本發(fā)明涉及高電壓及氣體放電領(lǐng)域，特別涉及能產(chǎn)生及校準(zhǔn)毫安或微安級(jí)脈沖小電流的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

電暈放電是發(fā)生在非均勻電場(chǎng)中的局域自持放電。電暈放電通常由一系列單個(gè)的放電脈沖組成，放電脈沖的重復(fù)率很高；電暈放電可產(chǎn)生高頻脈沖電流，是一種重要的電磁干擾源。電力系統(tǒng)中高壓輸電線路導(dǎo)線上的電暈不僅會(huì)引起線路的電能損耗，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的無線電干擾和可聽噪聲，對(duì)周圍的電磁環(huán)境產(chǎn)生影響。其它高壓裝置如電機(jī)、變壓器、氣體絕緣變電站等電氣設(shè)備的電暈放電或局部放電也會(huì)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行及壽命產(chǎn)生重要的影響。

電暈放電產(chǎn)生的高頻脈沖電流有幅值小、脈沖快、重復(fù)頻率高等特點(diǎn)，單個(gè)放電脈沖的上升沿一般為幾納秒至幾十納秒，脈沖寬度一般為幾十納秒至幾百納秒，脈沖電流的幅值一般為微安至毫安級(jí)。電暈電流的脈沖和幅值特性和電暈放電的極性及其它實(shí)驗(yàn)及環(huán)境條件有關(guān)，但由于電暈放電的不穩(wěn)定性，即使是同一實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境，電暈電流的脈沖特性也不盡相同。因此，電暈電流測(cè)量裝置的校準(zhǔn)至關(guān)重要。

常見的電暈電流測(cè)量方法或裝置主要有羅氏線圈、取樣電阻、同軸分流器等。目前電暈電流或其它脈沖小電流測(cè)量中存在的問題如下：電流幅值小，放電穩(wěn)定性差，容易受外界干擾，且電流的重復(fù)性較差；放電脈沖快，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的高頻響應(yīng)要求較高；測(cè)量方法多，但由于缺乏有效的校準(zhǔn)手段，測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決目前通過電暈或其它放電形式產(chǎn)生脈沖小電流的不穩(wěn)定及不可控性，提供一種參數(shù)穩(wěn)定可控的脈沖小電流發(fā)生及校準(zhǔn)裝置。該脈沖小電流校準(zhǔn)裝置可產(chǎn)生毫安至微安級(jí)脈沖電流，脈沖參數(shù)及電流幅值可通過脈沖發(fā)生器和限流電阻控制，可產(chǎn)生不同參數(shù)的脈沖小電流，并用于脈沖小電流測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種脈沖小電流校準(zhǔn)裝置，包括：脈沖發(fā)生器、金屬腔體、內(nèi)導(dǎo)體a、限流電阻、內(nèi)導(dǎo)體b、同軸分流器和羅氏線圈；其中，

所述內(nèi)導(dǎo)體a、限流電阻、內(nèi)導(dǎo)體b和同軸分流器依次連接并置于金屬腔體的內(nèi)部，羅氏線圈套裝在限流電阻上；所述內(nèi)導(dǎo)體a連接脈沖發(fā)生器，同軸分流器和羅氏線圈測(cè)量的電流信號(hào)通過電纜與示波器連接。

進(jìn)一步的，所述金屬腔體接地或與脈沖發(fā)生器的接地端連接。

進(jìn)一步的，所述金屬腔體包括前端蓋、主腔體和后端蓋，所述前端蓋上固定有bnc接頭，所述內(nèi)導(dǎo)體a通過bnc接頭連接脈沖發(fā)生器；所述同軸分流器包括高壓端和bnc接頭端，所述高壓端連接內(nèi)導(dǎo)體b，所述bnc接頭端用于將測(cè)量的電流信號(hào)通過電纜引出。

