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气液两相高压脉冲放电生成过氧化氢的研究

Water Pollution and Treatment 水污染及处理, 2015, 3, 19-25

Published Online April 2015 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/cf11165680.html,/journal/wpt

https://www.wendangku.net/doc/cf11165680.html,/10.12677/wpt.2015.32004

Study of Generating Hydrogen Peroxide

Using Gas-Liquid Two-Phase High-Voltage

Pulse Discharge

Cunfeng Dai, Hongyan Wang, Hongli Jin, Yanyan Yang, Xiatong Hao, Xiaohui Lu, Ming Sun* Institute of Electrostatic, Shanghai Maritime University, Shanghai

Email: *mingsun@https://www.wendangku.net/doc/cf11165680.html,

Received: May 1st, 2015; accepted: May 14th, 2015; published: May 19th, 2015

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Abstract

The high-voltage pulse discharge is a new advanced oxidation technology; the discharge process can produce a variety of reactive free radicals, such as ·OH, ·O, ·H, ·HO2, O3, H2O2 and so on. The ac-tive substance can kill algae, pathogens, bacteria, and phytoplankton in the ballast water. H2O2 has

a longer life in these active substances; the oxidation-reduction potential of H2O2 is 1.77 V, and its

oxidation-reduction ability is inferior to F2 (2.87 V) and ·OH (2.80 V). H2O2 can directly react with pollutants and fungi, in order to achieve the purpose of degradation or sterilization. In this paper,

a laboratory-made single needle-plate reactor was used to study the pulse peak voltage of gas-liq-

uid two-phase pulse discharge, pulse repetition frequency, ventilation rate, and the impact of so-lution conductivity on the generation of hydrogen peroxide. The research found that during the discharge process, increasing the pulse peak voltage, pulse repetition frequency and ventilation rate can lead to increasing amount of hydrogen peroxide. The solution conductivity has less im-pact on the generation of hydrogen peroxide when increasing.

Keywords

Gas-Liquid Two-Phase Pulse Discharge, Discharge Plasma, Hydrogen Peroxide,

Solution Conductivity

气液两相高压脉冲放电生成过氧化氢的研究

代存峰，王红岩，金宏力，杨颜颜，郝夏桐，鲁晓辉，孙明*

*通讯作者。

气液两相高压脉冲放电生成过氧化氢的研究

上海海事大学静电研究所，上海

Email: *mingsun@https://www.wendangku.net/doc/cf11165680.html,

收稿日期：2015年5月1日；录用日期：2015年5月14日；发布日期：2015年5月19日

摘要

高压脉冲放电是一种新型的高级氧化技术，放电过程中能产生多种活性自由基，如·OH，·O，·H，·HO2，O3，H2O2等。这些活性物质可以杀灭压载水中的藻类、病原体、细菌、浮游植物等。H2O2是这些活性物质中寿命较长的，其氧化还原电位为1.77 V，其氧化还原能力仅次于F2 (2.87 V)、·OH (2.80 V)，可以直接和污染物及菌类反应，以达到降解污染物或者灭菌的目的。本文用实验室自制的单针–板式反应器，

研究了气液两相脉冲放电过程的脉冲峰值电压、脉冲重复频率、通气速率、溶液电导率对生成过氧化氢

的影响。研究发现：在放电过程中，增大脉冲峰值电压、脉冲重复频率、通气速率，过氧化氢的生成量

均增大。随着溶液电导率的增大，溶液电导率对生成过氧化氢的影响减小。

关键词

气液两相脉冲放电，放电等离子体，过氧化氢，溶液电导率

1. 引言

据统计，船舶运输的物品重量占全球贸易物品总重的三分之二以上，每年随船舶转移的压载水有100多亿吨[1]。压载水中携带大量的海洋生物，像藻类、病毒、细菌、原生生物、鱼类、软体动物、浮游植物等[2] [3]。压载水中的生物随船舶跨越海洋到达新的栖息地，繁衍生殖，破坏当地的生态平衡系统，造成生物入侵。生物入侵对于当地的生态系统稳定性、生物生存的多样性的破坏、以及造成的经济损失一直备受社会各界人士的关注。船舶压载水对海洋环境的破坏，己被全球环境基金组织(GEF)确认为危害海洋的四大威胁之一[4]。

现阶段，压载水处理技术大致可以归纳为置换法、物理法、化学法、机械法。置换法可分为溢流法、巴西稀释法、排空法。物理法主要包括超声波法、紫外线处理法、加热法、电场法、磁场法。化学法主要包括氯化法、羟自由基、臭氧法、过氧化氢法、脱氧氮气填充法、电解法。机械法主要包括过滤法、气旋分离法、重心分离法。由于各种原因的限制，上述处理压载水的技术并未大范围推广[5]。

高压脉冲放电过程能产生大量的活性氧化物质，如羟基自由基、氢自由基、氧自由基、过氧化氢、臭氧等，同时在放电过程中还会产生紫外光、冲击波、强电场等协同作用将压载水中的微生物氧化分解，可以有效杀死压载水中的生物，而又不会产生二次污染，因此高压脉冲放电在处理压载水方面具有广泛的应用前景。李萌萌[6]、钟华仓[7]、杨宪立[8]和吴彦[9]等研究高压脉冲放电过程中产生的羟基自由基对压载水中生物的作用，研究发现羟基自由基的强氧化性可以有效杀死压载水中的微游生物、细菌。杨世东[10]等用针–板反应器研究了液相高压脉冲放电过程中产生过氧化氢的产生机理，实验发现放电过程的峰值电压、针板间距、溶液电导率均影响过氧化氢的生成量。王晶[11]研究了高压脉冲放电对卤虫和细菌的处理效果，实验发现脉冲峰值电压、脉冲重复频率、放电时间三个放电参数对卤虫、大肠杆菌和酵母菌的杀灭效果均有的影响，实验发现在适当的电气参数下，杀灭率可达100%。姚丹[12]研究了气相、液相、气液两相流在多针–板式反应器中过氧化氢的生成规律。

在高压脉冲放电过程中，高能电子轰击水分子产生过氧化氢。过氧化氢是强氧化剂，一方面过氧化

气液两相高压脉冲放电生成过氧化氢的研究

氢可以直接氧化压载水中的微生物。另一方面，过氧化氢可在紫外线的照射下生成氧化性更强的·OH 。反应过程如下式所示[13]：

*22222H O e H O H e ??+→++ (1)

22H O h 2OH ν+→? (2)

