CN104502818A - 一种气体放电试验中放电现象观测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气体放电试验中放电现象观测方法，利用单台或多台单镜头反光式取景照相机为主要观测工具，借助可调式中灰密度镜、无线遥控装置以及三脚架对在白天或夜间在室内试验室或户外试验场中展开的高压放电试验中的放电路径和电弧附着点从不同角度进行精确记录。其方法是根据试验现场光线强度决定是否在相机镜头前加装中灰密度镜，并根据试验条件合理设置相机相关参数及调节中灰密度镜，将无线信号接收器与相机相连，利用无线信号发射器控制相机拍摄放电现象。采用本观测方法，能准确地记录各种条件下气体放电试验中放电路径及电弧附着点，该方法经济可靠，可解决目前高压试验中依靠肉眼及其他观测方法的无法观测或不准确的问题。

Description

一种气体放电试验中放电现象观测方法

技术领域

本发明涉及气体放电试验中放电现象观测方法；尤其是考虑了各种复杂试验条件下的一种气体放电试验中放电现象观测方法。

背景技术

雷击是引起输电线路及电力设备故障的主要原因之一，因此在实验室中经常用长空气间隙放电模拟自然雷电研究输电线路的雷电屏蔽性能；在外绝缘试验中，放电试验也是必须的。放电试验过程中电弧附着点（被模拟雷电击中的对象）和放电路径的观测是最重要的部分，但是，长期以来，在模拟雷击试验中，试验人员多依靠肉眼观察被击中对象，而模拟雷击试验中，放电时间为微秒级，观察人员极容易错过放电瞬间或判断失误，因此，依靠肉眼观察会给试验结果带来很大误差；极少数有条件的学者采用高速摄像机及其他辅助光电设备来观察长空气间隙放电中先导（流注）的详细发展过程，但这种设备极其昂贵，对于一般的放电试验，没有必要观察放电过程中先导（流注）的详细发展过程，只需要关注电弧附着点（被模拟雷电击中对象）及放电路径即可，且这种设备受试验条件限制，试验准备阶段调试过程繁琐，难以上手，实用范围小，在强光环境下使用效果极不理想。因此，现有的观测手段还存在很大的不足和盲区。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的目前依靠肉眼及其他方法观察放电试验中被击对象和放电路径存在的缺点和不足的技术问题；提供了一种高效、经济、可靠及适用范围广的观测方法，即考虑试验预算经费及各种可能的试验条件，为气体放电试验工作者提供一种切实可行的观测手段的一种气体放电试验中放电现象观测方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种气体放电试验中放电现象观测方法，其特征在于，包括预备步骤以及试验步骤，其中，预备步骤包括：

相机数量选择及摆放位置的步骤：采用单反相机，单反相机通过无线遥控装置进行控制；若需要进行三维观测，则至少需要两台相机及两个三脚架，同理也需要两件无线信号接收装置（发射装置一件即可）；

针对不同实验进行调节相机的步骤：分为针对雷电冲击试验和针对工频耐压试验的调节步骤：

选择调节步骤一：雷电冲击试验，将相机设置为手动档，对焦，并调节光圈大小，设置曝光时间，同时设置ISO感光度:试验若选择白天在户外试验场或明朗的室内实验室进行(光照强度大于200Lux时)，光圈大小设置为F/16或更小，曝光时间设置为6~8 s, ISO感光度为100~200，在正午前后一段时间内（光照强度大于1000Lux时）,在相机镜头前加装中灰密度镜减弱进入相机镜头的光线，试验若选择夜间在户外试验场或在光线较暗的室内进行（光照强度小于100Lux时），光圈大小设置为F/11或更大，曝光时间设置为6~10 s, ISO感光度为200以上；其他参数均采用默认设置；

选择调节步骤二：工频耐压试验，将相机设置快门优先档，驱动模式设置为高速连拍，手动对焦，将快门速度设置为1/60 s或更小；其他参数均采用默认设置；

进行试拍步骤：在放电试验正式开始之前，利用以上参数设置的相机试拍一张照片，若照片太亮而成像模糊，则随机减小曝光时间或ISO值或光圈大小，或者将这三个参数一齐减小，如果镜头前装有可调式中灰密度镜，还能够调节它的档位减弱光线；如果照片太暗则反向调节，直至成像清楚。

调试无线遥控装置的步骤：将无线信号接收器与发射器调制到同一频道，若有多台相机则需要多个无线信号接收器，且均要调制到同一频道。将无线信号接收器与相机上的接口相连，将无线信号发射器调到与相机相同的驱动模式，并用无线信号发射器测试装置是否正常工作。

正式试验步骤：在冲击电压或电流发生器触发前1~2 S时，无线信号发射装置使相机进入拍摄状态。

在上述的一种气体放电试验中放电现象观测方法，针对不同实验进行调节相机的步骤中，若是在户外试验场的强光环境进行试验时，需要在相机中加装可调式中灰密度镜以减弱光线。

因此，本发明具有如下优点：高效、经济、可靠及适用范围广的观测方法，即考虑试验预算经费及各种可能的试验条件，为气体放电试验工作者提供一种切实可行的观测手段。

附图说明

图1 为本发明的具体实施流程示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本观测方法主要工作都在放电开始前试验准备阶段完成，试验开始后仅用无线遥控装置控制相机拍摄即可。

