本發(fā)明涉及雷電檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

高壓電氣設(shè)備的桿塔等條形狀電氣設(shè)備的雷電沖擊響應(yīng)性能差異對高壓電氣設(shè)備的安全運行存在至關(guān)重要的影響，目前，上條形電氣設(shè)備的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測主要基于傳輸線理論對電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)過電壓進行計算，具體是將各高壓電氣設(shè)備等效為RLC等元器件，再將相應(yīng)條形電氣設(shè)備和上述等效RLC元器件連成電路，進行仿真計算，以對條形電氣設(shè)備的電壓或者電流等性能進行檢測，這樣容易忽略高壓電氣設(shè)備和條形電氣設(shè)備本身尺寸以及相應(yīng)接地網(wǎng)對電磁暫態(tài)過程的影響。尤其是對于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的高壓輸電線路和變電站或換流站而言，傳統(tǒng)的檢測方案具有局限性，容易影響條形電氣設(shè)備沖擊響應(yīng)性能的檢測效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對傳統(tǒng)的條形電氣設(shè)備沖擊響應(yīng)性能檢測方案具有局限性，容易影響其雷電沖擊響應(yīng)性能的檢測效果的技術(shù)問題，提供一種條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測系統(tǒng)。

一種條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測系統(tǒng)，包括：用于導(dǎo)電的接地板、模型導(dǎo)體、雷電沖擊電流發(fā)生器和電壓測量裝置；所述模型導(dǎo)體為根據(jù)輸電線路中桿塔的主材尺寸進行等比縮小的條形導(dǎo)體；

所述接地板放置在地面，所述模型導(dǎo)體立于接地板上，所述模型導(dǎo)體的一端與所述接地板接觸，所述模型導(dǎo)體的另一端通過雷電沖擊電流發(fā)生器連接所述接地板，所述模型導(dǎo)體的另一端還通過電壓測量裝置連接所述接地板；

所述雷電沖擊電流發(fā)生器發(fā)出雷電沖擊電流，所述電壓測量裝置測量所述雷電沖擊電流模型通過導(dǎo)體時的電壓參數(shù)，所述電壓參數(shù)用于對條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能進行檢測。

上述條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測系統(tǒng)，將雷電沖擊電流發(fā)生器連接在模型導(dǎo)體和與接地網(wǎng)對應(yīng)的接地板之間，利用上述雷電沖擊電流發(fā)生器對模型導(dǎo)體施加雷電沖擊電流，獲取模型導(dǎo)體通過上述雷電沖擊電流時的電壓參數(shù)，用以根據(jù)上述電壓參數(shù)進行條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測，使上述雷電沖擊響應(yīng)性能檢測方案可以結(jié)合輸電線路中桿塔的主材等條形電氣設(shè)備的尺寸和接地網(wǎng)對電磁暫態(tài)雷電沖擊流量電流的沖擊響應(yīng)進行檢測，可以提高相應(yīng)檢測方案的全面性，具有較高的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測效果。

附圖說明

圖1為一個實施例的條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一個實施例的模型導(dǎo)體示意圖；

圖3為一個實施例的條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測系統(tǒng)的平面投影圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測系統(tǒng)的具體實施方式進行詳細闡述。

參考圖1，圖1所示為一個實施例的條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括：用于導(dǎo)電的接地板11、模型導(dǎo)體12、雷電沖擊電流發(fā)生器13和電壓測量裝置14；所述模型導(dǎo)體12模型導(dǎo)體為根據(jù)輸電線路中桿塔的主材尺寸進行等比縮小的條形導(dǎo)體；

所述接地板11放置在地面，所述模型導(dǎo)體12立于接地板上，所述模型導(dǎo)體12的一端與所述接地板11接觸，所述模型導(dǎo)體12的另一端通過雷電沖擊電流發(fā)生器13連接所述接地板11，所述模型導(dǎo)體12的另一端還通過電壓測量裝置14連接所述接地板11；

所述雷電沖擊電流發(fā)生器13發(fā)出雷電沖擊電流，所述電壓測量裝置14測量所述雷電沖擊電流流過模型導(dǎo)體12時的電壓參數(shù)，所述電壓參數(shù)用于對條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能進行檢測。

上述條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能可以通過雷電沖擊電流流過模型導(dǎo)體12時的電壓參數(shù)表征，比如模型導(dǎo)體的另一端與接地板之間的電壓大小、大于某一值(比如設(shè)定的安全值等)的電壓持續(xù)時間，電壓信號的上升沿時間和下降沿時間等電壓參數(shù)可以表明相應(yīng)條形導(dǎo)體在遭受瞬態(tài)雷電放電現(xiàn)象(雷電沖擊電流)時表現(xiàn)出的雷電沖擊響應(yīng)性能，根據(jù)電壓測量設(shè)備獲取的電壓參數(shù)，可以對相應(yīng)條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能進行相應(yīng)檢測，以獲取條形導(dǎo)體在施加雷電沖擊電流后的相關(guān)性能。