式中*e ?和e ?分别是加速后的高能电子和碰撞转移能量后的电子。

本文用实验室自制的单针–板式反应器进行放电，研究了气液两相脉冲放电下脉冲峰值电压、脉冲重复频率、通气速率、溶液电导率在高压脉冲放电过程中对生成过氧化氢的影响。

2. 实验部分

2.1. 实验系统

实验的放电系统如图1所示，放电系统包括高压脉冲电源(P60D-Ⅱ型双极性高压脉冲电源)、放电反应器和电压电流监控系统构成。其中高压脉冲电源的电气参数为：电压输出为0~60 Kv 可调，脉宽为0~500 ns ，脉冲上升时间 ≤ 200 ns ，脉冲重复频率为0~150 Hz 的持续脉冲电压。高压脉冲电源为反应器提供能量。电压电流监控系统包括高压探头(P6015A ，Tektronix)和电流探头及适配器(TCP305，Tektronix)和数字示波器(TDS3014C ，Tektronix)。实验中，放电等离子体电压和电流的波形通过高压探头和电流探头及适配器连接至数字示波器进行实时监测。

2.2. 反应器的结构参数

本论文采用单针–板式等离子体反应器，反应器结构如图2所示，其外壁为有机玻璃圆筒，高200 mm ，外直径94 mm ，内直径70 mm 。高压放电极为不锈钢SUS304实心电极，电极直径2 mm ，高压接地电极为不锈钢圆盘，接地电极圆盘的直径为50 mm 。出/进水口分别在距离接地电极圆盘下沿40 mm 和上沿20 mm 的侧壁圆筒上，通气口位于接地电极圆盘上沿5 mm 的侧壁圆筒上，空气通过通气口进入反应器，实现气液两相脉冲放电。进/出水口、通气孔的外直径均为7 mm 。

2.3. 过氧化氢的测量

为了模拟海水的电导率，定性测量放电溶液中过氧化氢的生成量，通过向蒸馏水中添加KCL 来调节

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1. 放电电极，

2. 绝缘帽，

3. 样本溶液出口，

4. 出气口，

5. 入气口，

6. 支架，

7. 不锈钢接地电极

Figure 2. Single needle-plate type plasma reac-tor

图2. 单针–板式等离子体反应器

实验中采用紫外可见分光光度法[14]-[16]测量放电后溶液中生成的过氧化氢的含量。

溶液配置：溶液A ，称取0.1 g 的四水合钼酸铵分析纯(天津市化学试剂四厂)，1 g NaOH 分析纯(上海长城华美仪器化剂)，33 g KI 分析纯，溶于去离子的蒸馏水中，将溶液定容至500 ml ；溶液B ，称取10 g 邻苯二甲酸氢钾分析纯(天津博迪化工)溶于去离子的蒸馏水中，将溶液定容至500 ml 。

测量方法：取1 ml 的放电水样，分别加入2.5 ml 的溶液A 和B ，用蒸馏水将样品溶液定容至10 ml ，放置5 min 后，用紫外可见光分光光度计在350 nm 测量过氧化氢混合溶液的吸光度，以此计算放电过程中生成的过氧化氢的量。

()22H O 38.7c d A =?? (3)

式中：38.7为系数，单位为μmol/L ；d 为稀释因子，无量纲，其为最终混合物的体积与最初样本体积之比；A 为吸光度，无量纲。

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3. 实验研究及分析

3.1. 脉冲峰值电压对生成过氧化氢的影响

本实验对脉冲峰值电压的变化对生成过氧化氢的影响进行了研究。实验条件选为脉冲峰值电压分别为22 kv、24 kv、26 kv、28 kv、30 kv，脉冲重复频率为50 Hz，通气速率为60 ml/min，放电针与接地电极的相对距离为5 mm，溶液电导率为400 us/cm，放电溶液体积为300 ml，放电极直径为2 mm，放电时间分别为15 min、30 min、45 min、60 min。脉冲峰值电压的变化对生成过氧化氢量的影响如图3所示。

由图3可知，在相同的放电时间条件下，随着脉冲峰值电压的升高，过氧化氢的生成量逐渐增加。这是因为随着脉冲峰值电压的增大，平均电场增强，反应器中生成的活性物质增多，这有利于过氧化氢的生成。在保持脉冲峰值电压不变的情况下，放电时间的延长，生成的过氧化氢量增加。这是因为放电时间越长，注入反应器的能量增加，致使生成的过氧化氢浓度增大。

3.2. 脉冲重复频率对生成过氧化氢的影响

本实验对脉冲重复频率的变化对生成过氧化氢的影响进行了研究。实验条件选为脉冲峰值电压为26 kv，脉冲重复频率分别为50 Hz、60 Hz、70 Hz、80 Hz、90 Hz，通气速率为60 ml/min，放电针与接地电极的相对距离为5 mm，溶液电导率为400 us/cm，放电时间分别为15 min、30 min、45 min、60 min。脉冲重复频率的变化对生成过氧化氢量的影响如图4所示。

由图4可知，在相同的放电时间条件下，当脉冲放电重复频率增加时，过氧化氢的生成量逐渐增加，这是因为脉冲重复频率是反应在一定条件下单位时间内向反应器中放电的次数，当脉冲重复频率增加时，向反应系统中输入的能量也会增加，在相同的时间内，放电次数增多，致使形成的过氧化氢的含量增多。

3.3. 通气速率对生成过氧化氢的影响

本实验对通气速率的变化对生成过氧化氢的影响进行了研究。脉冲峰值电压为26 kv，脉冲重复频率为70 Hz，通气速率分别为40 ml/min、50 ml/min、60 ml/min、70 ml/min、80 ml/min，放电针与接地电极的相对距离为5 mm，溶液电导率为400 us/cm，放电时间分别为15 min、30 min、45 min、60 min。通气速率的变化对生成过氧化氢量的影响如图5所示。

由图5可知，在相同的放电时间条件下，随着通气速率的增大，过氧化氢的生成量逐渐增加。这是因为随着通气速率的增大，放电溶液中溶解氧的含量增加，放电起晕电压降低，放电通道更易形成，反应器里的电场增大，反应器中会生成更多的过氧化氢。

3.4. 放电溶液电导率对生成过氧化氢的影响

本实验对放电溶液电导率的变化对生成过氧化氢的影响进行了研究。实验条件为脉冲峰值电压为26 kv，脉冲重复频率为70 Hz，通气速率为60 ml/min，放电针与接地电极的相对距离为5 mm，溶液电导率分别为2.30 us/cm、200 us/cm、400 us/cm、600 us/cm、800 us/cm，放电时间分别为15 min、30 min、45 min、60 min。放电溶液电导率的变化对生成过氧化氢量的影响如图6所示。

由图6可知，在相同放电时间内，随着放电溶液电导率的增加，过氧化氢的生成量增大。这是因为随溶液电导率的增加，溶液的导电性能增加，放电电流增大和流注长度增长，这有利于活性物质的生成，过氧化氢的生成量也随之增大。当溶液电导率由400 us/cm增大到600 us/cm时，过氧化氢的生成量显著增加，增大溶液电导率到800 us/cm时，过氧化氢的生成量继续增加，但与溶液电导率为600 us/cm时相比，过氧化氢增加的速率减小。这说明随着溶液电导率的增加，溶液电导率对生成过氧化氢的影响减小。

