纳秒高压脉冲电阻分压器的结构优化

由电阻分压器和存储示波器组成的纳秒级高电压脉冲测量系统中,各组成部分间的阻抗匹配与否,对测量结果影响很大.笔者基于高频电磁场仿真软件FEKO,建立了电阻分压器的仿真模型,分析了其结构对测量结果的影响,并比较了4种典型结构的优劣,对选中的结构进行了过渡段的选型和锥角优化.仿真结果表明,为减小反射,分压器应采取过渡结构,且...     

一种测量高压快脉冲用电阻分压器的设计

运用传输线原理设计了一种测量高压快脉冲用的新型电阻分压器。该分压器结构合理,在1GHz范围内传输特性好,分压比误差8.7%,上升时间误差5.38%。该分压器的分压比可调,适用范围广,使用方便,能够满足不同工作条件下高压快脉冲的测量工作。     

一种电阻脉冲分压器的研制

陡前沿高压脉冲测量对分压器的响应性能提出了非常苛刻的要求。电阻分压器对地分布电容是影响其性能的关键因素。采取在高压臂的低压端加入套筒电极的补偿措施,部分地收集原本由高压臂电阻体流向地的杂散电容电流,并调节各相关参数的匹配以减小分压器高压臂对地分布电容的影响,研制出了一种新型的电阻分压器。PSpice性能仿真分析表明:该设计可以减少响应时间和上升时间3 ns以上,改变电极的长度即可在一定的范围内调节其响应性能;适当的电感将有助于降低上升时间。仿真分析还证实了阶跃响应上升时间能够实现<1 ns。对准阶跃波、静电放电枪校准波及纳秒双指数脉冲的实验测量表明该分压器性能优越。     

一种用于测量快前沿高压脉冲的电阻分压器

分析了电阻分压器中电感和对地电容对分压器响应特性的影响,在此基础上研制了一种用于测量快前沿高压脉冲的同轴型电阻分压器,介绍了分压器的制作过程,对其进行了方波响应标定,并应用于实验测量中。实验结果表明,该电阻分压器能满足测量要求,可用于幅值10kV左右、ns前沿的短脉冲测量。     

纳秒脉冲电容分压器测量系统分析及波形重建

分析了纳秒脉冲条件下微分型、自积分型电容分压器的必要条件。用最小二乘法求得了测量系统的冲击 响应,并根据输入波形预测系统输出,采用基于Wiener滤波的反卷积法重建输入电压脉冲,并与积分器的输出波 形对比。结果表明,波形重建的效果要优于积分器,且不受电压等级、频率及采样频率的影响。     

一种脉冲高压用电阻分压器

设计了一种测量脉冲高电压用的电阻分压器，其分压比可调，测量电压不大于１ＭＶ时，响应时间为３ｎｓ。分压器已用于测量强流脉冲电子加速器的脉冲电压，这种分压器具有性能好、结果紧凑和使用方便等特点。     

用于纳秒脉冲高压测量的同轴型电容分压器

阐述了电容分压器的电路原理,根据同轴型电容分压器的容值计算公式计算了电容分压器的理论分压比,研制了一种用于测量上升沿小于10 ns脉冲高压的同轴型电容分压器,并利用方波源和电阻分压器对其进行了标定。实验测试表明,该电容分压器满足测量要求,能很好地测量快前沿的陡脉冲电压信号。     

由直流电阻分压器的结构引起的误差

本文对采用屏蔽电阻的直流电阻分压器由结构引起的误差进行了初步探讨,建立了数学模型。通过分析认为合理的结构设计是提高直流电阻分压器精度的重要措施之一。     

基于数字恢复的脉冲电阻分压器实验研究

变电站中雷击、开关操作以及故障引起的强电磁脉冲对保护控制电缆和弱电设备产生很大的干扰,为了研究干扰机理,基于快速傅里叶变换方法研究了高频脉冲电压电阻分压器。通过实验分析了普通碳膜电阻阻抗的频率特性,从频率特性可见模型很复杂;测量了51kΩ和51Ω电阻分压器的原边和副边时域脉冲电压;应用快速傅里叶变换分析了分压器频率特性,提出应用数字恢复方法恢复分压器原边侧电压。讨论了影响电阻分压器信号数字恢复的因素。实验表明应用本文方法对提高电阻分压器的上限频率很有效。     

