CN207717960U - 一种直流合成场测试仪校准装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直流合成场测试仪校准装置，包含起晕极板直流电压发生器、控制极板直流电压发生器、离子流极板直流电压发生器以及带有温湿度检测及调节设备的温湿度箱，温湿度箱内设有校准电场发生器，所述校准电场发生器包括从上往下依次平行布置的屏蔽极板、电晕极板、控制极板、离子流极板以及接地极板。本实用新型通过校准电场发生器和温湿度箱来实现标准电场环境构建及校准环境的温湿度控制，能够克服温湿度对校准的影响，有效提高直流合成场测量仪的校准精确度、克服直流合成场测量仪的受传感器本身特性或电子元件影响测量结果容易受温度、湿度变化而产生较大变化的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及高压直流输电线路电磁兼容测试的直流合成场测试仪校准技术，具体涉及一种直流合成场测试仪校准装置。
背景技术
随着超、特高压直流输电线路的建设和运行，直流输电线路导线电晕引起的电磁环境问题受到广泛的关注。当输电线路导线表面电场强度大于起始电晕场强时，导线表面发生电晕。与交流输电线路不同，直流线路附近存在因电晕放电而产生的运动电荷，使得线路下方的电场大幅增加。直流合成电场强度是电力系统电磁环境影响的重要评价指标，在日常监测中主要依据直流合成场测试仪测量，其测量准确度直接影响直流线路的环境影响评价结果。但是，如何减小温湿度对直流合成场测量仪校准准确性的影响，仍然是一项亟待解决的关键技术问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种直流合成场测试仪校准装置，本实用新型通过温湿度箱内的校准电场发生器来实现环境构建及校准环境的温湿度控制，能够克服温湿度对校准的影响，有效提高直流合成场测量仪的校准精确度，克服直流合成场测量仪的受传感器本身特性或电子元件影响测量结果容易受温度、湿度变化而产生较大变化的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种直流合成场测试仪校准装置，包含起晕极板直流电压发生器、控制极板直流电压发生器、离子流极板直流电压发生器以及带有温湿度检测及调节设备的温湿度箱，所述温湿度箱内设有校准电场发生器，所述校准电场发生器包括从上往下依次平行布置的屏蔽极板、电晕极板、控制极板、离子流极板以及接地极板，所述起晕极板直流电压发生器的输出端通过电缆与电晕极板连通，所述控制极板直流电压发生器的输出端通过电缆与控制极板相连，所述离子流极板直流电压发生器的输出端通过电缆与离子流极板相连，所述接地极板的中部设有用于放置被校准直流合成场测试仪的通孔，且所述接地极板上设有离子流测量板，所述离子流测量板通过电缆连接有用于检测接地极板所产生离子电流大小的微安电流表。
优选地，所述电晕极板、控制极板、离子流极板均为网状板。
优选地，所述屏蔽极板、电晕极板、控制极板、离子流极板以及接地极板的相邻两者之间均通过绝缘支柱支撑并保持绝缘。
优选地，所述温湿度箱上设有第一套管连接器、第二套管连接器以及第三套管连接器，所述起晕极板直流电压发生器的输出端依次通过电缆、第一套管连接器、电缆与电晕极板相连，所述控制极板直流电压发生器的输出端依次通过电缆、第二套管连接器、电缆与控制极板相连，所述离子流极板直流电压发生器的输出端依次通过电缆、第三套管连接器、电缆与离子流极板相连。
优选地，所述第一套管连接器、第二套管连接器和第三套管连接器均包括绝缘套管和硬质金属杆，所述绝缘套管贯穿并安装固定在温湿度箱的外壁上，所述硬质金属杆插设于绝缘套管中，所述起晕极板直流电压发生器的输出端依次通过电缆、第一套管连接器的硬质金属杆、电缆与电晕极板相连，所述控制极板直流电压发生器的输出端依次通过电缆、第二套管连接器的硬质金属杆、电缆与控制极板相连，所述离子流极板直流电压发生器的输出端依次通过电缆、第三套管连接器的硬质金属杆、电缆与离子流极板相连。
优选地，所述温湿度箱采用玻璃或者塑料制成。
优选地，所述温湿度箱的温湿度检测及调节设备包含温度调节设备、湿度调节设备、温度测量模块、湿度测量模块和温湿度反馈控制器，所述温湿度反馈控制器分别与温度调节设备、湿度调节设备、温度测量模块、湿度测量模块相连，所述温度调节设备、湿度调节设备的输出口与温湿度箱的内腔相连，所述温度测量模块、湿度测量模块的传感器分别布置于温湿度箱中。