進(jìn)一步的，所述金屬腔體中部設(shè)有圓孔a，與所述羅氏線圈連接的電纜通過金屬腔體上的圓孔a引出。

進(jìn)一步的，所述金屬腔體的后端蓋通過鉸接與主腔體連接，所述后端蓋中間設(shè)有圓孔b，用于引出同軸分流器的bnc接頭。

進(jìn)一步的，所述金屬腔體、內(nèi)導(dǎo)體a、限流電阻、內(nèi)導(dǎo)體b和同軸分流器共同組成同軸結(jié)構(gòu)，該同軸結(jié)構(gòu)的外徑為金屬腔體的外徑，該同軸結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑為內(nèi)導(dǎo)體a或內(nèi)導(dǎo)體b的直徑。所述金屬腔體、內(nèi)導(dǎo)體a、限流電阻、內(nèi)導(dǎo)體b和同軸分流器所組成的同軸結(jié)構(gòu)的特性阻抗與脈沖發(fā)生器輸出電纜的特性阻抗相同。所述同軸結(jié)構(gòu)的內(nèi)、外直徑尺寸決定于該同軸結(jié)構(gòu)的特征阻抗。

進(jìn)一步的，所述的脈沖發(fā)生器為可輸出參數(shù)可調(diào)的脈沖波形的發(fā)生器或脈沖電源，所述脈沖發(fā)生器通過同軸電纜輸出脈沖信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述限流電阻為高頻無感棒形陶瓷電阻，其直徑和內(nèi)導(dǎo)體a/內(nèi)導(dǎo)體b的直徑相同或相近；所述限流電阻的頻率響應(yīng)范圍決定于脈沖發(fā)生器輸出的脈沖波形，其頻率響應(yīng)上限不小于輸出脈沖上升沿(t)的1/4t。

進(jìn)一步的，所述脈沖發(fā)生器通過同軸電纜和前端蓋上位于金屬腔體外部的bnc接頭的一端連接，bnc接頭位于金屬腔體內(nèi)部的中心導(dǎo)體和內(nèi)導(dǎo)體a的一端相連，內(nèi)導(dǎo)體a的另一端和限流電阻的一端相連，限流電阻的另一端與內(nèi)導(dǎo)體b一端相連，內(nèi)導(dǎo)體b另一端與同軸分流器的高壓端相連，同軸分流器的bnc接頭端用于將測(cè)量的電流信號(hào)通過電纜引出。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明根據(jù)需要產(chǎn)生或校準(zhǔn)的脈沖電流波形確定脈沖發(fā)生器的輸出脈沖參數(shù)，由限流電阻確定輸出脈沖的幅值，同軸結(jié)構(gòu)可避免脈沖信號(hào)傳輸時(shí)的反射，同時(shí)可避免外界環(huán)境對(duì)脈沖小電流的干擾。同軸分流器和羅氏線圈用于測(cè)量回路中的脈沖小電流，比較測(cè)量的電流波形和脈沖發(fā)生器的輸出脈沖信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)同軸分流器和羅氏線圈的校準(zhǔn)和標(biāo)定。

利用本發(fā)明所述脈沖小電流校準(zhǔn)裝置，可產(chǎn)生穩(wěn)定可控的毫安至微安級(jí)脈沖電流，可實(shí)現(xiàn)脈沖小電流測(cè)量裝置的校準(zhǔn)和標(biāo)定，用于電暈放電、局部放電及其它產(chǎn)生脈沖小電流的放電中電流測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述脈沖小電流校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-脈沖發(fā)生器，2-金屬腔體，31-內(nèi)導(dǎo)體a，32-內(nèi)導(dǎo)體b，4-限流電阻，5-同軸分流器，6-羅氏線圈。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

一種脈沖小電流校準(zhǔn)裝置，如圖1所示，包括：脈沖發(fā)生器1、金屬腔體2、內(nèi)導(dǎo)體a31、限流電阻4、內(nèi)導(dǎo)體b32、同軸分流器5和羅氏線圈6；其中，