气液两相高压脉冲放电生成过氧化氢的研究

Figure 3. The influence of hydrogen peroxide generation under pulse peak

voltage

图3. 脉冲峰值电压对生成过氧化氢的影响

Figure 4. The influence of hydrogen peroxide generation under different

pulse repetition frequency

图4. 不同脉冲重复频率对生成过氧化氢的影响

Figure 5. The influence of hydrogen peroxide generation under the ventila-

tion rate

图5. 通气速率对对生成过氧化氢的影响

Figure 6. The influence of hydrogen peroxide generation under different dis-

charge solution conductivity

图6. 放电溶液电导率的不同对生成过氧化氢的影响

气液两相高压脉冲放电生成过氧化氢的研究

通过以上实验数据分析，发现在脉冲峰值电压为30 kV，脉冲重复频率为80 Hz，通气速率为60 ml/min，放电极与接地电极的相对距离为14 mm，溶液电导率为600 us/cm，放电时间为45 min时，过氧化氢的生成量可达到20 umol/L。在此放电条件下，过氧化氢的浓度可以杀灭大多数的微游生物和细菌。

4. 总结

1) 在气液两相高压脉冲放电过程中增加脉冲峰值电压或增加脉冲重复频率均可增加过氧化氢的生成量。

2) 放电时间对生成过氧化氢有影响，随着放电时间的延长，过氧化氢的生成量均增加。

3) 溶液电导率对过氧化氢的生成有影响。随着溶液电导率的增大，过氧化氢的生成量增加。当溶液电导率由400 us/cm增大到600 us/cm时，过氧化氢的生成量显著增加，增大溶液电导率到800 us/cm时，过氧化氢的生成量继续增加，但与溶液电导率为600 us/cm时相比，过氧化氢增加的速率减小。这说明随着溶液电导率的增加，溶液电导率对生成过氧化氢的影响减小。

致谢

感谢国家自然科学基金项目(NO. 51207089)对本论文工作的资助，使得本次研究能够顺利完成。

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高压脉冲放电钻进实验平台的研究

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/cf11165680.html, 高压脉冲放电钻进实验平台的研究作者：赵大军,房昕来源：《科技传播》2011年第23期摘要本文介绍了一种利用在液相介质中高压脉冲放电产生的冲击波压力来钻进的实验教学与研究平台。该实验平台通过高压脉冲放电装置，将电能转换成机械能，产生冲击波压力，实现岩土层的钻进。实验平台由脉冲电流发生器和放电设备组成。利用该实验装置，可得到高压脉冲放电在不同脉冲参数、不同土层条件下的钻进效率及扩孔效率。该实验平台的创建既满足了高压脉冲放电钻进技术的实验教学要求，同时也为高压脉冲放电钻进技术研究提供了实验条件。关键词高压脉冲放电；钻进；教学实验平台中图分类号TG669 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）56-0056-02 0 引言液相介质中发生高压脉冲放电时，在液体内部放电区域产生极高的压力，前苏联专家把这种电能转化为机械能的新方法称为“液电效应”[1]。目前国内外对高压脉冲放电技术的应用越来越广泛，已应用于液电成型、矿藏勘探、建筑、农业、医疗、生物技术、化学、环境保护等领域[2-4]。高压脉冲放电钻进实验平台是将高压脉冲放电技术用于地下岩土钻进的实验教学与研究平台。实验平台实物如图1所示，主要由充电电路、放电电路、接地电路、操纵和信号电路等组成。充电电路包括高压变压器、电容和脉冲电流发生器；放电电路包括电容、间隙开关、导电电缆和负载；接地电路包括外部接地的负荷元件、低势能放电总线端头用接地螺栓接地；操纵和信号电路包括配电柜、操纵面板和远程操纵平台。图1 实验平台实物照片 1 高压脉冲放电扩孔钻进机理高压脉冲放电装置工作原理如图2所示。该装置主要由高压变压器、高压硅堆、电容器、保护电阻和间隙开关、电势电极、放电间隙、接地电极组成。从高压变压器输出电压通过高压硅堆整流器获得高压直流电，流经保护电阻向电容器充电，此时间隙开关是断开的，当电容器电压上升到足够大时，间隙开关会在空气中被击穿，放电电路迅速被接通，并将电容器储存的能量在两电极间瞬间释放，并产生压力高达103MPa的强烈冲击波压力。这个过程如同气泡脉动。该装置首先将电能转化为热能，通道液体快速升温，温度高达（10~40）×103K，使周围液体蒸发变为高温高压的气体，并迅速膨胀。膨胀的气体使周围液

局部放电测试方法

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脉冲放电

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超高温杀菌技术

新型商业杀菌技术蔡晨 38 1、超高温杀菌技术（1）基本原理:按照微生物的一般致死原理，微生物在高于其生长温度区域最大值的热环境中，必然受到致命的损害，且随着受热时间的延长而加剧，直至死亡。（2）优缺点:UTH使产品达到较长保质期的基本条件是达到杀菌效率和钝化酶，此外需尽量减小产品在高温处理下可能发生的营养损失、产品褐变、蛋白质凝固沉淀等物理化学变化。产生褐变及其它缺陷的危险性较小，生产工艺条件较易控制，能更好地保存食品的品质和风味。但强烈的热处理对产品的外观、味道和营养价值都会产生一定的不良影响。应用领域:乳制品、果汁制品的灭菌加工。高温杀菌现在分两种一种是饮料，豆浆等液体物料包装前杀菌，这种一般用的是管式超高温瞬时杀菌设备，还有一种高温杀菌技术是用的杀菌锅，适应于食品耐热包装之后的杀菌。 2、欧姆加热法超高温杀菌技术（1）基本原理:欧姆加热就是利用物料本身的电阻特性直接把电能转化为热能的一种加热方式，它克服了传统加热方式(对流加热，热传导，热辐射)中物料内部的传热速度取决于传热方向上的温度梯度等不足，实现了物料的均匀快速加热。当物料的两端施加电场时，物料中有电流通过，在电路中把物料做为一段导体，由于物料的电阻特性，利用它本身在导电时所产生的热量达到加热的目的。（2）优点:加热速度快、容易控制；加热均匀；能量利用率高。缺点：目前该技术在研究应用中存在几个主要问题，加热速度的控制；对于非均质的复杂食品物质，各部分电阻都不同，在通电时内部电流能否均匀分布成为影响加工品质的关键；在接触式欧姆加热解冻中，应研制一种耐腐、无污染的电极与物料接触，避免产生电流集中现象，引起局部过热；在浸泡式欧姆加热解冻中，浸泡介质的电导率是影响解冻速率和物料内部温度分布均匀性的重要因素，其影响机理尚不明确，有待进一步研究；颗粒杀菌值的评估与计算问题尚未很好解决；颗粒食品的输送、混合及如何平均地充填于每一容器中等技术问题；含颗粒食品的密度过大或过小难以保障加热效果；利用欧姆加热时的欧姆加热设备的投资较大，现在的电力价格还相当高，欧姆加热目前仅对酸性食品的加热人们对

