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科研动态

局部放电检测仪校准装置的工作原理及应用(2)

时间:2014-07-04 10:50??阅读:
2 关键技术及解决方案
    (1)采用虚拟数据采集技术,进行数字积分,按照q=It的方法来实现对局部放电量的测量,这是本项目的首创。过去都采用电压幅值乘电容的方法,按照q=UC的方法来实现对局部放电量的测量。
    (2)采用阻抗替换的方法测量内阻,也是本项目的独创。
2.1 标准内阻测试方法
    已有测试方法采用标准DL/T 846.4-2004((高电压测试设备通用技术条件第4部分:局部放电测量仪》6.13.1(原标准编号)校准脉冲发生器内阻的测试。
    测试接线如图3(原标准图号)所示。
    断开图3中开关S,将被检校准脉冲发生器输出脉冲通过电容C接到示波器的输入端,读出示波器显示的电压波形峰值Up,将开关S合上,调节可变电阻器Rw,使示波器显示的电压波形峰值降为Up/2。此时可变电阻器Rw的值即为校准脉冲发生器的内阻值。本项目的研究发现,上述标准的规定是不能准确测量内阻的。这是因为校准脉冲信号发生器所发生的信号是频率为1 000~1 200 Hz的方波,其上升时间小于等于
60 ns,它的带宽经频谱分析仪分析为30 MHz左右,它需要测量的不是直流电阻,而是相应频率下的交流阻抗。由于电容的影响,普通可调电阻组成的测量电路,其时间常数很大,所以无法对高频电路进行准确测量。

2.2 阻抗替换的内阻测试方法
    本项目采用阶跃电压发生器内阻的测量方法,阶跃电压发生器内阻的测量接线如图4所示。
    图4中,阶跃脉冲电压发生器是能产生上升时间小于60 ns,衰减时间大于100μs脉冲电压的信号发生器;示波器为带宽大于50 MHz的数字示波器;C为分度电容器;BNC为同轴连接器;R1,R2,R3,Rn为可以替换的无感电阻。
    按图4连接,连接时,使用BNC同轴连接器。设备之间连接用同轴电缆。
    从图4中可以看出,由于本项目使用的连接导体都是屏蔽电缆,使用的连接器都是BNC同轴连接器,所以电路的电容非常小,这样就能对高频电路进行准确的测量。测量中使用的替换电阻都是经过严格调整的,电感和电容的电阻都非常小,它们的直流电阻和交流阻抗非常接近,这样替换测量的结果就是阶跃脉冲电压发生器的真正内阻,符合测量要求。
    测量时,给阶跃脉冲电压发生器的电压输出端并联一个电阻R1,连接示波器,示波器的输入阻抗值为1 MΩ,测量的阶跃脉冲电压发生器的输出电压为U2,按照下式计算阶跃电压发生器的内阻:
  式中:U1为阶跃脉冲电压发生器输出端没有接并联电阻R1时的输出电压;U2为阶跃脉冲电压发生器输出端连接并联电阻R1时的输出电压;R1为阶跃脉冲电压发生器输出端连接的并联电阻,应使其尽量接近阶跃电压发生器内阻;Rx为阶跃电压发生器内阻。

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