一種氣體放電試驗中放電現象觀測方法

2023-10-18 07:54:44 2

一種氣體放電試驗中放電現象觀測方法
【專利摘要】本發明涉及一種氣體放電試驗中放電現象觀測方法，利用單臺或多臺單鏡頭反光式取景照相機為主要觀測工具，藉助可調式中灰密度鏡、無線遙控裝置以及三腳架對在白天或夜間在室內試驗室或戶外試驗場中展開的高壓放電試驗中的放電路徑和電弧附著點從不同角度進行精確記錄。其方法是根據試驗現場光線強度決定是否在相機鏡頭前加裝中灰密度鏡，並根據試驗條件合理設置相機相關參數及調節中灰密度鏡，將無線信號接收器與相機相連，利用無線信號發射器控制相機拍攝放電現象。採用本觀測方法，能準確地記錄各種條件下氣體放電試驗中放電路徑及電弧附著點，該方法經濟可靠，可解決目前高壓試驗中依靠肉眼及其他觀測方法的無法觀測或不準確的問題。
【專利說明】一種氣體放電試驗中放電現象觀測方法
[0001]

【技術領域】
[0002]本發明涉及氣體放電試驗中放電現象觀測方法；尤其是考慮了各種複雜試驗條件下的一種氣體放電試驗中放電現象觀測方法。

【背景技術】
[0003]雷擊是引起輸電線路及電力設備故障的主要原因之一，因此在實驗室中經常用長空氣間隙放電模擬自然雷電研宄輸電線路的雷電屏蔽性能；在外絕緣試驗中，放電試驗也是必須的。放電試驗過程中電弧附著點(被模擬雷電擊中的對象)和放電路徑的觀測是最重要的部分，但是，長期以來，在模擬雷擊試驗中，試驗人員多依靠肉眼觀察被擊中對象，而模擬雷擊試驗中，放電時間為微秒級，觀察人員極容易錯過放電瞬間或判斷失誤，因此，依靠肉眼觀察會給試驗結果帶來很大誤差；極少數有條件的學者採用高速攝像機及其他輔助光電設備來觀察長空氣間隙放電中先導(流注)的詳細發展過程，但這種設備極其昂貴，對於一般的放電試驗，沒有必要觀察放電過程中先導(流注)的詳細發展過程，只需要關注電弧附著點(被模擬雷電擊中對象)及放電路徑即可，且這種設備受試驗條件限制，試驗準備階段調試過程繁瑣，難以上手，實用範圍小，在強光環境下使用效果極不理想。因此，現有的觀測手段還存在很大的不足和盲區。


