单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 冲击电压的测量,6-1 概述,冲击电压的特点：快速变化的瞬变信号,测量对象：幅值 波形,标准要求：,全波幅值：3%，波头、波尾时间：10%,截断波幅值：5%,波峰振荡f5MHz,or Ta10MHz,or Ta15ns,(GB/T16927.2-1997),测量方法：测量球隙,分压器+示波器数据记录仪,光电测量系统,冲击峰值电压表,6-2 球隙测量冲击电压的方法,幅值测量的不确定度：,3%,一、放电电压,50%放电电压U50%表示冲击电压的平均值,球隙放电电压表中，同一数据可表示交直流以及,冲击50%的放电电压值，,WHY?,球隙的伏秒特性DCLI呈水平,分散性影响测量的准确度,缘由：间隙中空气的游离程度照射,球面状况,爱护电阻：低电感的电阻，R500,二、U,50%,的测量方法,80,10,90,84,60,50,40,20,16,5,1,P,%,U,U,50%,1.多级法,固定间隙，渐渐增加电压，,每级加压6次，求放电概率P%，,做45级，每级约U50%的2%,固定电压，转变间隙距离，,每次加压6次，求放电概率P%，,做45次,承受内插法：施加电压U1，,施加十次，放电概率在20,30%，增加电压至U2，放电,概率在7080%,U1,:,U,0,+,d,70KV,U2,:,U,0,68KV,U3,:U,0,-,d,66KV,U4,:U,0,-2,d,64KV,第一个有用点,30个有用点,耐受,击穿,2.升降法,U1,:,U,0,+,d,70KV,U2,:,U,0,68KV,U3,:U,0,-,d,66KV,U4,:U,0,-2,d,64KV,第一个有用点,30个有用点,耐受,击穿,t,u,T,f,t1,6-3 冲击峰值电压表,一、工作原理,V,D,C,M,u,1,U,M,0,T,f，,u,1,的上升沿：,D导通，C,M,充电,t=T,f，,u,1,=U,M,：,D截止，,U,CM,=U,M,由静电电压表等可测量之,二、误差缘由,D,导通时，,C,M,充电需要时间,电压表测量过程中有泄漏,R,D,C,M,越大，误差越大,C,M,越小，泄漏越大,测量误差,波形变化越快，误差越大,冲击峰值的测量准确度,波形,有关,三、改进方法,1.降低C,M,，并联大电容C,V,D,C,M,R,D,C,R,1,V,R,D,C,M,很小，C,M,充电至U,M,C,M,充电期间，,C,不充电,R,1,C,很大，,C,充电后泄漏很小,被测电压T,f,R,1,C,V,D,C,1,2,C,M,R,1,2.高速切换开关,可用于操作波和重复波形,6-4 冲击电压分压器,一、概述,电阻分压器、电容分压器、阻容分压器、阻尼分压器,还包括：,信号电缆、高压引线、示波器、阻尼电阻,要求：波形不畸变，分压比准确、稳定,IEC标准,K,:,1%,幅值,：,3%,T,f,T,t,:,10%,响应特性好,二、电阻分压器,R,1,的阻值,：约10k,，2k R,1,20k,电阻,：电阻丝无感绕制，匝间距尽可能短，,丝尽可能短，浸泡油中,H.V.,R,1,R,2,电阻丝,：电阻系数高，温度系数低,电阻丝的直径,：,电阻值的大小,电压波形,峰值大小,测量电压,：,陡波、雷电波,：电阻分压器,长波头波、操作波,：电容分压器,1-高压电容,C1,2-低压电容,C2,3-屏蔽罩,4-绝缘壳,5-压缩气体,6-同轴电缆,7-珐兰底座,8-同轴电缆,9-屏蔽,10-匹配电阻,R=Z,R=Z,3,1,4,5,6,7,10,2,9,8,Z,2.集中式电容分压器,高压臂与低压臂之间电缆连接：,高频振荡,改进：,串接匹配电阻,高压电极靠近底座,3.低压测量回路,低压臂构造：,低压回路：,(单端匹配),a,b,C,Z,C,1,C,2,暂态：,稳态：,末端匹配或双端匹配,R,2,C,3,C,b,Z,C,k,a,C,1,C,2,R,1,首端串联电阻,末端并联电阻,不行以,RC串联作为末端匹配,暂态,稳态,双端匹配条件：,四、阻容并联分压器,C,1,C,2,R,1,R,2,Z,R,4,R,3,R,4,/n,暂态分布：按电容分布,稳态分布：按电阻分布,五、阻尼分压器,1.高阻尼电容分压器,分布式电容分压器：,存在,电感L,和对地,电容Ce,C,1,C,2,R,2,R,1,暂态特性：电阻分压,稳态特性：电容分压,高压引线上必需串联电阻Rd，阻尼振荡,电阻R,d,置于高压引线的首端，又作为引线的匹配电阻,初始分压比等于最终分压比时,G,C,b,R,f,R,t,C,1,R,1,t,0,u,0,t,u,无负荷电容或负载电容很小时,2.低阻尼电容分压器,高频振荡,：高压引线上波的折反射,低频振荡,：分压器电感与杂散电容间的振荡,引线上阻尼电阻：,分散布置到分压器内部,为了减小响应时间，选：,分压比：打算于电容分压,响应时间：打算于R1C1,陡波测量：,6-5 分压器误差及校核方法,一、误差来源,分压比误差,响应特性引起的误差,响应特性测定时条件与实际不同引起的误差,电晕及其他非线性因素引起的误差,各种干扰引起的误差,二、校核方法,分压比的测定,加沟通电压U1(f 1kHz)，U1,U2的测量：0.5%,测,分压器元件阻抗,R,C,，,R,：,0.2%;,C,：,0.5%,频率响应特性的校核,施加幅值肯定，频率可调的正弦波电压，测定不同,频率时输出电压值,f,1,f,2,1,+3dB,-3dB,f,u,f,h,1,+3dB,-3dB,u,f,f,h,方波响应特性,分压器输入端施加方波，测量输出端电压波形,0,T,1,u,t,阻尼型,振荡型：T=T,1,-T,2,+T,3,-T,4,+,振荡型,1,0,u,t,T,1,T,2,T,3,标准方法 替代方法,0,方波响应测定方法,合格的方波源,正确的测量回路,响应指标和推断标准,响应指标：T,1,T,N,t,s,T,0,1,0,u,t,T,0,T,0,的定义：,截断时间为T,c,的波前截断波：,6-6 数字存储示波器,锁定和存储波形,计算分析、测量功能,打印、接口,主要技术指标,1.带宽,波形再现的逼真程度,带宽对波形的影响,2.上升时间,3.采样率(fs)Samples/s,采样率越高，波形越逼真，幅值误差越小,4.位数N和垂直区分率,5.记录长度kB,MB,6-7 光电测量技术,一、利用电光效应,铌酸锂、硅酸铋,光的相位变化,光强的变化,二、激光调制,