低阻抗冲击电压标准波源

介绍了可产生IEC60060-1中规定的雷电全波的低阻抗冲击电压标准波源的原理及其不确定度评定。冲击电压标准波源为小型的Max发生器,其电压峰值Up、波前时间T1、波尾时间T2都可以根据脉冲形成回路的元器件参数计算得到。该标准波源的输出电压波形峰值为10~1000V,输出波形参数不确定度(置信概率95%,包含因子k=2)为:峰值UUp为5×10-4,波前时间UT1为4×10-3,半峰值时间UT2为4×10-3。采用PTB校准过的14bit数字记录仪测量低阻抗标准的输出波形,并将测量结果与理论计算值进行比较。连续重复20次,最大相对标准偏差为2.7×10-4。在六个月内各电压点峰值长时稳定性在0.2‰内。负载分别为7.95kΩ和1MΩ,理论计算波形参数的区别与测量结果吻合。表明该低阻抗冲击电压标准波源既可校核数字记录仪也可校准电阻分压器。     

溯源用低阻抗冲击电压标准波源

本文介绍了可产生IEC60060-1中规定的雷电全波的低阻抗冲击电压标准波源的原理及其不确定度评定。冲击电压标准波源为小型的Max发生器,其电压峰值U_p、波前时间T₁、波尾时间T₂都可以根据脉冲形成回路的元器件参数计算得到。该标准波源的输出电压波形峰值为10V-1000V,输出波形参数不确定度(置信概率95%,包含因子k=2)为：峰值U_Up：5×10_-4,波前时间U_T1:4×10_-3,半峰值时间U_T2: 4×10_-3,。采用PTB校准过的14Bit数字记录仪测量低阻抗标准的输出波形,并将测量结果与理论计算值进行比较。连续重复20次,最大相对标准偏差为2.7×10_-4。在六个月内各电压点峰值长时稳定性在0.2‰内。负载分别为7.95kΩ和1MΩ,理论计算波形参数的区别与测量结果吻合。表明该低阻抗冲击电压标准波源既可校核数字记录仪也可校准电阻分压器。     

基于LabVIEW的冲击电压/电流波形测量软件

冲击电压测量软件的计算准确度直接影响冲击电压测量系统的测量水平,介绍了IEC标准对于叠加过冲振荡的雷电全波的计算方法的发展改进过程,简述了自主开发的冲击测量软件的基本功能以及关键问题的解决方法,并采用IEC61083-2-2010的标准试验数据发生器(TDG)验证了软件的计算准确度。软件对雷电全波(LI)29个典型波形的计算结果,其主要波形参数:峰值Up、波前时间T1、半峰值时间T2、部分相对过冲幅值β与标准值的最大偏差值分别为-0.07%、1.5%、-0.17%、1.0%,各参数的计算偏差都小于标准规定的最大允许偏差值;另外对波形雷电截波(LIC)、冲击电流波形(IC)和操作冲击全波(SI)的典型波形进行计算,得出本软件可用于计算冲击电压/电流各种波形的结论。将本软件与研究所研发的冲击测量软件就主要测量参数进行了计算结果的比较,结果显示其软件除了计算过冲时存在几个极大偏差,也基本满足IEC标准的规定,证明本软件采集数据的计算水平达到了先进水平。     

冲击电压测量软件的验证及其比对

冲击电压测量软件的计算准确度直接影响冲击电压测量系统的测量水平,笔者介绍了IEC标准对于叠加过冲振荡的雷电全波的计算方法的发展改进过程,简述了自主开发的冲击测量软件的基本功能以及关键问题的解决方法,并采用IEC 61083-2—2010的标准试验数据发生器(TDG)验证了软件的计算准确度。根据该软件对雷电全波(LI)29个典型波形的计算结果,其主要波形参数为峰值Up、波前时间T1、半峰值时间T2、部分相对过冲幅值β与标准值的最大偏差值分别为-0.07%、1.5%、-0.17%、1.0%,各参数的计算偏差都小于标准规定的最大允许偏差。总结采用新方法后各参数的变化趋势,笔者选择IEC 61083—1996 TDG软件规定的17种典型波形(LI),结果显示新方法计算的过冲低于旧标准值,因此拟合基准曲线峰值低于旧方法中的平均曲线的峰值;对于过冲频率f≥500 kHz时,由于计算滤波方法的不同,新方法得到的T1和Up分别低于、高于旧标准值。     

