一種高電位電暈電流的采集裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了高壓氣體放電測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】的一種高電位電暈電流的采集裝置。其技術(shù)方案是，所述裝置包括電流探頭、數(shù)據(jù)采集卡、測(cè)量計(jì)算機(jī)、第一光電轉(zhuǎn)換器、第二光電轉(zhuǎn)換器和控制計(jì)算機(jī)；其中，所述電流探頭、數(shù)據(jù)采集卡、測(cè)量計(jì)算機(jī)、第一光電轉(zhuǎn)換器、第二光電轉(zhuǎn)換器和控制計(jì)算機(jī)順次連接；所述測(cè)量計(jì)算機(jī)分別與數(shù)據(jù)采集卡和第一光電轉(zhuǎn)換器采用雙線連接；所述第二光電轉(zhuǎn)換器與控制計(jì)算機(jī)采用雙線連接。本發(fā)明的有益效果為，該裝置體積小、可靠性高、穩(wěn)定性好，且具備良好的線性度，實(shí)用性強(qiáng)，可在線路正常運(yùn)行的情況下，將電流探頭置于高壓線路上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，安裝方便，外殼屏蔽和散熱效果好。
【專利說(shuō)明】—種高電位電暈電流的采集裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高壓氣體放電測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高電位電暈電流的采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓輸電具有大容量、低損耗、低成本的特點(diǎn),適合于遠(yuǎn)距離、大容量電能輸送。我國(guó)區(qū)域性能源分布與電能需求極不均衡，高電壓輸電成為解決這一矛盾的主要手段。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長(zhǎng)，電能需求逐年增加，這對(duì)電網(wǎng)的輸電能力提出了更高的要求。電壓等級(jí)也逐步升高，從最開始的高壓到超高壓再到現(xiàn)今的特高壓。高壓輸電線路在正常運(yùn)行狀態(tài)下，通常處于起暈的狀態(tài)，而電暈現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生一系列的環(huán)境效應(yīng)。如電暈放電時(shí)，導(dǎo)線附近空氣被電離而使得其中存在許多自由電子及正、負(fù)離子。當(dāng)這些電子及正、負(fù)離子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，加速向?qū)Ь€和地面運(yùn)動(dòng)，從而在導(dǎo)線上產(chǎn)生電暈電流。電暈電流具有高達(dá)30MHz的帶寬，覆蓋了無(wú)線電的中波和短波頻段。電暈電流在空間中激發(fā)出的電磁場(chǎng)會(huì)對(duì)無(wú)線電信號(hào)形成干擾，因此無(wú)線電干擾是電暈現(xiàn)象帶來(lái)的一個(gè)重要問(wèn)題，必須對(duì)其進(jìn)行深入研究。
[0003]無(wú)線電干擾的來(lái)源是電暈電流，因此必須掌握電暈電流的特性。電暈電流是一個(gè)雙指數(shù)脈沖，幅值小，持續(xù)時(shí)間短，具有很陡的上升沿，頻率成分非常豐富，一般需要考慮到30MHz?，F(xiàn)有的電暈電流測(cè)量方案均有不足之處，直接用于高壓側(cè)的采集設(shè)備體積龐大，操作繁瑣，便攜性欠佳，并且采用的串入電阻法測(cè)電流會(huì)改變電路結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致高頻情況下測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)較大誤差。而在低壓側(cè)的測(cè)量方案等效性并未得到嚴(yán)格的證明。以上三方面的原因?qū)е铝穗姇炿娏鞯臏?zhǔn)確測(cè)量較為困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)【背景技術(shù)】中提到的現(xiàn)有電暈電流測(cè)量方案的不足，本發(fā)明提出了一種高電位電暈電流的采集裝置。