优选地，所述湿度调节设备包括加湿器和抽湿器。
本实用新型的直流合成场测试仪校准装置具有下述优点：
1、本实用新型包含起晕极板直流电压发生器、控制极板直流电压发生器、离子流极板直流电压发生器以及校准电场发生器，校准电场发生器包括从上往下依次平行布置的屏蔽极板、电晕极板、控制极板、离子流极板以及接地极板，通过上述结构能够实现稳定、精确可靠的直流合成场测试仪校准所需的直流合成场。
2、本实用新型的温湿度箱带有温湿度检测及调节设备，通过温湿度箱内的校准电场发生器来实现环境构建及校准环境的温湿度控制，能够克服温湿度对校准的影响，有效提高直流合成场测量仪的校准精确度，克服直流合成场测量仪的受传感器本身特性或电子元件影响测量结果容易受温度、湿度变化而产生较大变化的问题。
附图说明
图1为本实用新型实施例校准装置的结构示意图。
图2为本实用新型实施例校准电场发生器的结构示意图。
图例说明：1、起晕极板直流电压发生器；2、控制极板直流电压发生器；3、离子流极板直流电压发生器；4、温湿度箱；41、第一套管连接器；42、第二套管连接器；43、第三套管连接器；44、温度调节设备；45、湿度调节设备；46、温度测量模块；47、湿度测量模块； 48、温湿度反馈控制器；5、校准电场发生器；51、屏蔽极板；52、电晕极板；53、控制极板； 54、离子流极板；55、接地极板；551、通孔；552、微安电流表；56、绝缘支柱。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实施例提供一种直流合成场测试仪校准装置，包含起晕极板直流电压发生器1、控制极板直流电压发生器2、离子流极板直流电压发生器3以及带有温湿度检测及调节设备的温湿度箱4，温湿度箱4内设有校准电场发生器5，校准电场发生器5包括从上往下依次平行布置的屏蔽极板51、电晕极板52、控制极板53、离子流极板54以及接地极板 55，起晕极板直流电压发生器1的输出端通过电缆与电晕极板52连通，控制极板直流电压发生器2的输出端通过电缆与控制极板53相连，离子流极板直流电压发生器3的输出端通过电缆与离子流极板54相连，接地极板55的中部设有用于放置被校准直流合成场测试仪的通孔 551，且接地极板55上设有离子流测量板，所述离子流测量板通过电缆连接有用于检测接地极板55所产生离子电流大小的微安电流表552。本实施例在起晕极板直流电压发生器1、控制极板直流电压发生器2、离子流极板直流电压发生器3、温湿度箱4以及校准电场发生器5，能够实现稳定、精确可靠的直流合成场测试仪校准所需的直流合成场；通过带有温湿度检测及调节设备的温湿度箱4，温湿度箱4用于放置校准电场发生器5，实现箱内温湿度与外界温湿度的隔绝，用来控制校准电场发生器5进行电场校验过程中的温湿度，消除温湿度校准的影响。
本实施例中，起晕极板直流电压发生器1用来输出用来产生直流合成场的正极性或负极性的高压直流信号，以便控制起晕极板52的电晕放电强度。起晕极板直流电压发生器1可以采用倍压电路的形式实现。控制极板直流电压发生器2用来控制经过控制极板53的带电离子流浓度。离子流极板直流电压发生器3用于对离子流极板54施加高压，用来在离子流极板54和接地极板55之间形成均匀电场。
如图1所示，温湿度箱4上设有第一套管连接器41、第二套管连接器42以及第三套管连接器43，起晕极板直流电压发生器1的输出端依次通过电缆、第一套管连接器41、电缆与电晕极板52相连，控制极板直流电压发生器2的输出端依次通过电缆、第二套管连接器42、电缆与控制极板53相连，离子流极板直流电压发生器3的输出端依次通过电缆、第三套管连接器43、电缆与离子流极板54相连。
本实施例中，第一套管连接器41和第二套管连接器42均包括绝缘套管和硬质金属杆，绝缘套管用来实现高压引线与温湿度箱之间的绝缘，绝缘套管贯穿并安装固定在温湿度箱4 的外壁上，硬质金属杆插设于绝缘套管中，起晕极板直流电压发生器1的输出端依次通过电缆、第一套管连接器41的硬质金属杆、电缆与电晕极板52相连，控制极板直流电压发生器 2的输出端依次通过电缆、第二套管连接器42的硬质金属杆、电缆与控制极板53相连，离子流极板直流电压发生器3的输出端依次通过电缆、第三套管连接器43的硬质金属杆、电缆与离子流极板54相连。
本实施例中，温湿度箱4可根据需要采用玻璃或者塑料制成，具有良好的温度和湿度隔离功能，确保内部温湿度环境稳定可靠且相对更加节约能耗。
