本申请属于电气材料技术领域，特别是涉及一种传导电流测量装置及方法。现有的测量方案中的电极结构为平板结构电极，所对应电场均匀程度为均匀场。但实际GIS/GIL中均为同轴结构电极，所对应的电场为较不均匀场。本申请提供了一种传导电流测量装置，包括依次连接的直流高压发生系统、高气压密封腔体、电流测量系统和信号采集系统，所述高气压密封腔体与进排气系统连接，所述高气压密封腔体、微弱光测量系统与所述信号采集系统连接，所述高气压密封腔体内设置有同轴结构电极。采用光电联合监测手段，同步测量同轴结构电极传导电流与光学信号，测试结果不受外界干扰影响。测试结果不受外界干扰影响。测试结果不受外界干扰影响。
【技术实现步骤摘要】
一种传导电流测量装置及方法
[0001]本申请属于电气材料
，特别是涉及一种传导电流测量装置及方法。
技术介绍
[0002]气体绝缘全封闭组合电器(gas insulated switch
‑
gear，GIS)与气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metalen
‑
closed transmission lines，GIL)具有占地面积小，受外界干扰影响小，可靠性高等优点，因此在城市输配电系统，远距离高压输电，海上风电接入等领域具有广泛的应用前景。而直流输电因其具有占地面积小，损耗小，易于实现电网互联等优点得到了广泛应用，因此，直流GIS和GIL成为目前高压电气设备领域发展的重要方向。但相较于交流设备，直流GIS和GIL中的盆式绝缘子由于直流电压方向恒定而面临着严重的表面电荷积聚问题。
[0003]现有的测量方案中的电极结构为平板结构电极，所对应电场均匀程度为均匀场。但实际GIS/GIL中均为同轴结构电极，所对应的电场为较不均匀场。
技术实现思路
[0004]1.要解决的技术问题
[0005]基于气体的传导电流受电场强度等多种因素影响，且在低场下其数量级极小，对测量系统精度要求极高，测试结果易受外界干扰影响的问题，本申请提供了一种自传导电流测量装置及方法。
[0006]2.技术方案
[0007]为了达到上述的目的，本申请提供了一种传导电流测量装置，包括依次连接的直流高压发生系统、高气压密封腔体、电流测量系统和信号采集系统，所述高气压密封腔体与进排气系统连接，所述高气压密封腔体、微弱光测量系统与所述信号采集系统连接，所述高气压密封腔体内设置有同轴结构电极。
[0008]本申请提供的另一种实施方式为：所述直流高压发生系统包括依次连接的高压直流电源和陶瓷套管，所述陶瓷套管通过高压连接杆与所述同轴结构电极连接，所述高压连接杆设置于所述高气压密封腔体内。
[0009]本申请提供的另一种实施方式为：所述电流测量系统包括静电计，所述静电计通过屏蔽线与所述同轴结构电极连接。
[0010]本申请提供的另一种实施方式为：所述高气压密封腔体上设置有真空泵阀门和充气阀门，所述进排气系统包括机械泵和气瓶，所述机械泵与所述真空泵阀门连接，所述气瓶与所述充气阀门连接。
[0011]本申请提供的另一种实施方式为：所述气瓶与所述充气阀门之间设置有湿度调节器。
[0012]本申请提供的另一种实施方式为：所述同轴结构电极包括依次连接的环氧端盖、第一屏蔽电极、第一环氧连接部件、测量电极、第二环氧连接部件、第二屏蔽电极和环氧光
强测量端盖，所述第一环氧连接部件与所述第二环氧连接部件之间设置有高压电极，所述测量电极通过所述屏蔽线与所述静电计连接，所述第一屏蔽电极通过地线与所述高气压密封腔体连接，所述第二屏蔽电极通过地线与所述高气压密封腔体连接。
[0013]本申请提供的另一种实施方式为：所述第一屏蔽电极与所述环氧端盖连接处呈喇叭状开口，所述第二屏蔽电极与所述环氧光强测量端盖连接处呈喇叭状开口，所述喇叭状开口直径为所述测量电极直径的3倍。
[0014]本申请提供的另一种实施方式为：所述高压电极表面粗糙度可以改变，所述测量电极表面粗糙度可以改变，所述测量电极外侧设置有绝缘胶带，所述第一屏蔽电极、所述高压电极、所述测量电极和所述第二屏蔽电极直径大小均可调整。
[0015]本申请提供的另一种实施方式为：所述微弱光测量系统包括依次连接的观察窗和光信号获取部件，所述观察窗设置于所述高气压密封腔体上，所述观察窗正对于所述环氧光强测量端盖。
[0016]本申请还提供一种采用所述传导电流测量装置的测量方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
[0017]步骤1：将同轴结构电极组装完成后装入高气压密封腔体内；
[0018]步骤2：将高气压密封腔体抽至真空后充入相应压力的待测气体；
