一种暂态电击模拟测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种暂态电击模拟测量系统，该系统包括：导体模型，配置有绝缘杆；输电线路环境模拟系统，设置于所述导体模型周围，用于模拟不同输电环境下的电场；电击受体模型，其底部设置有绝缘板；所述电击受体模型与所述导体模型发生暂态电击的触发电击部位设置有放电间隙测控系统，用于监测及控制所述触发电击部位与所述导体模型之间的放电间隙的距离变化；高速数据采集系统，与所述电击受体模型连接，用于控制并测量采样时间内的所述电击受体模型的瞬态电压和瞬态电流。通过实施本实用新型专利技术，可获取暂态电击过程中瞬态电流电压和发生暂态电击的精确距离，进而确定曝露限值。

【技术实现步骤摘要】
一种暂态电击模拟测量系统
本技术涉及输送电
，特别涉及一种暂态电击模拟测量系统。
技术介绍
业内，暂态电击是指人体接触到发生静电感应的物体的瞬间，原来积蓄在物体上的电荷通过人体释放到大地。而这一高电位物体向低电位物体放电的现象，即为人体的暂态电击现象。高压输电线下，人体电位升高的原因主要分为交流、直流两种情况，分别说明如下：1)交流输电线路导线电压极性做周期性变化，周期性变化的交变电场引起人体表面电荷的移动。与金属相比，人体是个电阻值较高的导电体，当作业人员穿绝缘胶鞋并带绝缘工具去接近带电导体作业时，电场中的人体就会出现一定感应电位。2)直流输电线路的电场效应主要是由导线表面电晕引起的。当导线发生电晕放电后，正离子被正极导线排斥，向负极导线和地面运动，负离子受负极导线的排斥，向正极导线和地面运动，于是正负极导线之间和正负极导线与地面之间充满了带电离子。人在直流线路下，由于静电感应和离子注入，将产生较高的充电电位，周围的离子流场将因此改变。直流线路下对地绝缘的人或物体，截获并积累空间电荷后，会产生充电电压，其大小取决于所穿鞋或物体对地的绝缘电阻。输电线下的暂态电击对人们的生产和生活活动造成了诸多的影响，例如行人在高压线下面行走时存在一定的安全隐患，特别是特殊天气下，容易发生危险事故。如曾有报到称，惠东县粱化镇220kV鹿江至东澎输电线附近，十多名小学生雨天打伞经过时遭电击，这些现象引起了人们极大甚至过度的惊慌，给人们的生产、生活造成很大的干扰。可见，研究分析输电线下的暂态电击对人们的生产和生活的影响，具有重要的研究意义。目前，有关人体暂态电击的研究，通常有两种方案，一种由使用人体模型和导电物体组成的放电间隙固定的暂态电击测量系统，来进行瞬态电流和暂态放电能量的测量与分析，在实验开始前放电间隙的距离是可调节的，但一旦带电实验开始后，其距离便不能调整，因此无法模拟人体实际的接触动作。并且，现有的用于实验的放电间隙固定的暂态电击模拟测量系统中，实验结果所呈现的是该固定放电间隙被击穿时的击穿电流，而不能反映实际情况中人体与带电物体由接近到发生暂态电击这一过程。另一种利用实际人体进行研究，需要参与人员在实际线下进行测量，但此时间隙距离、靠近速度等参量都不可控，不利于实现标准化。此外，现有的可调节放电间隙结构中，基本是通过可活动的连接部件实现调节，多用于过电压保护及设备保护等领域，但结构复杂，组件较多，而且成本较高，也不能通用在人体暂态电击的相关研究。
技术实现思路
有鉴于此，为解决上述技术问题，本技术实施例公开一种暂态电击模拟测量系统，从而获取暂态电击过程中暂态电流电压，进而分析发生暂态电击的精确距离和曝露限值。为实现上述目的，本技术实施例公开一种暂态电击模拟测量系统，该系统包括：导体模型，配置有绝缘杆；输电线路环境模拟系统，设置于所述导体模型周围，用于模拟不同输电环境下的电场；电击受体模型，其底部设置有绝缘板；所述电击受体模型与所述导体模型发生暂态电击的触发电击部位设置有放电间隙测控系统，用于监测及控制所述触发电击部位与所述导体模型之间的放电间隙的变化；高速数据采集系统，与所述电击受体模型连接，用于控制并测量采样时间内的所述电击受体模型的瞬态电压和瞬态电流。作为一种可选的实施方式，上述实施例中的高速数据采集系统可进一步包括总控装置及与所述总控装置连接的测量电路；其中，所述测量电路可包括：电流测量探头，设置于电击受体模型中，用于获取所述电击受体模型经历暂态电击过程的瞬态电流；电压测量探头，设置于电击受体模型中，用于获取所述电击受体模型经历暂态电击过程的瞬态电压；数据采集卡，与所述电压测量探头及所述电流测量探头的外设接口连接，用于获取所述瞬态电流和所述瞬态电压。作为一种可选的实施方式，上述实施例中的放电间隙测控系统可进一步包括：自驱动机构，与所述触发电击部位连接，用于实现和控制所述触发电击部位的位移；位移传感装置，用于测量暂态电击发生前后，所述电击受体模型和所述导体模型之间的间隙距离变化，并将测量结果反馈给所述高速数据采集系统。作为另一种可选的实施方式，上述实施例中的放电间隙测控系统可进一步包括：传动机构，设置在所述触发电击部位上，用于实现和控制所述触发电击部位的位移；调速机构，用于控制所述传动机构的速度，用于控制放电间隙的缩放速度；间隙测量装置，用于测量所述触发电击部位与所述导体模型之间的距离。作为一种可选的实施方式，上述实施例中，所述电压测量探头、所述电流测量探头，配置有测量引线，所述测量引线采用屏蔽电缆，该屏蔽电缆内层传递测量信号，外层与所述数据采集卡相连并接地。