如图1所示，温湿度箱4的温湿度检测及调节设备包含温度调节设备44、湿度调节设备 45、温度测量模块46、湿度测量模块47和温湿度反馈控制器48，温湿度反馈控制器48分别与温度调节设备44、湿度调节设备45、温度测量模块46、湿度测量模块47相连，温度调节设备44、湿度调节设备45的输出口与温湿度箱4的内腔相连，温度测量模块46、湿度测量模块47的传感器分别布置于温湿度箱4中。温度调节设备44通过向温湿度箱4内注入一定温度的气流实现对温湿度箱4内温度的控制。湿度调节设备45通过向温湿度箱4内注入一定湿度的气流实现对温湿度箱内4湿度的控制，本实施例中使用空调压缩机实现。本实施例中，湿度调节设备45包括加湿器和抽湿器，使用加湿器实现湿度升高功能，使用除湿器实现湿度降低功能。温度测量模块46用来对直流场内的温度场进行测量，并将测量结果实时传输至温湿度反馈控制器48实现温度反馈控制，由于金属传感器会对校准电场发生器5中电场产生影响，本实施例中使用分布式光纤温度测量方法实现温测量。湿度测量模块47用来对直流场内的湿度场进行测量，并将测量结果实时传输至温湿度反馈控制器48实现湿度反馈控制，本实施例中具体使用湿度传感器配合模数转换器实现湿度测量。温湿度反馈控制器48实时接收温度、湿度测量数据，通过与预设温湿度进行对比分析，分别控制温度控制器和湿度控制器输出对应温度和湿度的气流。
如图1和图2所示，电晕极板52、控制极板53、离子流极板54均为网状板。具体地，本实施例中电晕极板52采用不锈钢网制成，起晕极板52在起晕极板直流电压发生器1输出的直流高压(用来产生直流合成场的正极性或负极性的高压直流信号)的作用下电离不锈钢丝周围气体分子，产生带电离子，控制极板直流电压发生器2向控制极板53施加电压，改变起晕极板52与控制极板53之间的电压差实现电晕强度控制。控制极板53下方的接地极板55中心位置为一圆形的通孔551，用于放置直流合成场测试仪，用于测量校准电场发生器5的直流合成电场。
如图1和图2所示，屏蔽极板51、电晕极板52、控制极板53、离子流极板54以及接地极板55的相邻两者之间均通过绝缘支柱56支撑并保持绝缘。由于屏蔽极板51、电晕极板52、控制极板53、离子流极板54各层极板均施加有高压，因此各极板间使用绝缘支柱56来进行支撑、绝缘。
本实施例中，微安电流表552用来测量接地极板55所产生的离子电流大小。
本实施例提供一种前述的直流合成场测试仪校准装置的应用方法，实施步骤包括：
1)预先完成直流合成场测试仪校准装置的初始连接安装，并将被校准直流合成场测试仪安装在接地极板55的通孔551中；
2)通过温湿度箱4的温湿度检测及调节设备调节温湿度箱4内部的温湿度，使得温湿度箱4内部的温湿度恒定；
3)首先通过起晕极板直流电压发生器1向电晕极板52输出正极性或负极性的高压电流信号，使得电晕极板52在高压电流信号的作用下电离周围的气体分子产生带电离子流，通过控制极板直流电压发生器2调节输出高压直流信号至控制极板53上的电压使得经过控制极板 53的带电离子流被控制在指定浓度，同时通过离子流极板直流电压发生器3对离子流极板54 施加高压使得离子流极板54、接地极板55之间形成均匀电场；然后读取被校准直流合成场测试仪检测得到的直流合成场的实际检测值、以及微安电流表552输出的离子流大小；
4)根据微安电流表552输出的离子流大小计算直流合成场的理论值；
5)将检测得到的直流合成场的实际检测值、直流合成场的理论值求差，得到被校准直流合成场测试仪的偏差校准量。得到偏差校准量即可对被校准直流合成场测试仪进行校准。
本实施例中，步骤4)的详细步骤包括：
4.1)将微安电流表552输出的离子流大小除以离子流测量板的面积，得到接地极板55 处的离子流密度Js；
4.2)根据式(1)所示函数表达式计算直流合成场的理论值；
式(1)中，E(z)为位置z处的直流合成场的理论值，Js为接地极板55处的离子流密度，ε0为真空介电常数，k为正负离子迁移率，d为离子流极板54与接地极板55之间间距，UT为离子流极板直流电压发生器3输出至离子流极板54的电压。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种直流合成场测试仪校准装置，其特征在于：包含起晕极板直流电压发生器(1)、控制极板直流电压发生器(2)、离子流极板直流电压发生器(3)以及带有温湿度检测及调节设备的温湿度箱(4)，所述温湿度箱(4)内设有校准电场发生器(5)，所述校准电场发生器(5)包括从上往下依次平行布置的屏蔽极板(51)、电晕极板(52)、控制极板(53)、离子流极板(54)以及接地极板(55)，所述起晕极板直流电压发生器(1)的输出端通过电缆与电晕极板(52)连通，所述控制极板直流电压发生器(2)的输出端通过电缆与控制极板(53)相连，所述离子流极板直流电压发生器(3)的输出端通过电缆与离子流极板(54)相连，所述接地极板(55)的中部设有用于放置被校准直流合成场测试仪的通孔(551)，且所述接地极板(55)上设有离子流测量板，所述离子流测量板通过电缆连接有用于检测接地极板(55)所产生离子电流大小的微安电流表(552)。
