞬态骚扰具有波形上升时间短、波前陡度大、频率范围宽，连续多次脉冲等特点，易对GIS变电站继电保护、控制、监控和测量等信号造成干扰。

目前，变电设备在线监测装置在线监测试验项目包含阻尼振荡磁场抗扰度实验及对策，主要模拟中压和高压变电站中产生的阻尼振荡磁场骚扰对监测装置的影响，试验依据为GB/T 17626.10—2017，测试条件中只规定了磁场的强度。然而，开关暂态辐射场中的高频成分衰减较快，在可测量区电场与磁场并不满足远场辐射模式，只采用磁场骚扰的方式考核在线监测装置不够全面；最重要的是，用于考核二次设备抗干扰性能的阻尼振荡磁场抗扰度标准试验波形振荡频率不能覆盖特高压变电站实际骚扰频率范围。因此，在标准GB/T 17626.10—2017之外，应开展基于GIS开关暂态辐射电场特征的抗干扰度考核装置。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有开关暂态辐射场中的高频成分衰减较快，在可测量区电场与磁场并不满足远场辐射模式，只采用磁场骚扰的方式考核在线监测装置不够全面；用于考核二次设备抗干扰性能的阻尼振荡磁场抗扰度标准试验波形振荡频率不能覆盖特高压变电站实际骚扰频率范围。

解决以上问题及缺陷的难度为：GIS开断过程的电场干扰信号与普通电磁辐射信号存在较大差异，主要表现在三个方面：1、时域波形。以往测试结果表明：GIS开断过程中辐射电场波形为高频振荡波形，与传统的工频电磁辐射波形差别较大；2、波形频率。GIS开断过程中辐射电场波形频率通常为100MHz以下的较低频率波形；3、辐射强度。GIS开断过程中辐射电场为脉冲形式，单次电场辐射强度值很高，可达1kV/m以上。传统的电磁辐射装置恐难以满足上述指标，如何设计出可以满足上述电场辐射参数指标的装置成为难点。

解决以上问题及缺陷的意义为：强电场会对变电站场内低压控制设备(如汇控柜等)产生干扰。利用瞬态辐射电场模拟装置对变电站内强电场信号进行模拟，判断GIS开关在开断过程中是否会对设备产生较强干扰、影响设备的安全稳定运行。同时，可以根据测试结果，合理地在变电站内对低压设备进行选址。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种瞬态辐射电场模拟方法、系统、装置、设备及应用。

本发明是这样实现的，一种瞬态辐射电场模拟方法，所述瞬态辐射电场模拟方法采用多通道并联开关作为输出源；利用信号发生器激励高压直流源输出脉冲高压，在触发电极打火后导通实现开关击穿。通过调节信号发生器输出时序，使得四个通道以此导通，从而实现更高频率输出。

进一步，所述瞬态辐射电场模拟方法采用四通道三电极气体开关，四通道三电极气体开关由四个独立的、相同的单通道开关组成。