沖擊高電壓的測量

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1、主要內(nèi)容1.概述2.用球隙測量沖擊電壓的幅值第5章沖擊高電壓的測量3.沖擊電壓分壓器ò沖擊電壓測量系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移特性ò電阻分壓器ò電容分壓器ò阻容分壓器4.高電壓測試的抗干擾措施1概述1概述沖擊電壓（Impulsevoltage）：雷電沖擊或操作沖擊，均是單次快速變化過程，不但要求測量系統(tǒng)具有良好的瞬態(tài)球隙測量響應特性，而且要求具有很高的記錄速度。幅值測量沖擊分壓器―峰值表測測量交直流等慢過程的儀器和系統(tǒng)不一定適宜或根本不可沖擊電壓測量沖擊電阻分壓器―示波器測量波形測量能測量沖擊電壓。所以沖擊波的測量將是一個全新的內(nèi)容。沖擊電容分壓器―示波器測量阻容混合分壓器―示波器測量沖擊電壓的測

2、量包括兩個方面：峰值測量和波形記錄。2用球隙測量沖擊電壓的幅值1概述2.1用球隙可以測量沖擊電壓幅值球隙為稍不均勻場，其伏秒特性基本為水平線，沖擊比測量誤差要求：為1，所以球隙的沖擊放電電壓和交直流放電電壓可以并列在標準全波、波尾截波，1/5μs短波，幅值誤差≤±3%；一張表中。對比1/5μs更短的波，伏秒曲線上翹，沖擊放電電波頭截波的幅值誤差≤±5%；（Tc:0.5us~2us）壓將比表列數(shù)據(jù)高。若所用波形比上述波形長，則對放電電波頭截波的幅值誤差≤±3%；（Tc>2us）壓沒有影響，仍可使用標準表。所有波頭、波尾時間參數(shù)測量誤差≤±10%；12.2用球隙測沖擊電壓時如何減小分

3、散性2.3球的保護電阻的作用測交、直流時R較大，以保護球面和防振蕩；而對沖擊R影響分散性的因素：不宜太大。原因如下：ò球面塵污；①沖擊時間短，球面保護要求不高；ò球隙空氣游離不充分。②放電前，球隙電流I=ωCU較大，R上壓降亦大，R太大，解決措施：影響測量結(jié)果。ò擦試干凈和多次預放電;故需串R≤500?以防止過電壓（電壓截斷時試品上引起的）ò采用人工照射方法使間隙中空氣游離。及振蕩（大直徑球隙回路中的振蕩，易在球隙上引起比試品上更高的電壓）。2.4球隙U50%的確定2.4球隙U50%的確定球隙U50%確定方法：1、簡單方法（10次測量法）某一電壓作用于球隙距離上，10次中有4、5

4、、6次閃絡（相應6、5、4次不閃絡）均可認為該電壓為U50%。2、多級法至少5級，即選U1、U2…U55個電壓，每級電壓施加10次，求得近似放電概率P%，之后在正態(tài)概率紙上作曲線，并可擬和合為一條直線，由此直線求得P=50%的U50%。3沖擊電壓分壓器2.4球隙測沖擊電壓幅值為U50%3、升降法沖擊電壓分壓器+示波器測量沖擊電壓的波形和幅值。先估計U’50%,選擇級差d=U’50%×3%，U’50%加于分壓器的作用：間隙，若擊穿，則下次加壓減少d；若再擊穿，則再減d即可，一般示波器的輸入能承受300V，而被測電壓為幾十萬~幾若再下次不擊穿，則應加d。這樣升降反復進行，約30次。百

5、萬伏，所以分壓器就是用于將高幅值的沖擊電壓線性縮小到幾百伏以內(nèi)，以供示波器測量。線性的含義：U—某一級電壓值；在波形測量過程中，要求分壓比準確，且為一常數(shù)不隨ΣnUi=iiU50%ni—該級電壓的加壓次數(shù)；電壓幅值高低和頻率（波形）變動而改變。這樣理想的分壓ΣniΣni—總加壓次數(shù)（20~40）。器稱為無畸變分壓器。在高壓測量中不存在無畸變分壓器，只是力爭誤差小一些，IEC規(guī)定分壓比誤差為±1%。23沖擊電壓分壓器3.1沖擊高壓分壓系統(tǒng)的構成及連接線原則測量系統(tǒng)的誤差要求：在沖擊試驗中要求測量標準波及截尾波時的峰值誤差在3%以內(nèi)，波頭長和波尾長誤差在10%以內(nèi)。上述誤差是對整個沖

6、擊測量系統(tǒng)而言的，一個沖擊測量系統(tǒng)不僅包含分壓器本體，還包括示波器、分壓器和示波器連接線的原則：①發(fā)生器先連線到試品，然后由試品連接間的測量電纜、分壓器和沖擊電壓發(fā)生器的高壓引線，每個到分壓器；②分壓器與試品為避免相互的電場和電磁場干擾，須相距一定距離;③分壓器和試品間須加阻尼電阻，改善測量組成部件都可能引起誤差。系統(tǒng)轉(zhuǎn)換特性；④用屏蔽電纜傳輸信號；（波紋管、編織層、雙層屏蔽）;⑤測試系統(tǒng)的接地應良好。3.2沖擊測量系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移特性3.2沖擊測量系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移特性１.頻率響應N(jω)=N(jω)∠θ(jω)2.階躍響應輸出端開路，電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)為：N(jω)網(wǎng)絡函數(shù)的幅頻響應H(s)=

7、U(s)U(s)θ(jω)網(wǎng)絡函數(shù)的相頻響應0i高壓分壓系統(tǒng)輸入端為單位階躍函數(shù)ε(t)，低壓的階躍響幅頻響應和相頻響應常在掃描正弦波輸入條件下獲取，對應為G(t)，歸一化后的階躍響應為g(t)=KG(t)，K為穩(wěn)態(tài)分壓較高電壓的分壓系統(tǒng)獲取幅頻特性和相頻特性有一定困難，比。常用階躍響應反映分壓系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移特性?！揠A躍響應時間T的原始理論值為:T=∫[1?g(t)]dt0(a)階躍響應時間：T=T1-T2+T3-T4+…3.3.1電阻分壓器振蕩型階躍響應電阻分壓器的特點：ò沖擊電阻