[0019]步骤3：对同轴结构电极施加高压，并改变电压幅值，测量不同电压等级下的传导电流和光学信号；
[0020]步骤4：对传导电流信号和光学信号进行采集，对采集信号进行分析处理。
[0021]3.有益效果
[0022]与现有技术相比，本申请提供的一种传导电流测量装置及方法的有益效果在于：
[0023]本申请提供的传导电流测量装置的应用，利用同轴结构电极测试传导电流和光学信号可以更好地反应GIS/GIL中的实际情况。
[0024]本申请提供的传导电流测量装置，由于气体传导电流的产生对应于自然电离和碰撞电离等过程，这些过程均能产生光信号，因此本申请同时测量光学信号，可在辅助判断传导电流测试准确性的同时为分析气体测载流子来源提供更多数据支撑。
[0025]本申请提供的传导电流测量装置，气体传导电流随场强变化可分为三个区域：线性区，饱和区与指数区，指数区对应于碰撞电离过程的发生，其会伴随有发光强度的明显增强，因此利用光学测量方法可更为精确区分饱和区与指数区的临界场强。一般认为，气体传导电流的线性区与饱和区电流是由自然电离引发，而指数区电流是由碰撞电离形成的微放电引发。自然电离过程对应的光信号较微弱，而微放电发生时光信号将显著增强，通过测量光信号，可明确判断出微放电发生的临界场强。
[0026]本申请提供的传导电流测量装置，采用光电联合监测手段，同步测量同轴结构电极传导电流与光学信号，测试结果不受外界干扰影响。
[0027]本申请提供的传导电流测量装置，通过设置屏蔽电极等手段提高了电流测试精度；通过光通路的合理设置，提高了系统捕获微弱光的能力。
附图说明
[0028]图1是本申请的传导电流测量装置示意图；
[0029]图2是本申请的同轴结构电极示意图。
具体实施方式
[0030]在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。
[0031]相关研究表明，绝缘气体中自然电离，微放电等因素产生的载流子是绝缘子积聚表面电荷的重要来源，因此研究同轴结构电极下的传导电流与光学信号以分析绝缘气体中载流子的产生与输运对于解决直流设备面临的表面电荷积聚问题具有重要意义。
[0032]参见图1～2，本申请提供一种传导电流测量装置，包括依次连接的直流高压发生系统、高气压密封腔体1、电流测量系统和信号采集系统15，所述高气压密封腔体与进排气系统连接，所述高气压密封腔体、微弱光测量系统与所述信号采集系统15连接，所述高气压密封腔体1内设置有同轴结构电极。
[0033]所述直流高压发生系统为所述同轴结构电极提供直流高压，所述高气压密封腔体1用于进行不同气体种类及不同气压下的测量，高气压密封腔体1可承受最高0.6Mp本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种传导电流测量装置，其特征在于：包括依次连接的直流高压发生系统、高气压密封腔体、电流测量系统和信号采集系统，所述高气压密封腔体与进排气系统连接，所述高气压密封腔体、微弱光测量系统与所述信号采集系统连接，所述高气压密封腔体内设置有同轴结构电极。2.如权利要求1所述的传导电流测量装置，其特征在于：所述直流高压发生系统包括依次连接的高压直流电源和陶瓷套管，所述陶瓷套管通过高压连接杆与所述同轴结构电极连接，所述高压连接杆设置于所述高气压密封腔体内。3.如权利要求1所述的传导电流测量装置，其特征在于：所述电流测量系统包括静电计，所述静电计通过屏蔽线与所述同轴结构电极连接。4.如权利要求1所述的传导电流测量装置，其特征在于：所述高气压密封腔体上设置有真空泵阀门和充气阀门，所述进排气系统包括机械泵和气瓶，所述机械泵与所述真空泵阀门连接，所述气瓶与所述充气阀门连接。5.如权利要求4所述的传导电流测量装置，其特征在于：所述气瓶与所述充气阀门之间设置有湿度调节器。6.如权利要求3所述的传导电流测量装置，其特征在于：所述同轴结构电极包括依次连接的环氧端盖、第一屏蔽电极、第一环氧连接部件、测量电极、第二环氧连接部件、第二屏蔽电极和环氧光强测量端盖，所述第一环氧连接部件与所述第二环氧连接部件之间设置有高压电极，所述测量电极通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：屠幼萍，邵昱铭，许豪，张轩宁，陈庚，武绍琮，梁延钰，王璁，李传扬，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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