2.根据权利要求1所述的直流合成场测试仪校准装置，其特征在于：所述电晕极板(52)、控制极板(53)、离子流极板(54)均为网状板。
3.根据权利要求1所述的直流合成场测试仪校准装置，其特征在于：所述屏蔽极板(51)、电晕极板(52)、控制极板(53)、离子流极板(54)以及接地极板(55)的相邻两者之间均通过绝缘支柱(56)支撑并保持绝缘。
4.根据权利要求1所述的直流合成场测试仪校准装置，其特征在于：所述温湿度箱(4)上设有第一套管连接器(41)、第二套管连接器(42)以及第三套管连接器(43)，所述起晕极板直流电压发生器(1)的输出端依次通过电缆、第一套管连接器(41)、电缆与电晕极板(52)相连，所述控制极板直流电压发生器(2)的输出端依次通过电缆、第二套管连接器(42)、电缆与控制极板(53)相连，所述离子流极板直流电压发生器(3)的输出端依次通过电缆、第三套管连接器(43)、电缆与离子流极板(54)相连。
5.根据权利要求4所述的直流合成场测试仪校准装置，其特征在于：所述第一套管连接器(41)、第二套管连接器(42)和第三套管连接器(43)均包括绝缘套管和硬质金属杆，所述绝缘套管贯穿并安装固定在温湿度箱(4)的外壁上，所述硬质金属杆插设于绝缘套管中，所述起晕极板直流电压发生器(1)的输出端依次通过电缆、第一套管连接器(41)的硬质金属杆、电缆与电晕极板(52)相连，所述控制极板直流电压发生器(2)的输出端依次通过电缆、第二套管连接器(42)的硬质金属杆、电缆与控制极板(53)相连，所述离子流极板直流电压发生器(3)的输出端依次通过电缆、第三套管连接器(43)的硬质金属杆、电缆与离子流极板(54)相连。
6.根据权利要求1所述的直流合成场测试仪校准装置，其特征在于：所述温湿度箱(4)采用玻璃或者塑料制成。
7.根据权利要求1所述的直流合成场测试仪校准装置，其特征在于：所述温湿度箱(4)的温湿度检测及调节设备包含温度调节设备(44)、湿度调节设备(45)、温度测量模块(46)、湿度测量模块(47)和温湿度反馈控制器(48)，所述温湿度反馈控制器(48)分别与温度调节设备(44)、湿度调节设备(45)、温度测量模块(46)、湿度测量模块(47)相连，所述温度调节设备(44)、湿度调节设备(45)的输出口与温湿度箱(4)的内腔相连，所述温度测量模块(46)、湿度测量模块(47)的传感器分别布置于温湿度箱(4)中。
8.根据权利要求7所述的直流合成场测试仪校准装置，其特征在于：所述湿度调节设备(45)包括加湿器和抽湿器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201820083258.6U CN207717960U (zh) | 2018-01-18 | 2018-01-18 | 一种直流合成场测试仪校准装置 |
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| CN201820083258.6U CN207717960U (zh) | 2018-01-18 | 2018-01-18 | 一种直流合成场测试仪校准装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108120946A (zh) * | 2018-01-18 | 2018-06-05 | 湖南省湘电试验研究院有限公司 | 一种直流合成场测试仪校准装置及其应用方法 |
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2018
- 2018-01-18 CN CN201820083258.6U patent/CN207717960U/zh active Active
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