基于模糊变量法的1kV低阻抗冲击电压校准器输出波形参数的不确定度评定

为建立冲击电压测量的标准系统,可研制具有高精度和高稳定度的低阻抗冲击电压校准器作为初始参考标准,并根据IEC 61083中的推荐可用于校准由冲击分压器和数字记录仪组成的测量系统。冲击电压校准器的波形形成回路是由给定数值的电阻和电容器件组成,通过分析回路元器件参数值和相应的不确定度可得到其输出波形参数值及对应的不确定度。论文研制了一台理论波形参数为1.56?s/60?s的1 k V低阻抗冲击电压校准器,并对其回路结构进行了分析。论述了基于模糊变量法对输出波形参数的不确定度的评定过程,并对校准器进行测量并验证了校准器的输出性能及稳定性性能。     

电磁兼容性测试用冲击电压分压器设计及实现

基于"场-路"耦合的思想,通过电磁场仿真计算提取电阻分压器的杂散参数,建立了冲击电压下电阻分压器的等效电路模型,进而研究了电阻分压器结构参数对测量结果的影响.依据仿真分析结果,设计并实现了电磁兼容性测试用10kV冲击电压分压器与冲击电压测量系统.经测试该系统测量冲击电压峰值的扩展不确定度、测量波前时间的扩展不确定度、测量半波时间的扩展不确定度等,均满足电磁兼容性测量要求.     

标准冲击电压校准器的研制与溯源

冲击电压测试设备及仪器需要进行校准以保证冲击电压试验结果的准确性,为此研制了一种校准冲击电压测试设备仪器的冲击电压校准器。在介绍了设计原理后进行了不确定度分析和量值溯源。校准器的电压量程范围为30～1000V,能产生满足IEC60060-1:1989的标准雷电和操作冲击波,并且通过高精度直流电压源以及组成冲击回路的高精度、高稳定度的电感、电容、电阻等基本元器件,从而将冲击电压的参数经过这些元件的不确定度传递到相应的直流电压标准及元件标准上去。经过不确定度来源的分析和评估,校准器所产生冲击电压峰值的不确定度为0.05%,时间参数的不确定度<0.5%,可作为校准冲击电压测试设备以及仪器的标准波源。     

标准冲击分压器的校验

用来作IEC规定试验的高压冲击分压器的质量评定,可按计量制度规定的与一精确的标准分压器做比对。本文叙述了一个专用的500kV阻尼电容标准分压器的设计和校验,它的全部测量误差包括8或12比特(bit)数字式记录仪的,大大低于IEC 60中规定的电压峰值和时间参数的误差。文中举了两个应用例子,证明了标准分压器与其它分压器作比对时具有良好的特性。     

论工频电压的峰值测量

工频分压器二次电压的测量,常用不带峰值测量的数字万用表检测,确认在非正弦周期电压波的作用下,此类表有很大的测量误差,在不能确定电源波形为正弦波时,不应用此类表来测量试验电压.高压表符合国家和IEC标准对工频电压测量的要求,能较准确的测量试验电压的峰值和有效值,是工频高电压测量更新换代的产品.     

高压线路绝缘子陡波试验技术探讨

探讨符合DL／T557－91标准要求并可进行100～400ns时间范围的电压-时间特性试验（V－t特性）的高压线路绝缘子陡波试验技术,给出了满足试验要求的回路参数、电阻分压器结构和所选择的冲击波形示波器。