脉冲电流综述---PPT

综述外场在材料加工中的应用； 1.外场；在材料加工中引入外场以改善材料的微观组织，从而改变材料性能在材料加工中引入的外场中，主要有；电流、磁场、重力（微重力和超重力）、超声波等， 1重力 2超声波在金属凝固过程中引入超声振动，凝固组织从粗大的柱状晶变为均匀细等轴品，金属的宏观及微观偏析均得到改善。国外关于超声波对金属凝固组织影响的研究已有应用于生产的报道15]，但是国内这一领域的研究很少。高能超声处理合金熔体时，起主要作用的是声空化作用和声流作用。当台金熔体导入超声波以后，将产生声空化现象。在声空化泡形成长大过程中，其尺寸迅速增大，导致内部的液体蒸发。空化泡的增大和内部液体的蒸发会从周围吸收热量。这烤导致空化泡表面的金属液温度降低，造成局部过冷，因此在空化泡的附近形成晶核，使晶核的形核率增加。在空化泡崩溃过程中产生的强烈冲击波又会击碎正在长大的晶体，使之成为新的晶体质点。在声流的搅拌作用下，又使其弥散地分布于熔池熔体中。因此超声处理可显著细化金属凝固组织。图1表明，超声波可显著细化sn-sb合金凝固组织，并使具有立方体结构的小平面相B相呈球化趋势，彻底消除比重偏析口。图8表明，超声波可显著细化镁合金凝固组织。图9表明，超声波可使铸铁石墨组织变为粒状，这无疑将极大提高铸铁的力学性能。

为将超声波应用于钢的连铸生产中，见图2。研究表明，该方法可阻有效细化不锈钢凝固组织。图5为翟启杰等研究结果，表明超声波可细化T10钢凝固组织。在金属凝固过程中引入超声振动，凝固组织从粗大的柱状晶变为均匀细等轴晶，金属的宏观及微观偏析均得到改善。 3磁场在材料加工磁场，与其它外场比较，有一个最大特点，即其非接触性，由于各相磁化率及介电常数不同，相变中施加磁场，会影响各相稳定性，从而改变不同相的形貌，材料在磁场中的引入，最先从普通磁场开始，并已进行了广泛的研究，目前，侧重于都材料在强磁场作用下的研究，外加磁场包括稳恒、交变和脉冲磁场。用于细化金属凝固组织的方法主要包括外加交变磁场和脉冲磁场。外加交变磁场即电磁搅拌，大量实践证明，电磁搅拌能细化金属凝固组织闭，磁场对金属凝固的影响将金属熔体置于强磁场下，将改变体系的能量状态，从而改变其溶质传输和结晶过程。如果

局部放电检测方法之电检测法(介质损耗分析法)

局部放电检测方法之电检测法（介质损耗分析法）电检测法包括脉冲电流法、无线电干扰电压法、超高频UHF 局部放电检测技术、介质损耗分析法1.电检测法局部放电最直接的现象即引起电极间的电荷移，动每一次局部放电都伴有一定数量的电荷通过电。介质引起试样外部电极上的电压变化另外每，次放电过程持续时间很短在气隙中一次放电过程在10 ns 量级在油隙中一次放电时间也只有1ms 根据Maxwell 电磁理论如此短持续时间的放电脉，冲会产生高频的电磁信号向外辐射局部放电电检测法即是基于这两个原理常见的检测方法有脉冲电流法无线电干扰电压法介质损耗分析法等等特别是20 世纪80 年代由S. A. Boggs 博士和G. C. Stone 博士提出的超高频检测法近年来得到广泛关注。并逐渐有实用化的产品问世 2.1.1 脉冲电流法 2.介质损耗分析法DLA 局部放电对绝缘材料的破坏作用是与局部放电，消耗的能量直接相关的因此对放电消耗功率的测量很早就引起人们的重视在大多数绝缘结构中，随着电压的升高绝缘中气隙或气泡的数目将增加此外局部放电的现象将导致介质的损坏从，而使得tgd 大大增加因此可以通过测量tgd 的值来测量局部放电能量从而判断绝缘材料和结构的性能情况。介质损耗分析法特别适用于测量低气压中存在，的辉光或者亚辉光放电由于辉光放电不产生放电脉冲信号而亚辉光放电的脉冲上升沿时间太长，普通的脉冲电流法检测装置中难以检测出来但这种放电消耗的能量很大使得Dtgd 很大故只有采用电桥法检测Dtgd 才能判断这种放电的状态和带。来的危害。但是。DLA 方法只能定性的测量局部放电是否发生基本不能检测局部放电量的大小这限制了。DLA 方法的运用目前关于用DLA 方法测局部放，电的报道还很少。

脉冲电流故障测距法

https://www.wendangku.net/doc/cf11165680.html, 脉冲电流故障测距法脉冲电流故障测距法本章主要分析了脉冲电流法存在的问题,并对传统脉冲电流测试回路提出了改进,解决了使用传统脉冲电流法测量电缆故障距离时存在的波形叠加、不易识别的问题。详细介绍了该方法的工作原理,以及各参数的选择。结合小波分析技术,实现对脉冲电流波形的自动处理,达到了精确、自动测距的目的,进一步推一了脉冲电流测距方法的应用。脉冲电流法存在的问题本节主要对传统脉冲电流测试过程中,测试电路中各个主要元件对测试波形的影响进行了深入的分析,总结了影响脉冲电流法测试波形的各种因素,得出测试电路对测试波形的作用规律。井在此基础上提出了对脉冲电流测试方法的改进。

https://www.wendangku.net/doc/cf11165680.html, 电流波形全过程扩散开的电流波形输出脉冲电流测试法是钊·对电缆的高阻与闪络性故障而采用的方法,对电缆的故障测距法的改进点施加高压使之击穿,同时使用仪器采集击穿产生的电流行波信号,通过电流行波信号在测量端与故障点往返一趟的时间来计一算故障趾离。图3一1为脉冲电流神闪测试时的典型波形图。从冲闪测试过程及波形可以看出,脉冲电流法所测故障波形具有以下特点,同时也是影响脉冲电流故障测距精度的主要因素由于行波在电缆中存在传播损耗,电流波形以及线性电流藕合器的输出,随时间的增长越来越平滑,幅值也越来越小。

https://www.wendangku.net/doc/cf11165680.html, 电缆中的电流会随着时间的增加逐渐趋近于。,故障波形的全貌表现为幅值衰减的余弦振荡,这是由于故障点击穿后电缆与电容中存在的能量消耗完毕的缘故。故障点反射脉冲有一个小的正脉冲出现,这是由于高压电容及测试导线存在的杂散电感的影响。入射波与反射波之间易产生混叠现象,如图一所示。当在测量点附近发生故障时,由于入射波与反射波之间的重叠,使第一个反射波无从识别。严重时可淹没放电脉冲与反射脉冲的起始点,给故障定位带来误差。其中,两种因素是不可避免的,因为能量消耗是自然规律因素中杂散电感是客观存在的,但是应该可以通过适当的改进措施来利用或者消除它的影响对于因素,虽然提高采样频率可以减小叠加范围,但是无论采样频率如何提高,都不可能完全消除线路测量端存在的波形混叠问题。因此深入研究新型电缆故障检测方法具有非常重要的意义。我们可以主要从两个方面解决脉冲电流法测距所存在的波形不易识别的问题,一是对信号分析方法的研究,二是行波测距方法原理的改进。对于信号的分析方法,利用小波分析原理,通过小波变换对信号进行分解与重构,可以准确测得发射波的到达时间,大大减少了测距误差。本文主要从行波测趾方法的原理上做了进一步研究,利用电感和电阻元件对线路中电压电流的影响,提出一种比较优化的方法。该方法所测得的波形明显易分析,提高了测距精度。

