[发明专利]流注电荷量测量装置、系统和方法

说明书

本申请涉及一种流注电荷量测量装置、系统和方法。所述流注电荷量测量装置包括：板电极、柱电极、针电极和测量电路；所述板电极，用于接收脉冲电压，并将所述脉冲电压经所述柱电极和所述针电极传输至所述测量电路；其中，所述板电极、所述柱电极和所述针电极均放置于待测液体中；所述测量电路，用于获取流经所述柱电极的第一电荷量和流经所述针电极的第二电荷量，根据所述第一电荷量和所述第二电荷量确定所述待测液体的流注电荷量。无需通过专业的实验室测量设备，通过简单常见的材质与器件，即可对待测液体在产生流注时的电荷量进行测量，成本较低，且不需要较高的环境要求，无需一定在实验室中进行实验得到测试结果。

技术领域

本申请涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种流注电荷量测量装置、系统和方法。

背景技术

随着我国特高压直流输电工程的发展，对直流输电电力设备的可靠性提出了更高的要求。换流变压器是特高压直流输电系统中的枢纽环节，它的绝缘水平直接影响到直流输电系统的安全稳定。变压器油是换流变压器内重要的绝缘介质，承担着绝缘以及散热的重要任务。

有研究表明液体以及液体/固体电介质系统中的击穿是由于流注的产生和传播，因此，对变压器油在脉冲电压下流注电荷量的定量研究有助于改善优化换流变压器的绝缘水平，提高电力系统的可靠性。现有技术通常是在对变压器油施加外部电压的作用下，向变压器油发射激光，利用电光效应，测量通过变压器油前后的激光强度变化来获取相应的外电场强度，再对外电场求导得到流注空间电荷分部情况。

然而，现有技术存在实验设备成本高且对测试环境需求高的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种成本低且对测试环境需求低的流注电荷量测量装置、系统和方法。

第一方面，本申请提供了一种流注电荷量测量装置，该装置包括：板电极、柱电极、针电极和测量电路；

板电极，用于接收脉冲电压，并将脉冲电压经柱电极和针电极传输至测量电路；其中，板电极、柱电极和针电极均放置于待测液体中；

测量电路，用于获取流经柱电极的第一电荷量和流经针电极的第二电荷量，根据第一电荷量和第二电荷量确定待测液体的流注电荷量。

在其中一个实施例中，测量电路包括：第一充放电电路、第二充放电电路和处理电路；柱电极、处理电路的第一输入端之间的公共点与第一充放电电路的一端连接，第一充放电电路的另一端接地；针电极、处理电路的第二输入端之间的公共点与第二充放电电路的一端连接，第二充放电电路的另一端接地；

第一充放电电路，用于根据流经柱电极的电荷进行充电或放电；

第二充放电电路，用于根据流经针电极的电荷进行充电或放电；

处理电路，用于根据第一充放电电路发生电荷转移时的第一电荷量和第二充放电电路发生电荷转移时的第二电荷量，确定待测液体的流注电荷量。

在其中一个实施例中，第一充放电电路包括：第一电容和第一电阻；第一电容的一个极板与柱电极连接，第一电容的另一极板接地；第一电阻和第一电容并联。

在其中一个实施例中，第二充放电电路包括：第二电容和第二电阻；第二电容的一个极板与针电极连接，第二电容的另一极板接地；第二电阻和第二电容并联。

在其中一个实施例中，处理电路包括：差分模块；差分模块的第一输入端与针电极连接，差分模块的第二输入端与柱电极连接；

差分模块，用于根据第二电容的电容值、第一电容放电时两端的电压和第二电容放电时两端的电压，确定待测液体的流注电荷量。

在其中一个实施例中，差分模块包括运算放大器和乘法器；

运算放大器，用于对第一电容两端的电压和第二电容两端的电压做差，确定电压差值并传输至乘法器；