薛 亮, 朱岳岳

(1.上海电力大学 电子与信息工程学院, 上海 200090; 2.国网冀北电力有限公司 承德供电公司, 河北 承德 067000)

雷电是一种能产生大电流、高电压的自然现象。据统计,每时每刻,在世界各地大约有1 800个雷电在交作进行。这些雷电每秒钟发出600次闪电,其中就有100次袭击地球[1-2]。雷击造成的过电压具有波峰陡、波幅大等特点,对电力系统中绝缘最薄弱的设备,如变压器等的威胁最大,户外架空线及开关闸刀互感器的绝缘瓷瓶都会受到威胁,甚至室内的电气设备也会受到雷电波的侵害[3]。除了造成设备的直接损失外,线路跳闸、局部停电等所造成的间接损失更大[4]。雷电不仅严重威胁着人类的生命安全,是电力设备损坏的重要原因,而且还会威胁建筑、铁路、民航、通信、工控、军事等各个领域的电子信息系统的安全稳定运行,因此实时测量雷电流对雷电防护具有十分重要的意义[5-7]。

本文提出了一种实时测量雷电流峰值的方法,并且基于雷击浪涌发生器和迈克尔逊干涉仪搭建了实验平台,从理论和实验两方面验证了本方法的可行性。

1 理论分析

将雷电流引入导线圈后,由毕奥-萨伐尔-拉普拉斯定律得,如果圆电流线圈由N匝导线所绕成,线圈的半径为R,通过每匝线圈的电流强度为I,则线圈圆心处的磁感应强度B为

(1)

式中:μ0——无外加磁场时介质的磁导率。

式(1)中的每个量都是常数,导线圈圆心处磁感应强度的大小与通入导线的电流大小、线圈匝数成正比,与线圈的半径大小成反比。……