本发明涉及电气工程，尤其涉及一种带电作业间隙操作冲击放电参数测量装置及方法。
背景技术：
1、特高压等级输电线路中，普遍采用带电作业方式进行运维检修。为保证带电作业人员安全，需确定带电作业最小安全距离。获取带电作业间隙操作冲击放电特性是确定最小安全距离的前提。然而，现阶段缺乏对带电作业间隙操作冲击放电过程的细致观测，难以解释作业人员姿态和线路特征对间隙放电特性的影响机制。导致确定安全距离时往往留有较大裕度，一定程度上造成了带电作业安全性和工程建设经济之间的矛盾。因此，通过获取带电作业间隙操作冲击放电物理参数，可为带电作业研究试验优化和绝缘配合精细化设计等实际工程应用提供有力支撑。
2、带电作业间隙属于长空气间隙，但现有研究主要集中在棒—板间隙。带电作业工况下作业人员、导线和不同杆塔构成的间隙结构与棒-板长空气间隙结构差异较大，加之导线临近效应产生的电场屏蔽，使得带电作业间隙流注先导起始和发展过程有别于常规间隙。因此，现有长间隙研究中获取的关键参数难以直接用于实际工程中带电作业间隙放电特性的研究。同时，针对带电作业人员与杆塔、导线构成的间隙结构复杂，针对各类放电参数的测量往往误差较大，如由杂散电容引起的位移电流组成复杂，导致放电电流的特征起始电流难以准确判断。
技术实现思路
1、本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种带电作业间隙操作冲击放电参数测量装置及方法，能够获取带电作业间隙操作冲击放电物理参数。
2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
3、本发明提供了一种带电作业间隙操作冲击放电参数测量装置，包括：
4、冲击电压发生器，用于产生正极性操作冲击电压；
5、分压器，与所述冲击电压发生器相连接；
6、示波器，通过同轴电缆与所述分压器相连接；
7、高压引线，连接所述分压器与模拟人和分裂导线；
8、光纤式电流传感器，环绕在所述高压引线的周围；
9、高频信号检测装置，包括两组高频天线和上位机处理器，布置于高速相机旁，所述高频天线采集到放电高频信号后，通过所述上位机处理器实时处理特征信号；
10、信号发生器，连接所述示波器与所述高速相机和电流测量装置，实现带电作业间隙放电电压、放电电流和放电发展图像的同步测量。
11、进一步，还包括：
12、接地并起吊至距地面20 m高空处的模拟塔窗，所述模拟人穿戴全套屏蔽服通过铜线与所述分裂导线连接，以实现等电位；
13、将所述模拟人和所述分裂导线使用绝缘子悬挂至所述模拟塔窗上，所述模拟人与所述分裂导线组成的高压电极与所述模拟塔窗形成带电作业长空气间隙。
14、进一步，所述光纤式电流传感器包括led光源，所述led光源发出光信号经过第一耦合器分为两束，其中一束光波继续传输；继续传输的光波经过光纤偏振器后被转换为线偏振光，所述线偏振光经过第二耦合器后，再次被分成两束，每束光分别经过光纤相位延时器，转换成圆偏振光，两束所述圆偏振光的旋转方向相同，经过第三耦合器后，沿相反方向进入传感光纤环；两束所述圆偏振光在所述传感光纤环中传播。
15、进一步，一种带电作业间隙操作冲击放电参数测量方法，采用一种带电作业间隙操作冲击放电参数测量装置来实现，还包括：
16、两束所述圆偏振光的速度变化表现为相遇干涉时产生相位差，具体为：
17、；
18、其中，为相位差；为法拉第旋转角，即光在磁场作用下旋转的角度；v为菲尔德常数，h为磁场强度，l为传感光纤长度；
19、通电导线附近磁场为：
20、；
21、其中，为通电导线半径；
22、所述相位差与电流的关系为：
23、；
24、其中，n为传感光纤环的匝数；i为待测电流值；
25、当没有电流通过时，两束光波的相位差为零，即，；
26、电流影响下的光纤状态函数：
27、；
28、法拉第效应与电流的方向性有关，电流的方向会直接影响测得相位差的符号；如果电流反向，则相位差的符号也应相应反转；
29、相位差随电流方向的变化表示为：
30、；
31、其中，s为定义的一个电流方向性函数，取值为+1时，表示电流顺时针流动，取值为-1时，表示电流逆时针流动；a为光纤环的有效面积；
32、菲尔德常数v受温度t和外部磁场b的影响，因此需考虑环境的校正：
33、；
34、相位差随环境变化为：
35、；
