離子流密度

離子流密度是指導體通過高壓直流電時會發生電暈，電離形成的離子在電場力的作用下，向附近空間運動，形成離子流。而地面單位面積截獲的離子流稱為離子流密度。

基本介紹

• 中文名：離子流密度
• 外文名：ion current density
• 範疇：高壓輸電工程

研究背景

在高電壓輸電工程中，交、直流線路同走廊或同塔架設可以充分利用輸電走廊的利用率，提高走廊的電能傳輸能力。然而，由於交、直流線路之間的相互影響，使交、直流線路臨近架設時的電磁環境與按單獨架設的交、直流線路的電磁環境有所不同。研究交、直流線路臨近架設情況下的混合電場與離子流密度的分布變化規律，可為工程設計及其電磁環境評估提供理論依據，具有重要的學術和工程價值。

與國套簽刪外研究相比，20世紀80年代，中國電力科學研究院等研究機構借鑑國外研究成果，開展了離子流場的預測計算研究。進入21世紀後，隨著我國±800 kV直流特高壓輸電工程的規劃建設，一些單位對±800 kV特高壓直流輸電線路的電磁環境影響進行了一系列的試驗和理論研究，取得了一定的舟組邀研究成果。

測量原理

對地面的離子流密度的測量，一般採用威爾遜板法，即通過測對地絕緣的金屬板截獲的電流來測量。為了避免金屬平板邊緣對電場畸變造成的測量誤差，金屬板四周設有一圈一定寬度的金屬接地環。另外為減少微弱電流測量帶來的誤差，金屬板的面枳應該足夠大。

進入吸收離子流板的離子電流可用兩種方法測量：—種方法是將白拜匙殼接收板通過一個能測量微弱電流的電流表接地，直接測量電流；一種方法是將接收板與地間並聯一個電阻，通過測量該電阻上的壓降，來推算出流過的電流大小。

測量系統構成

離子流測量系統主要是離子流收集板、數據電纜信號線、多通道小信號測量儀和數據收集終端（電腦）組成。

其中離子流板由正面的離子流收集板、中間的絕緣層、背面的接地板以及禁止環組成，禁止環與接地板一起直接接地，離子流板的尺寸為1m×1m，其中禁止環的寬度5cm，如圖《離子流板》所示：

離子流板

將離子流板的數據出協重祖騙口與數據電纜信號線的一端相連線，電纜線的另一端與多通道小信號測量儀相連，通過數據接收終端的軟體設定採集時間後，就可以對某一點上的離子流密度進行測量。其中多通道小信號測量儀型號KEITHLEY 2701。

離子流板的擺放位置一般情況下同電場測量儀的擺放位置相同，當測量儀數量較多而譽汽艱離子流板數量較少時，可以選擇比較重要探鍵的測量點優先擺放，即對於反映交直流導線下離子流分布規律比較敏感的位置。

影響因素

由於離子流密度是通過測量對地絕緣的金屬板截獲的電流來測量，而金屬平板邊緣對電場造成畸變會造成測量誤差，所以金屬板四周應臭良巴有一圈一定寬度的金屬接地禁止環。另外為了減少微弱電流測量帶來的誤差，金屬板的面積應足夠大，使其截獲的離子電流數值能在當前測量儀表量程範圍以內。另外還要考慮工頻交流線路與離子流板之間的容性稱合所產生的感應電流以及交流離子流對測量結果的影響。