局部放电测试方法

局部放电测试方法随着电力设备电压等级的提高，人们对电力设备运行可靠性提出了更加苛刻的要求。我国近年来110kV以上的大型变压器事故中50％是属正常运行下发生匝间或段间短路造成突发事故，原因也是局部放电所致。局部放电检测作为一种非破坏性试验，越来越得到人们的重视。虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质（特别是有机电介质）的局部损坏。若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。因此，高压绝缘设备都把局部放电的测量列为检查产品质量的重要指标，产品不但在出厂时要做局部放电试验，而且在投入运行之后还要经常进行测量。对电力设备进行局部放电测试是一项重要预防性试验。根据局部放电产生的各种物理、化学现象，如电荷的交换，发射电磁波、声波、发热、光、产生分解物等，可以有很多测量局部放电的方法。总的来说可分为电测法和非电测法两大类，电测法包括脉冲电流法、无线电干扰法、介质损耗分析法等，非电测法包括声测法、光测法、化学检测法和红外热测法等。一、电测法局部放电最直接的现象即引起电极间的电荷移动。每一次局部放电都伴有一定数量的电荷通过电介质，引起试样外部电极上的电压变化。另外，每次放电过程持续时间很短，在气隙中一次放电过程在10 ns量级；在油隙中一次放电时间也只有1μs。根据Maxwell电磁理论，如此短持续时间的放电脉冲会产生高频的电磁信号向外辐射。局部放电电检测法即是基于这两个原理。常见的检测方法有脉冲电流法、无线电干扰法、介质损耗分析法等。 1．脉冲电流法脉冲电流法是一种应用最为广泛的局部放电测试方法。脉冲电流法的基本测量回路见图 3-5 。图中C x 代表试品电容，Z m （Z' m ）代表测量阻抗，C k代表耦合电容，它的作用是为 C x与Z m之间提供一个低阻抗的通道。Z代表接在电源与测量回路间的低通滤波器，Z可以让工频电压作用到试品上，但阻止被测的高频脉冲或电源中的高频分量通过。图3-5（a）为并联测量回路，试验电压U经Z施加于试品C x，测量回路由C k与Z m串联而成，并与C x并联，因此称为并联测量回路。试品上的局部放电脉冲经C k耦合到Z m上，经放大器A送到测量仪器M。这种测量回路适合于试品一端接地的情况，在实际工作中应用较多。图3-5（b）为串联测量回路，测量阻抗Z m串联接在试品C x低压端与地之间，并经由C k形成放电回路。因此，试品的低压端必须与地绝缘。图3-5（c）为桥式测量回路，又称平衡测量回路。试品C x与耦合电容C k均与地绝缘，测量阻抗Z m与Z m分别接在C x与C k的低压端与地之间。测量仪器M测量Z m与Z m’上的电压差。

基于B-Dot的kA级短脉冲电流测量方法

第13卷第6期太赫兹科学与电子信息学报Vo1．13，No．6 2015年12月 Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology Dec．，2015 文章编号：2095-4980(2015)06-0990-06 基于B-Dot的kA级短脉冲电流测量方法谭榕容，冉汉政，程刚 (中国工程物理研究院电子工程研究所，四川绵阳 621999) 摘要：高压脉冲电流的测量方式主要是Rogowski线圈。B-Dot是一种非侵入式脉冲电流测量探针，但由于B-Dot测量模型的建立以及应用标定等过程与实际应用环境密切相关，且对待测电流强度有严格的要求，目前还未见其在实际kA级短脉冲方面的应用研究。本文在对B-Dot的kA级短脉冲测量方法进行理论研究的基础上，设计了微型B-Dot探针，并利用B-Dot探针对kA级短脉冲电流进行试验。试验结果表明，B-Dot探针适用于kA级脉冲电流的测量，且与理论研究结论一致。关键词：Rogowski线圈；脉冲电流；B-Dot探针；非侵入式中图分类号：TN248 文献标识码：A doi：10.11805/TKYDA201506.0990 Measurement of kA-level short pulse current based on B-Dot TAN Rongrong，RAN Hanzheng，CHENG Gang (Institute of Electronic Engineering，China Academy of Engineering Physics，Mianyang Sichuan 621999，China) Abstract：Taking measurement by using Rogowski coil is the main method for high voltage pulse. B-Dot is a non-invasive measurement probe of pulse current, which bears many advantages in the measurement on the discharge circuit with compact structure and strictly specified parameters compared with general Rogowski coils. Nevertheless，the modeling of B-Dot and its calibration process are closely related to the practical application environments，and there are also strict requirements on the current intensity, the researches on its applications in kA level short pulse current measurement are seldom reported. This work aims to the preliminary exploration research on application of B-Dot in kA short pulse current. Based on analyzing the principle of kA level short pulse current measurement by using B-Dot, micro B-Dot probes are designed and tested on kA-μs level pulse current. The test results accord well to the theory analysis. Key words：Rogowski coil；pulse current；B-Dot probes；non-invasive 由于高新技术和国防建设的需求，脉冲功率技术应运而生。脉冲功率技术在技术上的特征是：高脉冲功率(>106 W)，短脉冲持续时间(10–10 s~10–3 s)，高电压(103 V~107 V)和大电流(103 A ~107 A)。测量是脉冲功率装置调试运行、改造和提高不可或缺的重要手段[1]。因此，随着脉冲功率的发展，脉冲功率技术领域的测量技术发展显得尤为迫切，而由于脉冲功率的技术特点，对测量技术提出了很高的要求。脉冲电流是脉冲功率装置的核心参数之一。目前，脉冲电流的测量方式主要有：分流器法、Rogowski线圈法和磁光效应法。Rogowski线圈由于精确度高、频率响应特性好的特点，在目前脉冲电流测量方面应用最为广泛[2]。然而，在利用Rogowski线圈进行脉冲电流测量时，被测电流回路必须穿过线圈，而Rogowski线圈体积较大，对待测回路面积有一定的要求，不仅要求增加装置体积，而且引入较大的分布参数，这在体积和回路参数要求严格的脉冲功率装置的电流测量方面并不大适用。 B-Dot是一种结构特殊的Rogowski线圈，主要用于测量变化的磁场，也可通过测量变化的电流建立的变化磁场达到间接测量电流的目的。B-Dot结构简单，放置方式灵活，进行脉冲电流测量时，不需要将线圈穿过被测回路，与脉冲电流回路没有直接的电气连接关系，不会改变待测电流回路的设计，不会引入额外的分布参数，收稿日期：2014-10-17；修回日期：2014-11-16 基金项目：中国工程物理研究院电子工程研究所创新基金资助项目(S2*******)

