基于场致二次谐波的大气压脉冲流注放电时变非均匀电场测量研究

诊断大气压脉冲流注放电空间电场是实现流注放电精准调控和揭示等离子体不稳定性机制的重要基础。基于场致二次谐波的空间电场测量方法具有非侵入式、时空分辨率高等优点。然而,流注放电时变非均匀电场对二次谐波信号产生过程的影响规律尚不完善,真实电场标定系数随流注放电不同阶段的变化规律尚不清晰。该文首先计算二次谐波信号产生规律和电场空间分布的影响;然后,基于等离子体流体模拟,分析二次谐波信号对流注放电不同阶段时变非均匀电场的敏感程度;最后,基于纳秒脉冲激光场致二次谐波电场测量平台,实验获得了重频脉冲作用下组合电极结构产生的单根负流注轴向电场演变规律,分析脉冲重复频率对空间电场的影响机制,并针对流注放电时变非均匀电场特点提出电场致二次谐波测量优化若干建议。

基于振动电容传感器的3维数字电场测量仪

基于动态电容技术为测量原理,设计了一种采用振动式电容传感器来获取空间电场感应电荷的数字电场测量仪.本套电场测量仪的探头体积小,且可同时采集空间某一点处3维方向电场的感应电荷,测量频率可达200 Hz,并通过模拟电路、数字电路以及单片机数字平滑滤波运算等多种信号处理方式来改善检测结果的响应.该套电场测量仪因其探头体积小,可多点采样,采样频率高,抗干扰性能高的特点,能更好地适用于大尺度极端大气环境下的电场测量.

基于电场诱导二次谐波效应的非侵入式电场测量方法及系统

电场测量是研究气体放电的关键,在高电压领域具有较为广泛的需求,传统的侵入式电场测量会畸变电场。为此自主建立了基于电场诱导二次谐波原理的空间电场测量系统,该效应的电场测量系统具有非侵入式、不受气体环境限制、高空间和时间分辨的优点。考虑激光能量空间分布和待测电场分布,提出了二次谐波效应自洽模型,验证了模型的正确性。从理论及实验两方面,研究了二次谐波信号强度与入射激光偏振方向、光路聚焦参数之间的关系,讨论了平面波近似模型的适用范围。通过优化光路结构、调节透镜强聚焦结构、提高激光功率的方式,提高了系统灵敏度,已实现的系统的最小可测电场为0.4 kV/cm,最小空间分辨率达毫米级。

湿度对高压输电线路工频电场测量的影响

工频电场对人类居住环境的影响越来越受到重视,其中湿度增大导致工频电场测量数值偏大的情况已被广泛关注。为了说明所测数值偏大是由于湿度引起测量仪器及其支架电气性能发生变化,而非对空间电场分布产生影响,对输电线路下方的工频电场分布进行了理论分析,讨论了湿度增大引起测量仪器性能变化的主要原因,并进行了试验验证。通过试验发现,采用憎水性绝缘支架测量时,随着湿度的增大,所测工频电场值基本保持不变。而对于木支架,当空间相对湿度<60%时,仪器所测电场值的最大误差≤12%;而当相对湿度>60%时,电场测量值的平均误差在35%左右,最大误差达到85.4%。因此,分析认为仪器绝缘支架绝缘性能发生变化导致探头附近电场产生畸变是使测量数据偏大的主要原因。空间湿度较大时,工频电场测量值不能作为环境评价的依据。

基于nRF905模块的无线通信直流电场测量系统设计

受导线产生的空间离子、风等因素的影响,直流输电线路的合成电场变化较大。为获取线路直流电场的横向分布特性,需要在测量断面上多点同时进行测量并统计分析。有线通信方式的直流电场测量系统在测量布置、调整测点位置等方面非常繁琐,并可能导致不同时段的测量结果难以反映电场的真实分布情况。为解决这一问题,采用MSP430单片机设计了基于nRF905模块的无线通信直流电场测量系统,通过对软件和硬件的优化设计消除了无线通信本身带来的干扰测量信号、通信可靠性降低、测量单元扩展受限等问题,制作样机并进行了现场试验。测试结果表明,该系统与有线通信直流电场测量系统具有相同的测量准确度,测试过程中通信正常,通信距离可达100m,可覆盖直流线路横向测量断面200m区域,完全可以满足直流电场测量的需要,同时可有效提高直流电场测量效率。