[0005]一種高電位電暈電流的采集裝置，其特征在于，所述裝置包括電流探頭、數(shù)據(jù)采集卡、測(cè)量計(jì)算機(jī)、第一光電轉(zhuǎn)換器、第二光電轉(zhuǎn)換器和控制計(jì)算機(jī)；
[0006]其中，所述電流探頭、數(shù)據(jù)采集卡、測(cè)量計(jì)算機(jī)、第一光電轉(zhuǎn)換器、第二光電轉(zhuǎn)換器和控制計(jì)算機(jī)順次連接；
[0007]所述測(cè)量計(jì)算機(jī)分別與數(shù)據(jù)采集卡和第一光電轉(zhuǎn)換器采用雙線連接；所述第二光電轉(zhuǎn)換器與控制計(jì)算機(jī)采用雙線連接。
[0008]所述數(shù)據(jù)采集卡通過(guò)USB傳輸線與測(cè)量計(jì)算機(jī)連接；所述測(cè)量計(jì)算機(jī)通過(guò)RJ45雙絞線與所述第一光電轉(zhuǎn)換器連接；所述測(cè)量計(jì)算機(jī)分別通過(guò)USB轉(zhuǎn)DC電源線與數(shù)據(jù)采集卡和第一光電轉(zhuǎn)換器連接；所述第二光電轉(zhuǎn)換器通過(guò)RJ45雙絞線與控制計(jì)算機(jī)連接；所述控制計(jì)算機(jī)通過(guò)USB轉(zhuǎn)DC電源線與所述第二光電轉(zhuǎn)化器連接。
[0009]所述第一光電轉(zhuǎn)化器與第二光電轉(zhuǎn)換器通過(guò)光纖連接。[0010]所述測(cè)量計(jì)算機(jī)采用Atom架構(gòu)。
[0011]所述裝置還包括屏蔽罩和屏蔽箱；所述屏蔽罩和屏蔽箱通過(guò)波紋管連接。
[0012]所述電流探頭封裝于屏蔽罩內(nèi)；所述數(shù)據(jù)采集卡、測(cè)量計(jì)算機(jī)和第一光電轉(zhuǎn)換器封裝于屏蔽箱內(nèi)；所述電流探頭與數(shù)據(jù)采集卡通過(guò)BNC接口屏蔽電纜連接；所述BNC接口屏蔽電纜置于波紋管內(nèi)部。
[0013]所述屏蔽罩為兩個(gè)半球形扣合而成，球面設(shè)有第一走線孔。
[0014]所述屏蔽箱采用不銹鋼，盆型結(jié)構(gòu)，包括屏蔽箱金屬蓋和屏蔽箱金屬底盤；所述屏蔽箱金屬蓋與屏蔽箱金屬底盤通過(guò)四枚尼龍螺絲及螺母連接并固定，形成一個(gè)封閉的罩體，二者連接處放置屏蔽箱均壓環(huán)；所述屏蔽箱均壓環(huán)內(nèi)徑略大于屏蔽箱金屬蓋外徑。
[0015]所述屏蔽箱金屬蓋頂端中心設(shè)有第二走線孔和波紋管連接端子，波紋管連接端子外側(cè)邊緣采用倒圓角處理；所述屏蔽箱金屬蓋側(cè)面設(shè)有第三走線孔。
[0016]所述屏蔽箱金屬蓋和屏蔽箱金屬底盤表面均做拋光處理，邊角處圓滑無(wú)毛刺；所述屏蔽箱金屬蓋表面分布有若干個(gè)小孔。
[0017]本發(fā)明的有益效果為，該裝置體積小、可靠性高、穩(wěn)定性好，且具備良好的線性度，實(shí)用性強(qiáng)，可在線路正常運(yùn)行的情況下，將電流探頭置于高壓線路上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，安裝方便，夕卜殼屏蔽和散熱效果好。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明提供的一種高電位電暈電流的采集裝置的工作原理圖；
[0019]圖2為本發(fā)明提供的一種高電位電暈電流的采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明提供的一種高電位電暈電流的采集裝置的屏蔽箱俯視圖；
[0021]其中，1-屏蔽箱金屬蓋，2-屏蔽箱金屬底盤，3-屏蔽箱均壓環(huán)，4-尼龍螺絲及螺母，5-數(shù)據(jù)采集卡，6-第一光電轉(zhuǎn)換器，7-測(cè)量計(jì)算機(jī)，8-USB傳輸線，9-USB轉(zhuǎn)DC電源線，10-RJ45雙絞線，11-接線端子，12-BNC接口屏蔽電纜，13-波紋管，14-電流探頭，15-屏蔽罩，16-高壓導(dǎo)線，17-光纖，18-第二光電轉(zhuǎn)換器，19-控制計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0023]圖1為本發(fā)明提供的一種高電位電暈電流的采集裝置的工作原理圖。圖1中，一種高電位電暈電流的采集裝置，其特征在于，所述裝置包括電流探頭、數(shù)據(jù)采集卡、測(cè)量計(jì)算機(jī)、第一光電轉(zhuǎn)換器、第二光電轉(zhuǎn)換器和控制計(jì)算機(jī)；
[0024]其中，所述電流探頭、數(shù)據(jù)采集卡、測(cè)量計(jì)算機(jī)、第一光電轉(zhuǎn)換器、第二光電轉(zhuǎn)換器和控制計(jì)算機(jī)順次連接；