脉冲电流法测试电缆局部放电的分析方法

脉冲电流法测试电缆局部放电的分析方法陈冠豪，王宇斌，何文（广东电网公司东莞供电局，广东省东莞市，523000）摘要:作为电缆局部放电的有效监测手段，脉冲电流法进行局部放电测试的经验及方法日益被深化和掌握。本文在实际测试分析层面上对如何使用脉冲电流法进行局部放电测试进行了介绍，为局部放电的分析判断提供了典型的判断方法和依据。关键词:电缆；局部放电；脉冲电流法；波形；频谱；相位图谱；定位 The means of analysis on using pulse current method to test cable partial discharge CHEN Guanhao，WANG Yubin，HE Wen (Guangdong Grid Dongguan Power Supply Bureau, Dongguan 523000, China) Abstract:As an effective means of monitoring the cable partial discharge, the experiences and approaches of pulse current method of partial discharge test are increasingly deepening and in the hand. This paper introduces how to use the method of pulse current to do the partial discharge test in the actual test analysis level, and provides typical judgment method and basis for analyzing and judging partial discharge. Keywords: Cable; Partial Discharge; Pulse Current Method; Waveform; Frequency Spectrum; Phase Spectrum; Positioning 1 前言电气设备检修技术的发展大致可以分为三个阶段，即故障检修、定期检修和状态检修，状态检修以可靠性为主，它是根据设备的状态而执行的预防性作业。作为电力系统运行的首要要求，供电可靠性日益凸显其重要性，因此状态检修逐步取代了以往的定期预防性检修。状态检修通过对设备关键参数的测量来识别其已有的或潜在的劣化迹象，可在设备不停运的情况下对其进行状态评估。而在线监测作为状态检修发展的大趋势，正处于起步和快速发展的重要时期。其中，电缆局部放电在线监测技术的产生更是具有革命性的意义。电缆局部放电现象对电缆的绝缘和电能的传输产生着巨大的有害作用，局部放电的长期发展会导致电气设备产生严重的缺陷，并且由于局放的形成多在终端内部或电缆本体内部，而且过程细微发展缓慢，不易被发现，因此局部放电成为困扰着电缆安全可靠运行的一大难题。利用在线监测技术对可能存在局部放电现象的电缆进行跟踪观察，能够有效地监测局放的发展趋势，便于制定相应的解决方案对隐患进行消除。 2内部局放的产生机理当电缆本体、接头或终端中的主绝缘存在空穴、气泡、杂质等不纯的物质时，相当于主绝缘中存在一个杂质电容，在电缆线芯通过高压交流电的情况下，会对杂质电容进行充电，当电压达到介质的击穿电压时，杂质电容间便进行一次击穿放电。如此反复地进行充电和击穿放电，产生的热量使主绝缘碳化，长期下去主绝缘便会不断

高压脉冲放电管简介

高压脉冲放电管简介脉冲放电管是一种新型电真空器件,它是冷阴极电子开关管.一工作原理在正常情况下,电压低于放电管放电值时,放电管两电极处于断开状态,电极间具有很高的绝缘性能.当电压高于放电管放电值时,放电管两电极之间形成等离子区,快速生成电弧,且以很低的内阻通过大电流,电流峰值大小决定于外部电路的储能.用放电管抑制过电压时,当过电压作用于放电管时,放电管导通,于是过电压的峰值随之下降,从而可靠地保护了高压电器和设备免遭损坏.过电压波峰通过以后,电流随即下降,放电管内电弧熄灭,放电管两电极间恢复成原来的断开状态.二性能特点 1 体积小,承受电压高,瞬时通过电流大,放电能量大.不放电时漏电流极小,工作时放电管不发热,特别适用于高电压,大电流放电保护.2 无极性,无残压,无杂音,电弧不外露,适用于易燃,易爆环境下.3 放电电压稳定,且受外界环境:温度,湿度,气压等影响小.4 放电管自身电容和电感都很小,故对被保护电路无影响;不但适用于直流和工频,而且还适用于高频高电压电路中.5 有很好的自愈性能,可多次重复使用,且放电速度快,恢复快,重复频率高,使用寿命长.使用方便,不需要维护.三主要用途 1 用于真空开关操作使用产生过电压时,对电机,电力变压器,电力电容器等进行保护.2 用于输配电线路和通信,广播线路上的雷电过电压和感应过电压保护.3 用于操作和意外的接触产生过电压时,对高压电器进行过电压击穿保护.四使用注意事项1选择脉冲放电管的放电电压必须高于电路正常工作电压.根据被保护的高压电器的耐压,选择适当电压等级的脉冲放电管.2 在恶

劣环境下使用,应避免外界环境污染,而使脉冲放电管瓷管外壳绝缘性能下降.3 放电瞬间脉冲放电管内伴随着闪光属正常现象.该产品于1991年9月在上海华东开关厂，真空开关开断及关合能力实验过程中能抑制过电压的产生，起到了保护作用。于1991年12月煤炭部在焦作煤矿，真空开关过电压实验中也起到了抑制过电压作用。于1992年3月西安交大高压实验室做了脉冲放电管伏秒特性测试试验。于1992年12月在西安高压电器研究所质量监督检验测试中心按技术要求进行了工频放电电压，直流放电电压，直流泄漏电流，电极间电容，冲击电流，方波电流等实验。各项试验皆符合技术要求。据说目前还无此类产品进行实验，国内外暂无此等级（6KV以上）高压放电管投入生产。部分RM-型脉冲放电管的主要性能参数。本文由深圳市瑞隆源电子有限公司提供，专业制造各种防雷器，避雷器，放电管，陶瓷气体放电管等。TEL=+86-755-82908296。