高压ns脉冲测量中的分压器性能及阻抗匹配

为研究ns级高压脉冲测量中存在的问题,探讨了分压器阶跃响应性能与脉冲测量结果的关系及测量系统的阻抗匹配与否对测量结果的影响。由阶跃响应性能不同的分压器的双指数脉冲响应的Pspice仿真和实验测量可知:当分压器阶跃响应存在过冲时,波形上升和下降时间变短;当阶跃响应的上升时间大于被测双指数脉冲的上升时间时,波形上升和下降时间加长。基于传输线理论和Pspice仿真分析及实验测量结果可知:系统内部阻抗不匹配将导致反射和初始分压比小于稳态分压比,高压引线始端不匹配将激发振荡。因此,只有当分压器的阶跃响应无过冲且上升时间低于被测脉冲上升时间、测量系统的阻抗匹配时,才可能得到准确的测量结果。     

用于标定分压器的高电压毫微秒脉冲发生器

研制了一台高电压毫微秒脉冲发生器,它将用于标定快响应的分压器.该发生器由直流高电压电源、50欧姆脉冲形成线、紧凑型气体火花开关、50欧姆脉冲传输线构成,可输出脉宽100ns、幅值5～10kV的准矩形电压脉冲.当开关中为1个大气压空气时,其输出脉冲的上升时间约13ns;若希望得到更短的脉冲的上升时间,可将气体开关的气压增大.     

高压纳秒电磁脉冲衰减器的研制

随着电磁脉冲技术的发展,电磁脉冲前沿越来越快,峰值越来越高。针对这些特点,为了减小高压纳秒电磁脉冲传输、衰减过程中电磁波的反射,在输出端得到理想的电磁脉冲波形,设计了一种高压纳秒电磁脉冲衰减器,采用高频电磁场仿真软件HFSS建模仿真,分析驻波比,优化结构尺寸。根据仿真及优化结果,制作了衰减量为30%和40%的衰减器样机。实验表明样机衰减量误差小,传输性能好,可对上升时间2ns左右,峰值小于40kV的电磁脉冲实现有效衰减。     

纳秒脉冲电晕放电衰减研究

建立了线－板结构脉冲电晕放电实验模型，研究了沿电晕线的纳秒脉冲电晕放电对其自身波头幅值、波头形状的衰减特性，用高灵敏度紫外光－可见光成像系统摄取了单次纳秒脉冲电晕波电图像并进行了分析。研究表明，纳秒脉冲电晕放电对其自身波头幅值的衰减在电晕线前段的下降具有指数型快速衰减的趋势，且首端所加电压幅值越高，这种衰减越严重。     

纳秒脉冲同轴结构固体绝缘介质尺寸优化分析

同轴电场沿径向分布不均匀,径向电场降落集中在内电极表面附近一定范围内.在内电极直径不变,外电极直径增加的情况下,内外电极距离大于一定阈值后,电场变化在经过一个快速减小的阶段后明显变缓;在仅仅增加内电极直径,固定内外电极距离,相应增加外电极直径的情况下,内电极直径少量增加大于一定阈值后,同轴电场变化类似地经过一个快速衰减阶段后明显趋于缓和.根据同轴电极结构内外电极间隙距离与内电极直径变化影响电场分布的阈值的存在,利用Ansys数值计算结合纳秒脉冲下同轴电场变压器油中有机玻璃和尼龙1010闪络特性的实验结果,提出同轴结构高功率脉冲功率装置绝缘结构优化概念,并且给出依据闪络距离与内电极直径变化闪络电压的经验公式.     

直流输电系统用直流分压器现场检测方法研究

对直流输电系统中所用直流分压器设备的准确度进行现场检测,目前国内还没有检定规程或校准规范和实施程序。根据现场环境,提出使用桥式电阻分压器自校准的方法,提出现场实施程序,注意事项,主要仪器的选型及误差分析,分析了现场存在的影响因素,以及影响程度,并完成模拟现场环境的验证试验,试验数据表明,该方法及其实施过程符合直流分压器现场检测要求,对现场检测试验具有指导意义,并可为实验室检定提供参考价值。     

一种用于测量金属丝段电爆炸的电阻分压器设计

设计了一种开关型电阻分压器,用于对金属丝电爆炸的实验研究。在电容器充电过程中,开关断开,保证分压器的高低压臂电阻不因电压高而烧毁;在金属丝落入高压电场中的时候,开关闭合,在电阻分压器上输出电压。合理的设计开关结构、电阻参数和精确的控制开关的通断时间,可以准确的测量金属丝电爆炸过程中的电压波形。此分压器使用方便,所测波形稳定可靠,为后续的实验奠定了基础。