[0025]所述測(cè)量計(jì)算機(jī)分別與數(shù)據(jù)采集卡和第一光電轉(zhuǎn)換器采用雙線連接，分別用于供電和傳輸數(shù)據(jù)；所述第二光電轉(zhuǎn)換器與控制計(jì)算機(jī)采用雙線連接，分別用于供電和傳輸數(shù)據(jù)。
[0026]圖2為本發(fā)明提供的一種高電位電暈電流的采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中，本發(fā)明所述裝置還包括通過(guò)波紋管相連的球形屏蔽罩和盆型屏蔽箱，屏蔽罩為兩個(gè)半球形扣合而成；電流探頭封裝于屏蔽罩內(nèi)；數(shù)據(jù)采集卡、測(cè)量計(jì)算機(jī)和第一光電轉(zhuǎn)換器封裝于屏蔽箱內(nèi)。屏蔽箱包括屏蔽箱金屬蓋和屏蔽箱金屬底盤；屏蔽箱金屬蓋與屏蔽箱金屬底盤通過(guò)四枚尼龍螺絲及螺母連接并固定，形成一個(gè)封閉的罩體，二者連接處放置屏蔽箱均壓環(huán)；屏蔽箱均壓環(huán)內(nèi)徑略大于屏蔽箱金屬蓋外徑。
[0027]電流探頭懸掛在高壓線路上，外部有球形屏蔽罩，使用波紋管連接屏蔽箱與高壓導(dǎo)線上的球形均壓罩以保持屏蔽箱的高電位工作狀態(tài)。電流探頭引出的BNC接口屏蔽電纜置于波紋管內(nèi)部，并接入屏蔽箱內(nèi)的高速采集卡。
[0028]測(cè)量計(jì)算機(jī)采用低功耗Atom架構(gòu)，分別與數(shù)據(jù)采集卡和第一光電轉(zhuǎn)換器采用雙線連接；數(shù)據(jù)采集卡通過(guò)USB傳輸線與測(cè)量計(jì)算機(jī)連接，用于將數(shù)據(jù)傳輸給測(cè)量計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算和存儲(chǔ)；測(cè)量計(jì)算機(jī)通過(guò)RJ45雙絞線與所述第一光電轉(zhuǎn)換器連接，用于將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給第一光電轉(zhuǎn)換器；測(cè)量計(jì)算機(jī)分別通過(guò)USB轉(zhuǎn)DC電源線與數(shù)據(jù)采集卡和第一光電轉(zhuǎn)換器連接，用于分別對(duì)數(shù)據(jù)采集卡和第一光電轉(zhuǎn)換器進(jìn)行供電。
[0029]第二光電轉(zhuǎn)換器與控制計(jì)算機(jī)采用雙線連接；第二光電轉(zhuǎn)換器通過(guò)RJ45雙絞線與控制計(jì)算機(jī)連接，用于將數(shù)據(jù)傳輸給控制計(jì)算機(jī)；控制計(jì)算機(jī)通過(guò)USB轉(zhuǎn)DC電源線與所述第二光電轉(zhuǎn)化器連接，用于對(duì)第二光電轉(zhuǎn)化器進(jìn)行供電。
[0030]第一光電轉(zhuǎn)化器與第二光電轉(zhuǎn)換器通過(guò)光纖連接。
[0031]屏蔽箱采用盆型結(jié)構(gòu)，包括屏蔽箱金屬蓋和屏蔽箱金屬底盤；屏蔽箱金屬蓋與屏蔽箱金屬底盤通過(guò)四枚尼龍螺絲及螺母連接并固定，形成一個(gè)封閉的罩體，二者連接處放置屏蔽箱均壓環(huán)；屏蔽箱均壓環(huán)內(nèi)徑略大于屏蔽箱金屬蓋外徑。
[0032]屏蔽箱金屬蓋頂端中心設(shè)有第二走線孔和波紋管連接端子，波紋管連接端子外側(cè)邊緣采用倒圓角處理；所述屏蔽箱金屬蓋側(cè)面設(shè)有第三走線孔，用于走光纖。
[0033]圖3為本發(fā)明提供的一種高電位電暈電流的采集裝置的屏蔽箱俯視圖。圖3中，屏蔽箱采用不銹鋼制作，屏蔽箱外形設(shè)計(jì)為盆型，上表面Φ 250mm，底座外徑Φ 320mm，高度200mm,壁厚 1mm，
[0034]屏蔽箱金屬蓋表面分布有若干個(gè)Φ 2的小孔，用于箱內(nèi)部件的散熱。屏蔽箱金屬蓋和屏蔽箱金屬底盤表面均做拋光處理，邊角處圓滑無(wú)毛刺。屏蔽箱金屬蓋邊沿與屏蔽箱金屬底盤直接接觸，接觸的圓環(huán)面對(duì)應(yīng)著均勻分布四個(gè)Φ4的圓孔。屏蔽箱均壓環(huán)內(nèi)徑略大于屏蔽箱金屬蓋體外徑，放置時(shí)四枚尼龍螺絲起到支撐作用。屏蔽箱金屬蓋頂部中心有Φ 15的圓孔，用以通過(guò)BNC接口屏蔽電纜；屏蔽箱、半球形接線端子與波紋管互相接觸并導(dǎo)電。高壓線路、球形均壓罩和波紋管相互接觸并導(dǎo)電。