所述內(nèi)導(dǎo)體a31、限流電阻4、內(nèi)導(dǎo)體b32和同軸分流器5依次連接并置于金屬腔體2的內(nèi)部，羅氏線圈6套裝在限流電阻4上；所述內(nèi)導(dǎo)體a31連接脈沖發(fā)生器1，同軸分流器5和羅氏線圈6測(cè)量的電流信號(hào)通過電纜與示波器連接。所述金屬腔體2接地或與脈沖發(fā)生器的接地端連接。所述金屬腔體2、內(nèi)導(dǎo)體a31、限流電阻4、內(nèi)導(dǎo)體b32和同軸分流器5共同組成同軸結(jié)構(gòu)。所述同軸結(jié)構(gòu)的特性阻抗與脈沖發(fā)生器1輸出電纜的特性阻抗相同。

所述金屬腔體2包括前端蓋、主腔體和后端蓋，所述前端蓋上固定有bnc接頭，所述內(nèi)導(dǎo)體a31通過bnc接頭連接脈沖發(fā)生器1；所述同軸分流器5包括高壓端和bnc接頭端，所述高壓端連接內(nèi)導(dǎo)體b32，所述bnc接頭端用于將測(cè)量的電流信號(hào)通過電纜引出。

所述金屬腔體2上設(shè)有圓孔a，與所述羅氏線圈6連接的電纜通過金屬腔體2上的圓孔a引出。

所述金屬腔體2的后端蓋通過鉸接與主腔體連接，所述后端蓋中間設(shè)有圓孔b，用于引出同軸分流器5的bnc接頭。

所述限流電阻4為高頻無感棒形陶瓷電阻；所述限流電阻4的頻率響應(yīng)范圍決定于脈沖發(fā)生器1輸出的脈沖波形，其頻率響應(yīng)上限不小于輸出脈沖上升沿(t)的1/4t。

本實(shí)施例以校準(zhǔn)幅值10ma、脈沖上升沿10ns、脈沖寬度50ns的電暈電流測(cè)量裝置為例。脈沖發(fā)生器輸出脈沖上升沿10ns、脈沖寬度50ns、幅值1v的電壓脈沖，限流電阻為棒形陶瓷電阻，阻值100ω，其頻率響應(yīng)上限應(yīng)不小于25mhz。脈沖發(fā)生器輸出電纜的特征阻抗為50ω，則金屬腔體、內(nèi)導(dǎo)體、限流電阻和同軸分流器構(gòu)成的同軸結(jié)構(gòu)的特征阻抗為50ω，特征阻抗和同軸結(jié)構(gòu)內(nèi)、外直徑相關(guān)，由此可確定金屬腔體和內(nèi)導(dǎo)體的直徑，其中內(nèi)導(dǎo)體a與內(nèi)導(dǎo)體b的直徑相同。

本發(fā)明工作過程如下：脈沖發(fā)生器通過50ω特征阻抗的同軸電纜連接至金屬腔體前端蓋bnc接頭，內(nèi)導(dǎo)體a和100ω棒形陶瓷限流電阻通過螺紋連接，羅氏線圈套裝在限流電阻上，同軸分流器和內(nèi)導(dǎo)體b通過螺紋連接，內(nèi)導(dǎo)體a和金屬腔體前端蓋bnc接頭中心導(dǎo)體采用香蕉插頭連接。金屬腔體內(nèi)的各部件裝好后，合上后端蓋，同軸分流器的bnc接頭端從后端蓋圓孔引出，同軸分流器bnc接頭的外導(dǎo)體和后端蓋連接，金屬腔體接地。

調(diào)整脈沖發(fā)生器，使其輸出脈沖上升沿10ns、脈沖寬度50ns、幅值1v的電壓脈沖，羅氏線圈和同軸分流器測(cè)量的電流信號(hào)通過50ω特征阻抗的同軸電纜連接至示波器，通過比較脈沖發(fā)生器的輸出脈沖波形和羅氏線圈、同軸分流器測(cè)量的電流波形，可實(shí)現(xiàn)對(duì)羅氏線圈、同軸分流器的校準(zhǔn)。

本發(fā)明可產(chǎn)生穩(wěn)定可控的脈沖小電流信號(hào)，可用于不同領(lǐng)域中脈沖小電流測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)及標(biāo)定。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。