作为一种可选的实施方式，上述实施例中的触发电击部位的放电间隙表面包覆或涂覆不同电阻率的材料，来模拟所述触发电击部位的不同电阻。作为一种可选的实施方式，上述实施例中的调速机构可包括用于驱动所述传动机构的调速电机、以及用于调整所述调速电机转速的调速器，所述调速器与所述高速数据采集系统连接；所述调速机构用于根据所述高速数据采集系统的控制信号控制所述传动机构。作为另一种可选的实施方式，上述实施例中的所述调速机构可包括用于驱动所述传动机构的调速电机，所述传动机构根据实际测量需求可调整配置对应的传动齿轮比例。作为一种可选的实施方式，上述实施例中的总控装置可进一步包括：控制终端，与所述数据采集卡连接，用于根据预设的电流阈值，生成用于控制所述调速电机启停、转向及转速的信号，并用于处理所述数据采集卡采集的数据，获取发生暂态电击时所述电击受体模型的电荷量变化和瞬态能量；控制信号发射装置，与所述控制终端连接，用于发出控制所述调速电机启停、转向及转速的信号；控制信号接收装置，与所述调速器连接，用于接收控制所述调速电机启停、转向及转速的信号。作为一种可选的实施方式，上述实施例中的电击受体模型为人体模型，所述触发电击部位为手指模型，位于所述人体模型伸出的手臂前端；所述手指模型与所述导体模型之间的距离构成可调节的放电间隙。手指模型还配置有外球壳，所述外球壳上设有可打开的观测窗口，用于读取所述间隙测量装置的读数和调节调速器的速度。其中，所述支撑杆安装在所述外球壳的底部，用来支撑球壳内部组件。作为一种可选的实施方式，上述暂态电击模拟测量系统还可包括：环境监测系统，用于监测模拟暂态电击的环境参数。相对于现有技术，本技术各实施例具有以下优点：采用本技术实施例的暂态电击模拟测量系统后，可实现放电间隙、及放电间隙距离变化速度的可调可控，利用数据采集系统收集暂态电击过程中瞬态电流和瞬态电压，进而分析人体接近带电物体并发生暂态电击的过程中移动速度对瞬态电流电压的影响，以及最终发生暂态电击时人体与带电物体的精确距离，对研究人体暂态电击的特性，并为研究人体位于输电线路下电场中的曝露限值提供了技术支持。因此，通过实施本技术的技术方案，可获取暂态电击过程中，移动速度对瞬态电流电压的影响，发生暂态电击的精确距离进而确定曝露限值。本技术实施例的更多特点和优势将在之后的具体实施方式予以说明。附图说明构成本技术实施例一部分的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种暂态电击模拟测量系统，其特征在于，包括：导体模型，配置有绝缘杆；输电线路环境模拟系统，设置于所述导体模型周围，用于模拟不同输电环境下的电场；电击受体模型，其底部设置有绝缘板；所述电击受体模型与所述导体模型发生暂态电击的触发电击部位设置有放电间隙测控系统，用于监测及控制所述触发电击部位与所述导体模型之间的放电间隙的变化；高速数据采集系统，与所述电击受体模型连接，用于控制并测量采样时间内的所述电击受体模型的瞬态电压和瞬态电流。

【技术特征摘要】
1.一种暂态电击模拟测量系统，其特征在于，包括：导体模型，配置有绝缘杆；输电线路环境模拟系统，设置于所述导体模型周围，用于模拟不同输电环境下的电场；电击受体模型，其底部设置有绝缘板；所述电击受体模型与所述导体模型发生暂态电击的触发电击部位设置有放电间隙测控系统，用于监测及控制所述触发电击部位与所述导体模型之间的放电间隙的变化；高速数据采集系统，与所述电击受体模型连接，用于控制并测量采样时间内的所述电击受体模型的瞬态电压和瞬态电流。2.根据权利要求1所述的暂态电击模拟测量系统，其特征在于，所述高速数据采集系统进一步包括总控装置以及与所述总控装置连接的测量电路；其中，所述测量电路包括：电流测量探头，设置于所述电击受体模型中，用于获取所述电击受体模型经历暂态电击过程的瞬态电流；电压测量探头，设置于所述电击受体模型中，用于获取所述电击受体模型经历暂态电击过程的瞬态电压；数据采集卡，与所述电压测量探头及所述电流测量探头的外设接口连接，用于获取所述瞬态电流和所述瞬态电压。3.根据权利要求2所述的暂态电击模拟测量系统，其特征在于，所述放电间隙测控系统进一步包括：自驱动机构，与所述触发电击部位连接，用于实现和控制所述触发电击部位的位移；位移传感装置，用于测量暂态电击发生前后，所述电击受体模型和所述导体模型之间的间隙距离变化，并将测量结果反馈给所述高速数据采集系统。4.根据权利要求2所述的暂态电击模拟测量系统，其特征在于，所述放电间隙测控系统进一步包括：传动机构，设置在所述触发电击部位上，用于实现和控制所述触发电击部位的位移；调速机构，用于控制所述传动机构的速度，用于控制放电间隙的缩放速度；间隙测量装置，用于测量所述触发电击部位与所述导体模型之间的距离。5.根据权利要求4所述的暂态电击模拟测量系统，其特征在于，所述电压测量探头、所述电流测量探头，配置有测量引线，所述测量引线...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢铁兵，李雪珊，王东来，黎长青，张远航，白斌，陈博，李学宝，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：新型
国别省市：北京,11