36、其中，为真空磁导率。
37、进一步，光纤中的双折射效应会导致光的两个偏振分量以不同的速度传播，进而影响相位差，设双折射引起的附加相位差为：
38、；
39、其中，为仅受到双折射影响后的总误差；
40、如果双折射效应不显著，即：
41、；
42、；
43、若存在显著双折射效应：
44、；
45、其中，为双折射效应影响下的光纤状态函数。
46、进一步，光纤受到外界应力变化时，会导致光纤材料发生形变，从而影响相位差的测量，对于应力引起的相位差变化为：
47、；
48、其中，k为与光纤材料特性相关的常数；为应力应变函数；
49、设应力应变的判别条件为：；
50、若存在显著应力应变：
51、；
52、其中，为应力应变影响下的光纤状态函数。
53、进一步，外界的电磁干扰会对光纤传感器的测量结果产生不利影响，外接电磁场对相位差的干扰函数为：
54、。
55、进一步，光的传输强度和相位差受到光纤环中的光学损耗的影响，损耗对相位差的影响表示为：
56、；
57、其中，α为损耗系数；
58、如果损耗不显著，则：
59、；
60、引入光学损耗的判别条件：
61、。
62、进一步，判断测量是否有效为：
63、；
64、当时，测量有效；当时，表明测量会受到误差或者环境因素的影响。
65、本发明的有益效果为：该装置包括光纤式电流传感器、电流测量装置、高速相机、高频信号检测装置和信号发生器，分压器测得的放电电压信号经电缆传输至示波器。光纤式电流传感器绕置在高压引线周围测量放电电流信号，经由光纤传输至电流测量装置；高速摄相机用于拍摄放电过程的光学图像，其工作参数按照试验布置、镜头配置、分辨率要求设定；为保证试验中电学和光学观测的一致性，电流测量装置和高速摄像机通过示波器输出的触发信号进行同步。光纤式电流传感器对电磁干扰不敏感，能够在强电磁环境中准确测量电流；其次，光纤本身是电的绝缘体，可以避免高电压对测量设备的影响。此外，光纤具有重量轻、柔性好的特点，便于安装和维护；
66、最后，该装置及方法可模拟各类带电作业间隙，并获取带电作业间隙操作冲击放电微观物理参数，且具有较强的抗电磁干扰能力，可为带电作业研究试验提供有力支撑。高频信号检测装置通过捕捉流注、先导发展体系辐射的电磁波，能够从ns级精确判断放电发展的时间。
1.一种带电作业间隙操作冲击放电参数测量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种带电作业间隙操作冲击放电参数测量装置，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的一种带电作业间隙操作冲击放电参数测量装置，其特征在于：所述光纤式电流传感器（11）包括led光源（24），所述led光源（24）发出光信号经过第一耦合器（191）分为两束，其中一束光波继续传输；继续传输的光波经过光纤偏振器（20）后被转换为线偏振光，所述线偏振光经过第二耦合器（192）后，再次被分成两束，每束光分别经过光纤相位延时器（18），转换成圆偏振光，两束所述圆偏振光的旋转方向相同，经过第三耦合器（193）后，沿相反方向进入传感光纤环（17）；两束所述圆偏振光在所述传感光纤环（17）中传播。
4.一种带电作业间隙操作冲击放电参数测量方法，其特征在于，采用如权利要求1至3中任一项所述的一种带电作业间隙操作冲击放电参数测量装置来实现，还包括：
5.根据权利要求4所述的一种带电作业间隙操作冲击放电参数测量方法，其特征在于：光纤中的双折射效应会导致光的两个偏振分量以不同的速度传播，进而影响相位差，设双折射引起的附加相位差为：
6.根据权利要求5所述的一种带电作业间隙操作冲击放电参数测量方法，其特征在于：光纤受到外界应力变化时，会导致光纤材料发生形变，从而影响相位差的测量，对于应力引起的相位差变化为：
7.根据权利要求6所述的一种带电作业间隙操作冲击放电参数测量方法，其特征在于：外界的电磁干扰会对光纤传感器的测量结果产生不利影响，外接电磁场对相位差的干扰函数为：
8.根据权利要求7所述的一种带电作业间隙操作冲击放电参数测量方法，其特征在于：光的传输强度和相位差受到光纤环中的光学损耗的影响，损耗对相位差的影响表示为：
9.根据权利要求8所述的一种带电作业间隙操作冲击放电参数测量方法，其特征在于：判断测量是否有效为：
