直流离子流电场的离子流密度测量

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn直流离子流电场的离子流密度测量*秦松林（上海交通大学电子信息与电气工程学院）5摘要：本文根据气体放电理论详细描述了特高压直流输电线在运行电压作用下，空间离子（电荷）的产生和发展；空间离子在直流电场作用下的迁徙、离子流的形成和离子的消失。根据电路理论和相关文献的内容讨论了有关在直流离子流电场下地面测量离子流的技术方案，测量装置和测量仪器。在比较了各种方案后，提出了新的测量地面离子流的技术方案、测量装置和测量仪器。10关键词：气体放电电场强度离子流密

2、度微电流测量中图分类号：TM835IoncurrentdensitymeasurementofDCelectricalfieldwithspacecharge15QINSonglin(SchoolofElectronicinformationandElectricalengineering,ShanghaiJiaoTongUniversity)Abstract:BasedonthetheoryofgasdischargearedescribedindetailunderrunningvoltageofUH

3、VDCtransmissionline,ion(charge)theemergenceanddevelopmentofspace;Spaceionmigrationundertheactionofthedcelectricalfield,theformationoftheionflowandthe20disappearanceoftheions.Accordingtothecircuittheoryandthecontentoftherelatedliteraturediscussedmeasurementt

4、echnologyofioncurrentdensity,measuringequipmentandmeasuringinstrumentaboutgroundunderDCeletricalfieldwithspacecharge.Aftercomparingvariousoptions,putsforwardanewtechnicalschemeofmeasuringtheioncurrentdensity,measuringequipmentandmeasuringinstrumentaboutgrou

5、nd.25Keywords:gasdischarge，electric-fieldstrength，ion-currentdensity，micro-currentmeasurement0前言随着直流特高压输电线越来越多，直流输电线附近的电磁环境就越来越被人们关注。为了评估特高压直流输电线的电磁环境，需要对直流输电线下的直流离子流电场的参数进行测量。尽管交流特高压输电线在运行时也有电晕现象，但交流输电线周围的电场是交变电场，30所以电晕产生的离子仅在输电线的周围来回运动而对地面不会有显著的影响。而在直流特高压

6、输电线下，电晕产生的离子会在电场力的推动下向地面运动最后到达地面，形成直流输电线下的直流离子流电场。文献[1][2][3]都提出关于测量直流离子流电场的测量方法和要求，至少需要测量两个参数：合成电场强度和离子流密度，并给出了一些具体的方案。自从有了文献[1]的结论以后，旋转伏特计式电场仪（fieldmill）成为合成电场强度测35量的最主要仪器。但在具体使用方法上还是有一些不同。文献[1]给出的方案通常只能在实验室或试验基地的固定场所使用。因为使用这种方案需要在地面挖坑，所以大量的现场测量还是将场强仪直接放置

7、在地面上进行。只要场强仪的读数标定是在同样方法下进行就可以了。文献[3]还给出另一种方案；就是在放置在地面上的场强仪上端再放一张1平方米左右的金属板，并将该金属板可靠接地[3]。理论分析和实践都表明这种方案将会引入很大的误40差。这个问题将在离子流密度测量方案论述时一起讨论。离子流密度测量需要两个步骤完成，一是收集流到地面上的离子，二是测量收集装置作者简介：秦松林(1949-),男.高级工程师,主要研究方向:高电压测试的方法和装置.E-mail:slqin@sjtu.edu.cn-1-中国科技论文在线http

8、://www.paper.edu.cn引下的电流。离子流密度为:Ji/S。（1）2J为离子流密度，单位：nA/m；S为离子收集装置的有效收集面积；i为离子收集装置引45下电路的电流测量值。与电路测量中的电流测量类似，离子收集装置也是需要“串联”在离子流的电流回路中。本文将以直流离子流电场的空间离子迁徙和分布特性为依据详细论述关于直流离子流电场的离子流密度测量的相关问题。1直流离子流电场的离子流特性