【發明內容】

[0004]本發明主要是解決現有技術所存在的目前依靠肉眼及其他方法觀察放電試驗中被擊對象和放電路徑存在的缺點和不足的技術問題；提供了一種高效、經濟、可靠及適用範圍廣的觀測方法，即考慮試驗預算經費及各種可能的試驗條件，為氣體放電試驗工作者提供一種切實可行的觀測手段的一種氣體放電試驗中放電現象觀測方法。
[0005]本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:
一種氣體放電試驗中放電現象觀測方法，其特徵在於，包括預備步驟以及試驗步驟，其中，預備步驟包括:
相機數量選擇及擺放位置的步驟:採用單眼相機，單眼相機通過無線遙控裝置進行控制；若需要進行三維觀測，則至少需要兩臺相機及兩個三腳架，同理也需要兩件無線信號接收裝置(發射裝置一件即可);
針對不同實驗進行調節相機的步驟:分為針對雷電衝擊試驗和針對工頻耐壓試驗的調節步驟:
選擇調節步驟一:雷電衝擊試驗，將相機設置為手動檔，對焦，並調節光圈大小，設置曝光時間，同時設置ISO感光度:試驗若選擇白天在戶外試驗場或明朗的室內實驗室進行(光照強度大於200LUX時)，光圈大小設置為F/16或更小，曝光時間設置為6~8 s, ISO感光度為100~200，在正午前後一段時間內(光照強度大於lOOOLux時)，在相機鏡頭前加裝中灰密度鏡減弱進入相機鏡頭的光線，試驗若選擇夜間在戶外試驗場或在光線較暗的室內進行(光照強度小於lOOLux時)，光圈大小設置為F/11或更大，曝光時間設置為6~10 s, ISO感光度為200以上；其他參數均採用默認設置；
選擇調節步驟二:工頻耐壓試驗，將相機設置快門優先檔，驅動模式設置為高速連拍，手動對焦，將快門速度設置為1/60 s或更小；其他參數均採用默認設置；
進行試拍步驟:在放電試驗正式開始之前，利用以上參數設置的相機試拍一張照片，若照片太亮而成像模糊，則隨機減小曝光時間或ISO值或光圈大小，或者將這三個參數一齊減小，如果鏡頭前裝有可調式中灰密度鏡，還能夠調節它的檔位減弱光線；如果照片太暗則反向調節，直至成像清楚。
[0006]調試無線遙控裝置的步驟:將無線信號接收器與發射器調製到同一頻道，若有多臺相機則需要多個無線信號接收器，且均要調製到同一頻道。將無線信號接收器與相機上的接口相連，將無線信號發射器調到與相機相同的驅動模式，並用無線信號發射器測試裝置是否正常工作。
[0007]正式試驗步驟:在衝擊電壓或電流發生器觸發前1~2 S時，無線信號發射裝置使相機進入拍攝狀態。
[0008]在上述的一種氣體放電試驗中放電現象觀測方法，針對不同實驗進行調節相機的步驟中，若是在戶外試驗場的強光環境進行試驗時，需要在相機中加裝可調式中灰密度鏡以減弱光線。
[0009]因此，本發明具有如下優點:高效、經濟、可靠及適用範圍廣的觀測方法，即考慮試驗預算經費及各種可能的試驗條件，為氣體放電試驗工作者提供一種切實可行的觀測手段。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發明的具體實施流程示意圖。