小型高压脉冲电场杀菌系统的试制

小型高压脉冲电场杀菌系统的试制 Development of food sterilization system under high voltage pulsed field 尤吉1 颜惠庚1，2 杜存臣2 YOU Ji1 YAN Hui-geng1，2 DU Cun-chen2 （1．，江苏常州213016；2.常州工程职业技术学院，江苏常州213164） (1.Jiangsu Polytechnic University，Changzhou，Jiangsu 213016，China； 2.Changzhou Institute of Engineering Technology，Changzhou，Jiangsu 213164，China) 摘要：阐述了高压脉冲电场杀菌系统的一般组成, 并介绍了高压脉冲电源的原理及食品处理室的结构, 探讨了电场强度和杀菌效果的关系。试验结果表明：在试验参数的条件下,牛奶中大肠杆菌死亡率达99%。关键词：高压脉冲电场；杀菌；食品 Abstract:The elementary composition of a mini system for food pasteurization by using high voltage pulsed field was explained, the design principle of high voltage pulsed field generator and the structure of the treatment chamber were introduced in this paper. The inactivation experiments were carried out at different electric fields. The results showed that as the electric field intensity and treatment increased, the inactivation rate increased and 99% Escherichia coli were inactivated at electric field of 50 kV/cm. Keywords:High-voltage pulsed electric field (HPEF)；Sterilization； Food 高压脉冲电场杀菌技术与传统热杀菌相比较, 具有保持食品的原有风味、处理时间短、能耗低等特点, 在果汁及其他液体食品的杀菌处理中具有独特的优越性, 有望取代或补充热杀菌技术[1]。 —————————————— 作者简介：尤吉（1981-），女，江苏工业学院在读研究生。 E_mail:angelstar001@https://www.wendangku.net/doc/cf11165680.html, 收稿日期：2006-11-21

什么是脉冲电流

什么是脉冲电流那究竟什么是脉冲？从字面上理解——脉搏的跳动所产生的冲击波。脉冲的定义其实是这样的：电压(V)或电流(A)的波形象心电图上的脉搏跳动的波形但现在听到的什么电源脉冲、声脉冲……又作何解释呢——脉冲的原意被延伸出来得：隔一段相同的时间发出的波等机械形式，学术上把脉冲定义为：在短时间内突变，随后又迅速返回其初始值的物理量称之为脉冲。从脉冲的定义内我们不难看出，脉冲有间隔性的特征，因此我们可以把脉冲作为一种信号。脉冲信号的定义由此产生：相对于连续信号在整个信号周期内短时间发生的信号，大部分信号周期内没有信号。就象人的脉搏一样。现在一般指数字信号，它已经是一个周期内有一半时间（甚至更长时间）有信号。计算机内的信号就是脉冲信号，又叫数字信号。脉冲信号：瞬间突然变化,作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号.它可以是周期性重复的,也可以是非周期性的或单次的。脉冲反应堆pulse reactor ：能在很短时间间隔内达到超临界状态，从而产生很高脉冲功率和很强中子通量，并能安全可靠地多次重复运行的反应堆。它分为热中子脉冲堆和快中子脉冲堆两类。中国建成了一座铀氢锆脉冲反应堆，这是以铀氢锆作燃料的反应堆。它主要以氢作为慢化剂，当功率升高时，温度就会提高，氢的慢化作用减弱，反应性立即降低，反应堆有很大的瞬发负温度系数，因而呈脉冲运行。脉冲反应堆除了用来培训人员、从事研究工作和生产短寿命放射性同位素外，还可用来治疗癌症、中子照相、活化分析及辐照燃料和材料。脉冲电源：用户的负载需要断续加电，即按照一定的时间规律，向负载加电一定的时间，然后又断电一定的时间，通断一次形成一个周期。如此反复执行，便构成脉冲电源。

第4章-局部放电测量的基本原理

第4章局部放电测量的基本原理脉冲电流法的基本原理可用图4.1所示电路阐述：当试品C X 产生一次局部放电时,脉冲电流经过耦合电容C k 在检测阻抗两端产生一个瞬时的电压变化,即脉冲电压 U ,脉冲电压经传输、放大和显示等处理，可以测量局部放电的基本参量。脉冲电流法是对局部放电频谱中的较低频段(一般为数千赫兹至数百千赫兹或至多数兆赫兹，局部放电信号能量主要集中在该段频带内)成分进行测量，以避免无线电干扰。传统的测量仪器一般配有脉冲峰值表指示脉冲峰值，并有示波管显示脉冲大小、个数和相位。放大器增益很大,其测试灵敏度相当高，而且可以用已知电荷量的脉冲注入校正定量，从而测出放电量q 。图4．1 脉冲电流法基本原理示意图 4.1 脉冲电流法的基本测量线路 (ａ）并联法测量回路 (b ）串联法测量回路 (c ）平衡法测量回路图4．２脉冲电流法的基本试验测量线路示意图脉冲电流法的基本试验测量线路有三种，如图4．２所示,其中图4.１（a ）、(ｂ)统称为直接法测量回路,（c ）称为平衡法测量回路。每种测量回路应包括以下基本部分：（1）试验电压u ；（2）检测阻抗Ｚd ,将局部放电产生的脉冲电流转化为脉冲电压；（3）耦合电容C k ,与试品C x 构成使脉冲电流流通回路,并具有隔离工频高电压直接加在检测阻抗上Z d 的作用; （4）高压滤波器Ｚm ，一方面阻塞放电电流进入试验变压器,另一方面抑制从高压电源进入的谐波干扰。（5）测量及显示检测阻抗输出电压的装置M 。 e

并联法多用于试品电容较大或试品有可能被击穿的情况下,过大的工频电流不会流入检测阻抗Z ｄ而将Ｚｄ烧损并在测试仪器上出现过电压的危险。另外,某些试品在正常测量中无法与地分开,只能采用并联法测量线路。串联法多用于试品电容较小情况下，耦合电容具有滤波作用,能够抑制外部干扰，而且测量灵敏度随C k /C x 的增大而提高。在相同的条件下，串联法比并联法具有更高的灵敏度，这是因为高压引线的杂散电容及试验变压器入口电容(无电源滤波器时)也被利用充当耦合电容。另外,C k 可利用高压引线杂散电容来充当，线路更简单,可以避免过多的高压引线以降低电晕干扰,在220kV 及更高电压等级的产品试验中多被采用。平衡法需要两个相似的试品,其中一个充当耦合电容。它是利用电桥平衡的原理将外来的干扰消除掉,因而抗干扰能力强。电桥平衡的条件与频率有关，只有当C x 1与Ｃx 2的电容量和介质损失角δtg 完全相等,才有可能完全平衡消除掉各种频率的外来干扰；否则，只能消除掉某一固定频率的干扰。在实际测量中，试品电容的变化范围很大,若要找到与每个试品有相同条件的电容是困难的。因而，往往采用两个同类试品作为电桥的两个高压臂以满足平衡条件。 4.２检测阻抗检测阻抗，也称为输入单元,其主要作用是取得局部放电所产生的高频脉冲电流信号,并对试验电源的工频及其谐波低频信号则予以抑制。检测阻抗是连接试品与仪器主体部分的关键部件，对仪器的频率特性与灵敏度有直接关系。检测阻抗可分为RC 型及LCR 型两大类,如图 4.3所示,图中电容C ｄ主要由至仪器主体连接电缆的电容、放大器输人电容等组成。 4.2.1 ＲC 型检测阻抗图4.３表示接有RC 型检测阻抗时的等效局部放电检测电路。当试品C x 产生局部放电时,视在放电量为q ，C x 两端会产生一个脉冲电压u ?，理想情况下u ?是一个直角脉冲波，但在实际情况中u ?具有一定的上升时间并具有以下的形式 )1(t m f e U u α--=? （４．1）式中脉冲电压幅值)]/(/[d k d k x m C C C C C q U ++=，f α为放电衰减常数。对于理想情况，在放电瞬间,电荷q 引起的C k 和C d 上响应的脉冲电压可认为按电容反比例分配，则C d 上的脉冲电压幅值为图4.3 检测阻抗图4.4 接RC 检测阻抗的测试回路