宽频带电光式脉冲电场测量系统的研制及应用

介绍了一种宽频带电光式脉冲电场测量系统（ＰＥＭＳ－ １），该系统动态范围约６０ｄＢ，频率响应为０．１Ｈｚ～７００ＭＨｚ，具有抗电磁干扰能力强、探头部分无源化、体积小等优点，可用于传统测试手段难于实现的复杂电磁环境下或小空间内的瞬变电场测量。给出了系统组成及分析，对频率响应与线性测量范围进行了实验研究，提出了一种无标准场时有效进行幅值标定的方法。最后，在两种脉冲电场环境中进行了测试应用。

球形电场测量系统在高压测量领域中的应用

球形电场测量系统由球形探头和光纤传输系统两部分组成,根据探头表面剖分不同,可分为一维、二维、三维三种。本文在介绍球形探头测量基本原理,以及电场测量系统的组成和结构的基础上,综述了球形电场测量系统的研究状况及其在高电压测量领域(包括电场强度测量、高电压测量及其他参量测量)中的应用,并分析了球形电场测量系统应用于高电压测量领域中需进一步解决的问题。

电场测量法在线检测合成绝缘子内绝缘缺陷的研究

介绍电场法检测合成绝缘子内绝缘故障的原理并研究了电场法测量的灵敏度。

便携式工频电场测量装置的设计

为了了解设备表面和内部的工频电场,从而更好地研究设备运行的状态及优化改进设备,笔者介绍了一维球型电场传感器的测量原理,设计了一种基于C8051F410单片机的便携式工频电场测量装置,讨论了不同形状及规格电场探头对测量结果的影响并完成了电场探头的选型。在500 kV交流输电线下方和实验室简化同心圆球电极内使用该装置与国外标准仪器进行了对比测量,现场测试结果表明该装置测量数据与国外仪器相比具有较大的相关度,能准确地测量电力系统工频电场,具有很好的实用性。

特高压真型塔操作冲击放电电场测量

鉴于研究长空气间隙放电特性对于发展特高压输电技术具有重要意义,开发了光电集成电场传感器,并建立了双通道的电场测量系统。利用球板间隙冲击电场对测量系统进行了校验,并且用冲击信号均匀电场考察了测量系统的时域波形性能,证明了测量系统对电力系统的冲击信号具有较小的误差和良好的时域特性。利用该系统在特高压真型酒杯塔中相塔窗内开展了操作波放电电场测量实验,得到了电场峰值和波形,并与计算值进行了对比,分析了电晕、流注和先导等因素的影响。实验结果表明,光电集成电场测量系统可以用于特高压长空气间隙放电的研究工作。

星载电场仪的电场测量方法

空间电场是研究空间天气学和空间环境的一个重要参量,它与空间磁场监测相辅相成。本文详细评述了国外星载电场仪的电场测量方法。首先简述了空间电场测量在空间天气学应用研究方面的重要性和发展状况及趋势;针对国外不同卫星搭载的电场仪,讨论了空间电场的两种主要测量方法——双探针电场测量法和电子漂移电场测量法,指出了其工作原理、特点、使用范围和局限性;最后,对比这两种测量方法,并展望了星载电场仪的使用前景,这些对中国刚刚起步的星载电场仪研究是非常重要的。

电场极化方向对自由空间电场测量的影响

介绍了自主研制的脉冲电场原始波形测量系统的模块组成与基本工作原理。针对在未知被测电场方向及复杂的电场环境下垂直干扰电场对自由空间电场测量产生的影响,通过建立自由空间电场测量系统前端的简化模型,对不同尺寸天线与屏蔽盒进行仿真计算。仿真计算结果与理论分析基本一致,结果表明:干扰电场响应信号与待测电场响应信号相差2个数量级以上,干扰电场的影响可忽略不计。