1、选择相机数量及摆放位置

一般情况下，一台市售单反相机即可满足试验观测要求，若试验有特殊要求需要进行三维观测，则需要三台相机及三个三脚架，同理也需要三件无线信号接收装置。相机摆放点视现场条件而定，建议摆放到控制室内，方便实时查看相片及试验参与人员之间的相互协调沟通。

2、加装可调式中灰密度镜

中灰密度镜起减弱光线作用。当白天在户外试验场(强光环境)进行试验时，加装在相机镜头前，可避免相机采用长时间曝光模式拍照时照片过度曝光而成像模糊。如果试验在夜间或在光线较弱的场所进行，则无需加装。

3、调节相机

Ⅰ、雷电冲击试验

3.1将相机设置为M档，这个档位，相机的各项参数可人工自由设置；

3.2设置快门速度，控制曝光时间，在强光环境下稍短，在弱光环境下稍长一点，考虑到试验人员之间的相互配合及放电的随机性，进行冲击试验时，建议设置为6~10 S进行超长时间曝光。

3.3设置ISO感光度，控制相机对光线的敏感程度，在强光环境下设为较小的值，弱光环境下可增大，视现场光线强度而定。

3.4设置光圈大小，控制相机镜头的进光量，在强光环境下设为小光圈，弱光环境下可设置为大光圈，视现场光线强度而定。

Ⅱ、工频耐压试验

工频耐压试验时正常曝光，相机镜头前无需加装中灰密度镜，相机快门速度、ISO感光度及光圈大小设置可根据试验现场光线环境及观测要求灵活多变，驱动模式设置为高速连拍。

进行雷电冲击试验和工频耐压试验时，相机其他参数均可采用默认设置，以上快门速度、ISO感光度和光圈大小这三个主要参数共同决定了相机的成像质量，调节是可搭配使用。

4、试拍

在放电试验正式开始之前，利用以上参数设置的相机试拍一张照片，若照片太亮而成像模糊，则减小曝光时间或ISO值或光圈大小，或者将这三个参数一齐减小，如果镜头前装有可调式中灰密度镜，还可以调节它的档位减弱光线；如果照片太暗则反向调节，直至成像清楚。

5、调试无线遥控装置

将无线信号接收器与发射器调制到同一频道，若有多台相机则需要多个无线信号接收器，且均要调制到同一频道。将无线信号接收器与相机上的接口相连，并用无线信号发射器测试装置是否正常工作。

6、开始试验

试验过程中，因为冲击电压（电流）发生器并不会在操作人员进行触发那一刻就放电，一般带有很大的随机性，相机操作员需与冲击电压（电流）发生器操作员相互配合才不会错过放电瞬间，因此，一般相机操作员需要在冲击电压（电流）发生器触发前1~2 S操作无线信号发射装置使相机进入拍摄状，工频耐压试验时则更为灵活，根据观测要求而定。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (2)

1.一种气体放电试验中放电现象观测方法，其特征在于，包括预备步骤以及试验步骤，其中，预备步骤包括：

相机数量选择及摆放位置的步骤：采用单反相机，单反相机通过无线遥控装置进行控制；若需要进行三维观测，则至少需要两台相机及两个三脚架，同理也需要两件无线信号接收装置（发射装置一件即可）；

针对不同实验进行调节相机的步骤：分为针对雷电冲击试验和针对工频耐压试验的调节步骤：

选择调节步骤一：雷电冲击试验，将相机设置为手动档，对焦，并调节光圈大小，设置曝光时间，同时设置ISO感光度:试验若选择白天在光照强度大于200Lux的户外试验场或明朗的室内实验室进行，，光圈大小设置为F/16或更小，曝光时间设置为6~8 s, ISO感光度为100~200，在正午前后光照强度大于1000Lux的一段时间内,在相机镜头前加装中灰密度镜减弱进入相机镜头的光线，试验若选择夜间在光照强度小于100Lux的户外试验场或在光线较暗的室内进行，光圈大小设置为F/11或更大，曝光时间设置为6~10 s, ISO感光度为200以上；其他参数均采用默认设置；

选择调节步骤二：工频耐压试验，将相机设置快门优先档，驱动模式设置为高速连拍，手动对焦，将快门速度设置为1/60 s或更小；其他参数均采用默认设置；

进行试拍步骤：在放电试验正式开始之前，利用以上参数设置的相机试拍一张照片，若照片太亮而成像模糊，则随机减小曝光时间或ISO值或光圈大小，或者将这三个参数一齐减小，如果镜头前装有可调式中灰密度镜，还能够调节它的档位减弱光线；如果照片太暗则反向调节，直至成像清楚；

调试无线遥控装置的步骤：将无线信号接收器与发射器调制到同一频道，若有多台相机则需要多个无线信号接收器，且均要调制到同一频道；将无线信号接收器与相机上的接口相连，将无线信号发射器调到与相机相同的驱动模式，并用无线信号发射器测试装置是否正常工作；

正式试验步骤：在冲击电压或电流发生器触发前1~2 S时，无线信号发射装置使相机进入拍摄状态。

2.根据权利要求１所述的一种气体放电试验中放电现象观测方法，其特征在于，针对不同实验进行调节相机的步骤中，若是在户外试验场的强光环境进行试验时，需要在相机中加装可调式中灰密度镜以减弱光线。