静电高压放电脉冲电流电压测量方案

静电高压放电脉冲电流电压测量方案 1.概述静电放电是一个快速响应，频谱极宽（从直流到几GHz），大信号的瞬态信号。为了准确测量静电放电电流与电压信号，对测量探头的基本要求为加入探头后对原来电路信号影响越小，越能准确测量到真实信号。 2.电流探头：电流探头是串联在测量电路中，因此，希望串入电路后对原来的放电回路影响越小越好，一般要求在几欧姆以下。早期使用的Rogowski Coil测量静电放电电流，但由于其低频段响应不好，国际上90年代以后静电放电测量电流都不再用Rogowski Coil了，而是采用设计极为精窍的电流探头，其输入阻抗为2欧姆，输出阻抗为50欧姆，这样与示波器或衰减器的50欧姆相匹配，防止信号反射产生失真。亿艾迪.中国ESD-china的EST-CTR1静电放电电流靶，其技术指标如下：电流灵敏度：1V/1A （示波器上1V对应电流1A）输入阻抗：2欧姆　输出阻抗：50? 　最高放电电压：50kV （接衰减器）　频率带宽：DC～1GHz 参考价格：1.3万（含税）供货周期：现货 3.电压探头：电压的测量是并联在电路中，在同样满足快速响应，频谱极宽，大信号的瞬态信号的要求条件下，为了减小电压探头并联后对原来电路造成的误差，一般要求探头的输入阻抗比测量回路的高至少在100倍以上（引入的误差小于1%）甚至于1000倍以上。在本实验中，最高放电电压达到40kV甚至于50kV. 输出电压通常是几伏或几十伏，输出阻抗一般采用1M 欧姆（与示波器的1M欧姆匹配）。目前市场上可用的电压探头，一种是用电阻分压，电阻分压的虽然输入阻抗可以做得很高，但频率响应非常低，通常只能测量直流或低频信号。而带宽高的电压探头通常输入阻抗又比较低，一般在几十兆欧姆左右，而且很少能耐压到20kV以上的。所以市场上的电压探头几乎没有能够符合本实验测量的要求。只能专门设计制作。其技术指标参考如下：电压灵敏度：1KV/v (示波器上显示1V, 对应电压1kV) 输入阻抗：1000M欧姆输入阻抗：1 M欧姆最高耐压：40kV (静电脉冲) 频率带宽：DC～1GHz

脉冲电流法-电力电缆故障测试仪

第四章脉冲电流法 §4-1 脉冲电流法与线性电流耦合器电缆的高阻与闪络性故障由于故障点电阻较大（大于10倍的电缆波阻抗），低压脉冲在故障点没有明显的反射（反射脉冲幅度小于5%），故不能用低压脉冲反射法测距。脉冲电流法是将电缆故障点用高电压击穿，使用仪器采集并记录下故障点击穿产生的电流行波信号，通过分析判断电流行波信号在测量端与故障点往返一趟的时间来计算故障距离。脉冲电流法采用线性电流耦合器采集电缆中的电流行波信号。图4.1 线性电流耦合器应用示意图图4.1是冲击高压闪络测试的接线示意图，线性电流耦合器L放置在储能电容C接电缆外皮的接地引线旁。L实际上是一个空心线圈，与地线中电流产生的磁场相匝链。设时间t2与t1时电流分别为i2与i1,t1小于t2但接近t2,根据电磁感应定律求出线圈的输出电压： V＝K(i2－i1)/(t2－t1)＝KΔi/Δt (4.1) 其中参数K是一取决于线圈匝数、形状及与地线相对位置的常数，电流变化量: 47

Δi＝i2－i1，时间变化量: Δt＝t2－t1。式（4.1）说明，线性电流耦合器的输出电压与地线电流的变化率成正比，而不是与地线中电流本身成正比。 (a) (b) 图4.2 a.地线中的电流 b. 线性电流耦合器的输出图4.2给出了地线中的电流与对应的线性电流耦合器的输出，可以看出线性电流耦合器在地线中电流开始上升时，输出是一个尖脉冲，而在地线中电流趋于平稳后，输出为零。因此，在故障点击穿产生的电流行波到达后，线性电流耦合器输出一脉冲信号，可以从线性电流耦合器有无脉冲信号输出，判断测量点是否有电流行波出现。与脉冲电压法使用电阻、电容分压器进行电压取样 48

浅谈脉冲电流法局部放电测试的分析方法

浅谈使用脉冲电流法测试电缆局部放电的分析方法陈冠豪王宇斌何文（广东电网公司东莞供电局，东莞，523000）摘要:作为电缆局部放电的有效监测手段，脉冲电流法进行局部放电测试的经验及方法日益被深化和掌握。本文在实际测试分析层面上对如何使用脉冲电流法进行局部放电测试进行了介绍，为局部放电的分析判断提供了典型的判断方法和依据。关键词:电缆；局部放电；脉冲电流法；波形；频谱；相位谱图；定位一．前言电气设备检修技术的发展大致可以分为三个阶段，即故障检修、定期检修、状态检修，状态检修是以可靠性为中心的检修，它是根据设备的状态而执行的预防性作业。作为电力系统运行的首要要求，供电可靠性日益凸显其重要性，因此状态检修逐步取代了以往的定期预防性检修。状态检修通过对设备关键参数的测量来识别其已有的或潜在的劣化迹象，可在设备不停运的情况下对其进行状态评估。而在线监测作为状态检修发展的大趋势，正处于起步和快速发展的重要时期。其中，电缆局部放电在线监测技术的产生更是具有革命性的意义。电缆局部放电现象对电缆的绝缘和电能的传输产生着巨大的有害作用，局部放电的长期发展会导致电气设备产生严重的缺陷，并且由于局放的形成多在终端内部或电缆本体内部，而且过程细微发展缓慢，不易被发现，因此局部放电成为困扰着电缆安全可靠运行的一大难题。利用在线监测技术对可能存在局部放电现象的电缆进行跟踪观察，能够有效地监察局放的发展趋势，便于制定相应的解决方案对隐患进行消除。二. 内部局放的产生机理当电缆本体、接头或终端中的主绝缘存在空穴、气泡、杂质等不纯的物质时，相当于主绝缘中存在一个杂质电容，在电缆线芯通过高压交流电的情况下，会对杂质电容进行充电，当电压达到介质的击穿电压时，杂质电容间便进行一次击穿放电。如此反复地进行充电和击穿放电，产生的热量使主绝缘碳化，长期下去主绝缘便会不断碳化变薄，从而导致主绝缘容易被击穿，产生接地故障。