上述模型導(dǎo)體12可以為研究結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的輸電線路桿塔而抽象出的對桿塔主材尺寸進行等比縮小的導(dǎo)體。

上述接地板11可以采用具有導(dǎo)電性能的金屬板，比如鋁板或者銅版等。將接地板11平鋪在地面，與相應(yīng)地面保持接觸。上述模型導(dǎo)體12是根據(jù)待測的輸電線路中的桿塔等條形電氣設(shè)備進行縮小后的條狀模型，模型導(dǎo)體的橫截面可以為圓形或者矩形等。模型導(dǎo)體12需要立于相應(yīng)的接地板11上，可以用木架或者塑料架等絕緣支架支撐模型導(dǎo)體12，使模型導(dǎo)體12垂直立于上述接地板11上，并使模型導(dǎo)體11的一端與所述接地板12相互接觸。雷電沖擊電流發(fā)生器13為可以發(fā)出雷電沖擊電流的沖擊電流源，上述雷電沖擊電流發(fā)生器13發(fā)出的一次雷電沖擊電流通常持續(xù)50～100μs(微秒)，波頭陡度高，可達50kA/s(千安每秒)，屬于高頻沖擊波。上述電壓測量裝置14可以包括能測量或者獲取模型導(dǎo)體兩端電壓值大小、電壓波形特征信息(上升沿時間或者下降沿時間等)等電壓參數(shù)的電壓測量表或者示波器等裝置。向模型導(dǎo)體加入雷電沖擊電流發(fā)生器13發(fā)出的雷電沖擊電流時，模型導(dǎo)體12與接地板11兩端的電壓參數(shù)(如大小，上升沿時間或者下降沿時間等)，可以表征相應(yīng)條形電氣設(shè)備的雷電沖擊響應(yīng)性能。

本實施例提供的條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測系統(tǒng)，根據(jù)相關(guān)圓柱設(shè)備的尺寸進行等比縮小得到模型導(dǎo)體12，將雷電沖擊電流發(fā)生器13連接在模型導(dǎo)體12和與接地網(wǎng)對應(yīng)的接地板11之間，利用上述雷電沖擊電流發(fā)生器13對模型導(dǎo)體施加雷電沖擊電流，獲取模型導(dǎo)體12通過上述雷電沖擊電流時的電壓參數(shù)，用以根據(jù)上述電壓參數(shù)進行條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測，使上述雷電沖擊響應(yīng)性能檢測方案可以結(jié)合輸電線路中桿塔的主材等條形電氣設(shè)備的尺寸和接地網(wǎng)對電磁暫態(tài)雷電沖擊流量電流的沖擊響應(yīng)進行檢測，可以提高相應(yīng)檢測方案的全面性，具有較高的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測效果。

在一個實施例中，上述條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測系統(tǒng)，還可以包括用于導(dǎo)電的測量引線；

所述測量引線用于連接模型導(dǎo)體的另一端和雷電沖擊電流發(fā)生器，雷電沖擊電流發(fā)生器和接地板，模型導(dǎo)體的另一端和電壓測量裝置，以及電壓測量裝置和接地板。

上述測量引線用于將相應(yīng)條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測系統(tǒng)的各個部分連接起來。其中，連接在模型導(dǎo)體的另一端和雷電沖擊電流發(fā)生器之間以及雷電沖擊電流發(fā)生器和接地板之間的測量引線可以稱為電流引線，連接在模型導(dǎo)體的另一端和電壓測量裝置之間以及電壓測量裝置和接地板之間的測量引線可以稱為電壓引線。測量引線可以包括裸銅線或者其他金屬導(dǎo)線等導(dǎo)電性能良好的導(dǎo)線。將上述測量引線自然放置時，上述測量引線為筆直的。

作為一個實施例，上述測量引線可以為裸銅線。

裸銅線具有較為優(yōu)良的導(dǎo)電性能，利用裸銅線連接雷電沖擊響應(yīng)性能檢測裝置的各個部分，可以進一步提高相應(yīng)雷電沖擊響應(yīng)性能檢測裝置的檢測性能。

作為一個實施例，上述測量引線的直徑范圍可以為0.3至1.2毫米。

將測量引線自然放置時，上述測量引線為筆直的，測量引線的直徑可以為0.3毫米、1.1毫米或者1.2毫米等值，也可以設(shè)置為0.3至1.2毫米之間的其他值。

作為一個實施例，上述模型導(dǎo)體與所述測量引線垂直連接；其中各條與模型導(dǎo)體連接的測量引線均垂直于模型導(dǎo)體；其中各條與模型導(dǎo)體連接的測量引線可以相互垂直。