用于电力系统状态监测的光纤电场测量系统

论述了用于电力系统状态监测的光纤电场传感器的测量原理 ,给出了测量系统的光路结构。应用所设计的装置实测交变稳定电场 ,实验表明 ,测量系统线性度良好 ,约0 .3% ,几乎无迟滞误差 ,相对误差 <± 0 .5 % ,稳定性良好 ,满足电力系统或电器设备检测电场的要求。

基于Pockels效应的大气电场测量研究

为解决常用场磨式大气电场仪体积大、机械磨损严重、易受电磁干扰、测量带宽窄等问题,在研究分析Pockels效应原理的基础上,提出应用Pockels效应来测量大气电场的方法。对晶体、光源的选择及传感器设计中出现的问题进行了分析,设计了一种基于Pockels效应原理的脉冲电场传感器,该传感系统包括稳定高效的光源、Pockels晶体探头、数据采集及处理电路。通过模拟仿真,说明了这种测量方法是可行的,为进一步研制大气电场测量传感器,提高其性能提供了理论依据。

大地电场测量系统中的特殊抗干扰技术

简要介绍国内最新研制的大地电场观测仪器“ＺＤ９Ａ地电场仪”的工作原理，通过分析其工作过程中可能存在的干扰因素及其对系统工作的影响，提出了基于最新技术成果的集散式供电、光电耦合、信号回路虚地、多级浮地等一系列特殊抗干扰技术，并对这些抗干扰技术的应用实效进行了简要说明。

一种基于电场测量的无损检测方法

提出一种基于电场测量的无损检测方法,该方法通过检测通电试件外电场的变化来实现内外缺陷的非接触检测。对通电试件的电场进行仿真计算,模拟出电场的分布并分析了缺陷电场的信号特征。以半导体材料为被测试件,在高电压激励下采用被动式的共面电容探头探测到了内外缺陷的电场信号。实验与仿真结果的一致性表明,采用该方法对金属和非金属材料进行内外伤的检测具有一定的可行性。

飞机电场测量研究现状及关键技术

实现飞机大气电场测量,对研究云层、闪电等的电过程有重要意义。介绍了飞机电场测量的发展过程,总结了研究及应用现状;指出了飞机电场测量的关键技术,包括电场仪设计、电场仪校正及电晕影响处理;结合我国实际,提出了我国研究飞机电场测量的建议。

舰船电场测量中低噪声放大电路的设计

在舰船电场测量中,由于电场信号频率极低而且很微弱,利用现有检测设备难以测量,关键在于前置电路的噪声性能较差。本文针对舰船电场信号的特点,设计了一种由分立元件构成的极低频低噪声前置放大电路。该电路结构简单合理,同时具有良好的噪声性能,适于低内阻信号源的低噪声放大。文中给出了详细的分析和电路实现。该电路通过理论计算及pspice验证,等效输入噪声电压仅为1.49nV/Hz～1/2。

舰船电场测量站测量阵列布设原则

为实现舰船电场隐身效果评估,为舰船电场测量站的设计、建造提供理论依据,分析了舰船电场测量站中测量传感器阵列宽度和间距对深度换算准确性的影响,提出了布设传感器阵列的合理原则.分析结果表明:当测量深度为水下10 m时,传感器阵列应至少达到4.87倍船宽,相邻传感器的间距至少应小于8 m;当标准测量深度为20 m时,测量阵列宽度应至少达到10.10倍船宽,相邻传感器的间距至少应小于16 m;随测量深度增大,传感器阵列总宽度和传感器之间的间距也越大.

长间隙放电的电场测量

简介了二维暂态电场传感器。用该传感器进行长间隙放电测量的实验。定量测量了有流注和先导出现时，间隙中暂态电场的时空变化，定性分析了流注和先导的变化特性。测量结果与文献中的有关理论是相符的。