一种适合变电站现场的便携式脉冲大电流测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明一种适合变电站现场的便携式脉冲大电流测量装置，用于对脉冲强磁场装置放电电流、雷电冲击放电电流等高频大电流实现实时测量。
【背景技术】
[0002]为了考验电力系统中各类设备在高电压、大电流下的性能，尤其是互感器、断路器等设备在雷电冲击电压、冲击电流下的性能，需要对这些设备进行冲击电压和冲击电流试验，以检验设备的绝缘性能、耐热性能、机械性能等满足规定的要求。在脉冲强磁场领域，为了产生数十特斯拉强度的磁场，也需要放电产生几十甚至上百千安培的脉冲大电流。为了判断冲击电压/电流发生器和脉冲强磁场装置的工作状态是否正常，输出信号是否满足要求，必须对其工作过程中产生的脉冲大电流进行准确的监测。另外，对这类装置的输出进行准确监测，包括对峰值、波前时间、波尾时间、半峰值时间等参数进行监测，还可以配合控制装置形成准确的反馈，保证这类设备准确的输出试验所需的各类信号。
[0003]为了准确的测试冲击电压/电流发生器和脉冲强磁场装置放电过程中的脉冲大电流，迫切需要研制高效而安全的脉冲大电流测量系统。目前有不少企业和科研院所进行了这方面的研宄，各种软、硬件相结合的脉冲大电流测量系统也得到了一定程度的应用。目前的电力设备进行脉冲大电流试验时，一般在实验室环境下进行，这种测试不能准确的反映现场的情况，导致设备尽管通过了实验室的测试，但在现场运行时依然会出现各类故障，如雷电流导致互感器一次导杆变形等情况。因此，在变电站现场对电力设备进行冲击电流试验成为一种研宄热点。目前有些科研院所正在进行适合现场使用的脉冲大电流发生装置的研制，已经取得了一定成果。因此，同步研宄适合现场使用的高准确度的脉冲大电流测量装置成为亟待解决的问题。
[0004]专利CN1442700A提出了一种纳秒脉冲大电流的测试装置和方法，该装置利用光电倍增管测试系统测量放电电流波形，用Rogowski线圈和示波器测量放电电流的幅值。专利CN102539885A中设计了一种混合式光电脉冲电流测量系统，其包括感应线圈和光纤传输模块，可测量微安级电流，测量带宽可达22MHz，非线性度小于0.1 %。专利CN103412167A公开了一种用于周期脉冲电流测量的同轴盘式分流器，该发明解决了 IA?100A、50Hz?200kHz周期脉冲电流测量准确度不高的问题。专利CN101135702A提出了一种基于柔性Rogowski线圈的脉冲电流测量装置，采用Rogowski线圈结合模拟积分器的形式实现脉冲电流的测量。然而，以上关于脉冲大电流的测量装置，主要应用于实验室环境下脉冲大电流的测试，且准确度不高，一般仅能达到0.1%的准确度，且上述测量装置在变电站现场无法实现准确度的自校准，因为就无法保证测量准确度。
【发明内容】
[0005]针对目前的脉冲大电流测量装置存在的测量准确度不高、无法自校准、不适合现场使用的问题，本发明提供一种适合变电站现场的便携式脉冲大电流测量装置，现场可移动性强，可随时对需要测量的位置进行电流测量，无需中断被测装置的运行，准确度高。
[0006]本发明采取的技术方案为:
一种适合变电站现场的便携式脉冲大电流测量装置，包括脉冲大电流传感器，脉冲大电流传感器通过屏蔽线与数字化处理单元相连，数字化处理单元输出为光信号形式，通过光纤与光电传输单元相连；光电传输单元靠近终端处理单元，其输入信号为光信号，输出信号为电信号，该电信号通过USB传输线接入终端处理单元。
[0007]所述脉冲大电流传感器包括开口式Rogowski线圈，开口式Rogowski线圈作为电流传感单元，通过检测Rogowski线圈的输出电压来获取通过其中的一次电流信号。开口式Rogowski线圈无需断开被测导体即可方便的接入或退出被测导体，实现准确的脉冲大电流测量。
[0008]所述脉冲大电流传感器包括主Rogowski线圈和两对校正线圈。主Rogowski线圈用于对被测脉冲大电流的检测，两对校正线圈用于对主Rogowski线圈的位置和开口气隙进行校准，保证测量时主Rogowski线圈平面垂直于被测导体、被测导体从主Rogowski线圈中心穿过且主Rogowski线圈紧密闭合，不存在开口气隙，保证测量的准确度。
[0009]所述主Rogowski线圈和两对校正线圈均采用印刷电路板(PCB)技术制作而成，体积小、重量不超过2kg，非常适合现场使用。PCB技术保证了线圈中线匝的均匀分布，有利于降低外界干扰。
[0010]所述脉冲大电流传感器、数字化处理单元均处于金属屏蔽装置内，有利于降低变电站现场的电磁干扰，降低测量误差。
[0011]所述终端处理单元为工控机或者笔记本电脑，用于对接收的信号进行数据分析、参数显示和数据保存等。
[0012]本发明一种适合变电站现场的便携式脉冲大电流测量装置，技术效果如下:
I)、脉冲大电流传感器包括主Rogowski线圈和两对校正线圈。利用两对校正线圈实现主Rogowski线圈测量准确度的校正。在正式测量前，首先利用两对校正线圈对主Rogowski线圈的安装位置和开口气隙进行校正，保证被测导体垂直于主Rogowski线圈平面且穿过其中心，保证主Rogowski线圈紧密闭合，从而提高测量准确度。
[0013]2)、数字化处理单元与脉冲大电流传感器一起安装于金属屏蔽装置内，可有效降低外界电磁场的干扰。数字化处理单元将主Rogowski线圈和两对校正线圈的信号进行A/D转换变为数字量，然后经单片机进行组帧处理，并通过光纤向下一级传输。数字化处理单元采用高精度的24位A/D转换器实现模拟信号的数字化，数字化信号直接进入单片机进行处理和发送。
[0014]3)、脉冲大电流传感器中的主Rogowski线圈和两对校正线圈均采用PCB技术制作而成，体积小、重量轻，非常适合现场使用。
[0015]4)、光电传输单元接收来自数字化处理单元的光信号，传输方式采用光纤。光纤传输的抗干扰能力强，在变电站现场中保证了信号传输的准确度，降低了由于电磁干扰造成的误码率和丢帧现象。
[0016]5)、本发明装置，现场可移动性强，可随时对需要测量的位置进行电流测量，无需中断被测装置的运行；准确度高，可达到0.05%的准确度。
【附图说明】
[0017]图1为本发明装置结构示意图。
[0018]图2为本发明装置的脉冲大电流传感器的俯视结构示意图。
[0019]图3为本发明装置的脉冲大电流传感器的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]如图1~图3所示，一种适合变电站现场的便携式脉冲大电流测量装置，由脉