基于聲脈沖法的直流輸電線路電暈空間電荷測(cè)量方法研究.pdf

1、將電暈損耗和電暈效應(yīng)控制在合理的水平是特高壓輸電技術(shù)發(fā)展的一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容，而電暈放電的空間電荷分布對(duì)于研究電暈放電的微觀機(jī)理及其數(shù)學(xué)模型至關(guān)重要，如何準(zhǔn)確獲得近導(dǎo)線的空間電荷分布，一直是國(guó)際上尚未解決的難題。聲脈沖法理論上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中的空間電荷實(shí)時(shí)、三維、非接觸式的測(cè)量，具有其他方法所不具備的優(yōu)點(diǎn)。然而目前國(guó)內(nèi)外都尚未有基于此方法，功能完備的測(cè)量系統(tǒng)，本文率先對(duì)該測(cè)量平臺(tái)進(jìn)行了研制，具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值，主要內(nèi)容和成果如下：<

2、br>　?、俦疚氖紫冉榻B了聲脈沖法測(cè)量空間電荷的基本原理，對(duì)聲作用下空氣密度變化規(guī)律、空間電荷區(qū)域電荷密度變化規(guī)律進(jìn)行了研究和討論，針對(duì)實(shí)際條件做了合理簡(jiǎn)化和近似處理，并推導(dǎo)得出：相對(duì)于氣壓梯度力，帶電粒子間電場(chǎng)力可以忽略不計(jì)，因此在聲場(chǎng)作用下空間電荷密度變化和空氣密度變化規(guī)律相似?；诖艘?guī)律，采用了球坐標(biāo)對(duì)聲波調(diào)制下空間電荷的場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行了推導(dǎo)，驗(yàn)證了有效信號(hào)的一般表達(dá)式，肯定了該方法的原理可行，通過該式也可將測(cè)得的信號(hào)反演出空間電荷的密

3、度分布。
　?、谠敿?xì)闡述了測(cè)試平臺(tái)各主要環(huán)節(jié)的具體設(shè)計(jì)過程和原理依據(jù)。以FPGA為控制核心設(shè)計(jì)了信號(hào)發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)了所需脈沖聲波的發(fā)射；構(gòu)建了吸音系數(shù)達(dá)0.9，隔音系數(shù)達(dá)80dB的聲屏蔽室；根據(jù)模擬所得數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)了兩套多針—板電極，可以在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生密度較大、分布較為均勻的空間電荷；參照閃電電場(chǎng)測(cè)量?jī)x，結(jié)合本文實(shí)際，設(shè)計(jì)了變化電場(chǎng)測(cè)量天線，該天線在音頻范圍內(nèi)效應(yīng)良好，能在不同的測(cè)量姿態(tài)下保持性能穩(wěn)定；針對(duì)干擾信號(hào)與有效信號(hào)的特點(diǎn)，