【具體實施方式】
[0011 ] 下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
[0012]實施例:
本觀測方法主要工作都在放電開始前試驗準備階段完成，試驗開始後僅用無線遙控裝置控制相機拍攝即可。
[0013]1、選擇相機數量及擺放位置
一般情況下，一臺市售單眼相機即可滿足試驗觀測要求，若試驗有特殊要求需要進行三維觀測，則需要三臺相機及三個三腳架，同理也需要三件無線信號接收裝置。相機擺放點視現場條件而定，建議擺放到控制室內，方便實時查看相片及試驗參與人員之間的相互協調溝通。
[0014]2、加裝可調式中灰密度鏡
中灰密度鏡起減弱光線作用。當白天在戶外試驗場(強光環境)進行試驗時，加裝在相機鏡頭前，可避免相機採用長時間曝光模式拍照時照片過度曝光而成像模糊。如果試驗在夜間或在光線較弱的場所進行，則無需加裝。
[0015]3、調節相機
1、雷電衝擊試驗
3.1將相機設置為M檔，這個檔位，相機的各項參數可人工自由設置；
3.2設置快門速度，控制曝光時間，在強光環境下稍短，在弱光環境下稍長一點，考慮到試驗人員之間的相互配合及放電的隨機性，進行衝擊試驗時，建議設置為6~10 S進行超長時間曝光。
[0016]3.3設置ISO感光度，控制相機對光線的敏感程度，在強光環境下設為較小的值，弱光環境下可增大，視現場光線強度而定。
[0017]3.4設置光圈大小，控制相機鏡頭的進光量，在強光環境下設為小光圈，弱光環境下可設置為大光圈，視現場光線強度而定。
[0018]I1、工頻耐壓試驗
工頻耐壓試驗時正常曝光，相機鏡頭前無需加裝中灰密度鏡，相機快門速度、ISO感光度及光圈大小設置可根據試驗現場光線環境及觀測要求靈活多變，驅動模式設置為高速連拍。
[0019]進行雷電衝擊試驗和工頻耐壓試驗時，相機其他參數均可採用默認設置，以上快門速度、ISO感光度和光圈大小這三個主要參數共同決定了相機的成像質量，調節是可搭配使用。
[0020]4、試拍
在放電試驗正式開始之前，利用以上參數設置的相機試拍一張照片，若照片太亮而成像模糊，則減小曝光時間或ISO值或光圈大小，或者將這三個參數一齊減小，如果鏡頭前裝有可調式中灰密度鏡，還可以調節它的檔位減弱光線；如果照片太暗則反向調節，直至成像清楚。
[0021]5、調試無線遙控裝置
將無線信號接收器與發射器調製到同一頻道，若有多臺相機則需要多個無線信號接收器，且均要調製到同一頻道。將無線信號接收器與相機上的接口相連，並用無線信號發射器測試裝置是否正常工作。
[0022]6、開始試驗
試驗過程中，因為衝擊電壓(電流)發生器並不會在操作人員進行觸發那一刻就放電，一般帶有很大的隨機性，相機操作員需與衝擊電壓(電流)發生器操作員相互配合才不會錯過放電瞬間，因此，一般相機操作員需要在衝擊電壓(電流)發生器觸發前1~2 S操作無線信號發射裝置使相機進入拍攝狀，工頻耐壓試驗時則更為靈活，根據觀測要求而定。
[0023]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬【技術領域】的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。
【權利要求】
1.一種氣體放電試驗中放電現象觀測方法，其特徵在於，包括預備步驟以及試驗步驟，其中，預備步驟包括: 相機數量選擇及擺放位置的步驟:採用單眼相機，單眼相機通過無線遙控裝置進行控制；若需要進行三維觀測，則至少需要兩臺相機及兩個三腳架，同理也需要兩件無線信號接收裝置(發射裝置一件即可); 針對不同實驗進行調節相機的步驟:分為針對雷電衝擊試驗和針對工頻耐壓試驗的調節步驟: 選擇調節步驟一:雷電衝擊試驗，將相機設置為手動檔，對焦，並調節光圈大小，設置曝光時間，同時設置ISO感光度:試驗若選擇白天在光照強度大於200LUX的戶外試驗場或明朗的室內實驗室進行，，光圈大小設置為F/16或更小，曝光時間設置為6~8 s，ISO感光度為100~200，在正午前後光照強度大於100Lux的一段時間內，在相機鏡頭前加裝中灰密度鏡減弱進入相機鏡頭的光線，試驗若選擇夜間在光照強度小於10Lux的戶外試驗場或在光線較暗的室內進行，光圈大小設置為F/11或更大，曝光時間設置為6~10 s，ISO感光度為200以上；其他參數均採用默認設置； 選擇調節步驟二:工頻耐壓試驗，將相機設置快門優先檔，驅動模式設置為高速連拍，手動對焦，將快門速度設置為1/60 s或更小；其他參數均採用默認設置； 進行試拍步驟:在放電試驗正式開始之前，利用以上參數設置的相機試拍一張照片，若照片太亮而成像模糊，則隨機減小曝光時間或ISO值或光圈大小，或者將這三個參數一齊減小，如果鏡頭前裝有可調式中灰密度鏡，還能夠調節它的檔位減弱光線；如果照片太暗則反向調節，直至成像清楚； 調試無線遙控裝置的步驟:將無線信號接收器與發射器調製到同一頻道，若有多臺相機則需要多個無線信號接收器，且均要調製到同一頻道；將無線信號接收器與相機上的接口相連，將無線信號發射器調到與相機相同的驅動模式，並用無線信號發射器測試裝置是否正常工作； 正式試驗步驟:在衝擊電壓或電流發生器觸發前1~2 S時，無線信號發射裝置使相機進入拍攝狀態。
2.根據權利要求1所述的一種氣體放電試驗中放電現象觀測方法，其特徵在於，針對不同實驗進行調節相機的步驟中，若是在戶外試驗場的強光環境進行試驗時，需要在相機中加裝可調式中灰密度鏡以減弱光線。
【文檔編號】G01R31/12GK104502818SQ201410825889
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月26日 優先權日:2014年12月26日
【發明者】鄂盛龍, 安韻竹, 王羽, 文習山, 藍磊, 劉宗喜, 徐碧川, 陳文廣, 文豹, 陳子涵, 戴敏, 李志軍, 葉奇明 申請人:武漢大學