[0035]經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用上述結(jié)構(gòu)的測(cè)量裝置，對(duì)高壓線路的場(chǎng)強(qiáng)和電流分布影響小，具有線性度好、可靠度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，輸入范圍±80A，實(shí)時(shí)采樣頻率500MHz，12bit，靈敏度0.1mA。
[0036]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種高電位電暈電流的采集裝置，其特征在于，所述裝置包括電流探頭、數(shù)據(jù)采集卡、測(cè)量計(jì)算機(jī)、第一光電轉(zhuǎn)換器、第二光電轉(zhuǎn)換器和控制計(jì)算機(jī)； 其中，所述電流探頭、數(shù)據(jù)采集卡、測(cè)量計(jì)算機(jī)、第一光電轉(zhuǎn)換器、第二光電轉(zhuǎn)換器和控制計(jì)算機(jī)順次連接； 所述測(cè)量計(jì)算機(jī)分別與數(shù)據(jù)采集卡和第一光電轉(zhuǎn)換器采用雙線連接；所述第二光電轉(zhuǎn)換器與控制計(jì)算機(jī)采用雙線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集卡通過(guò)USB傳輸線與測(cè)量計(jì)算機(jī)連接；所述測(cè)量計(jì)算機(jī)通過(guò)RJ45雙絞線與所述第一光電轉(zhuǎn)換器連接；所述測(cè)量計(jì)算機(jī)分別通過(guò)USB轉(zhuǎn)DC電源線與數(shù)據(jù)采集卡和第一光電轉(zhuǎn)換器連接；所述第二光電轉(zhuǎn)換器通過(guò)RJ45雙絞線與控制計(jì)算機(jī)連接；所述控制計(jì)算機(jī)通過(guò)USB轉(zhuǎn)DC電源線與所述第二光電轉(zhuǎn)化器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一光電轉(zhuǎn)化器與第二光電轉(zhuǎn)換器通過(guò)光纖連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述測(cè)量計(jì)算機(jī)采用Atom架構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括屏蔽罩和屏蔽箱；所述屏蔽罩和屏蔽箱通過(guò)波紋管連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述電流探頭封裝于屏蔽罩內(nèi)；所述數(shù)據(jù)采集卡、測(cè)量計(jì)算機(jī)和第一光電轉(zhuǎn)換器封裝于屏蔽箱內(nèi)；所述電流探頭與數(shù)據(jù)采集卡通過(guò)BNC接口屏蔽電纜連接；所述BNC接口屏蔽電纜置于波紋管內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述屏蔽罩為兩個(gè)半球形扣合而成，球面設(shè)有第一走線孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述屏蔽箱采用不銹鋼，盆型結(jié)構(gòu)，包括屏蔽箱金屬蓋和屏蔽箱金屬底盤；所述屏蔽箱金屬蓋與屏蔽箱金屬底盤通過(guò)四枚尼龍螺絲及螺母連接并固定，形成一個(gè)封閉的罩體，二者連接處放置屏蔽箱均壓環(huán)；所述屏蔽箱均壓環(huán)內(nèi)徑略大于屏蔽箱金屬蓋外徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述屏蔽箱金屬蓋頂端中心設(shè)有第二走線孔和波紋管連接端子，波紋管連接端子外側(cè)邊緣采用倒圓角處理；所述屏蔽箱金屬蓋側(cè)面設(shè)有第三走線孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述屏蔽箱金屬蓋和屏蔽箱金屬底盤表面均做拋光處理，邊角處圓滑無(wú)毛刺；所述屏蔽箱金屬蓋表面分布有若干個(gè)小孔。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK103499735SQ201310495599
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月2日
【發(fā)明者】向宇, 盧鐵兵, 劉陽(yáng), 崔翔 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)