上述模型導(dǎo)體、各個測量引線(電流引線或者電壓引線)之間的連接可以如圖1所示，各條測量引線均垂直于垂直導(dǎo)體，上述各條測量引線之間也可以相互垂直。

本實施例中，各條測量引線均垂直于垂直導(dǎo)體，上述各條測量引線之間也相互垂直，可以減少相互之間的磁耦合對測量結(jié)果的影響。

在一個實施例中，上述模型導(dǎo)體的形狀可以為長條形，所述模型導(dǎo)體的橫截面為圓形，所述模型導(dǎo)體的長度與橫截面的直徑之比在區(qū)間[10,20]上。

上述區(qū)間[10,20]表示10至20的閉區(qū)間，模型導(dǎo)體的長度與橫截面的直徑之比可以為10，也可以為20，還可以為10至20之間的其他值。

作為一個實施例，上述模型導(dǎo)體的示意圖可以如圖2所示，圖2中，模型導(dǎo)體的長度為0.9m(米)，橫截面直徑可以為5mm(毫米)。

作為一個實施例，上述接地板的形狀可以為矩形，所述接地板的任一邊長大于所述模型導(dǎo)體的長度，所述接地板包括鋁板。

本實施例中，接地板采用矩形鋁板，且接地板的任一邊長大于所述模型導(dǎo)體的長度，可以進一步保證上述接地板的接地性能。

在一個實施例中，上述接地板可以為3米*4.8米接地板。

作為一個實施例，上述條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測系統(tǒng)的平面投影圖以及相應(yīng)的尺寸可以如圖3所示，如圖3所示，接地板的形狀為矩形鋁板，上述接地板的長為4.8m，寬為3m，模型導(dǎo)體的直徑為5mm，電壓引線和電流引線的直徑均為0.3mm，上述條形導(dǎo)體與接地板垂直接觸，其垂點距接地板較長的邊1.2m，垂點距接地板較短的邊1.5m，電壓引線平行與接地板的部分長1.5m，電流引線平行于接地板的部分長2.4m。在接地板上安裝模型導(dǎo)體的試驗回路后還應(yīng)留有一定的空間，以防止干擾。

在一個實施例中，上述雷電沖擊電流發(fā)生器發(fā)出上升沿為1.2us的雷電沖擊電流，所述電壓測量裝置的帶寬為200兆赫茲。

本實施例中，還可以接入電流測量裝置測量模型導(dǎo)體頂端通過的電流。電流測量裝置和電壓測量裝置的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可以包括：選擇輸入電容小于2pF(皮法)，帶寬200MHz(兆赫茲)的高壓差分探頭；選擇輸入阻抗為50Ω(歐姆)，測量帶寬為200MHz的電流探頭；電流測量裝置和電壓測量裝置的探頭可以用木架等絕緣支架固定，比如置于相應(yīng)支架上方，用于測量模型導(dǎo)體頂端電壓和/或電流；電壓測量引線(電壓引線)和電流測量引線(電流引線)均拉直，且電壓引線、電流引線和簡單導(dǎo)體兩兩垂直，以減少相互之間的磁耦合對測量結(jié)果的影響；為匹配沖擊源(雷電沖擊電流發(fā)生器)的上升沿時間(ns級別)，可以選擇帶寬500MHz，采樣率5GS/s的兩臺示波器對測量波形進行存貯和展示；為避免示波器通道間的相互干擾，電壓和電流可以分兩次單獨進行測量。

上述雷電沖擊電流發(fā)生器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可以包括：選擇電流或者電壓波形上升時間5ns，脈寬300ns，阻抗50Ω，電壓幅值100V-4000V，最大電流5A(安培)試驗沖擊源；將沖擊源連接于電壓測量引線下方，且與地面保持絕緣，電源的輸出信號通過電纜或裸銅線連接至導(dǎo)體的頂端。

在一個實施例中，上述條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能檢測系統(tǒng)，還可以包括處理器，所述處理器連接所述電壓測量裝置；所述處理器獲取電壓測量裝置測量的電壓參數(shù)，并根據(jù)所述電壓參數(shù)對條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能進行檢測。

上述處理器可以通過數(shù)據(jù)線連接相應(yīng)的電壓測量裝置，還可以通過無線通信方式與相應(yīng)的電壓測量裝置進行通信，比如將電壓測量裝置連接無線通信模塊，使電壓測量裝置通過無線通信模塊連接相應(yīng)的處理器等等。

本實施例利用處理器獲取模型導(dǎo)體的電壓參數(shù)進行桿塔等條形電氣設(shè)備對應(yīng)的條形導(dǎo)體的雷電沖擊響應(yīng)性能的檢測，可以提高相應(yīng)的檢測效率，

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。