冲击电压的测量

1、冲击电压的测量 第1页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一6-2 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原因：间隙中空气的游离程度（照射） 球面状况保护电阻：低电感的电阻，R500第2页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一二、 U50%的测量方法80109084605040201651P%UU50%1. 多级法 固定间隙，逐渐增加电压， 每级加压6次，求放电概率

2、P%， 做45级，每级约U50% 的2% 固定电压，改变间隙距离， 每次加压6次，求放电概率P%， 做45次 采用内插法：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%第3页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一U1: U0+d 70KVU2: U0 68KVU3: U0-d 66KVU4: U0-2d 64KV第一个有用点30个有用点耐受击穿2. 升降法U1: U0+d 70KVU2: U0 68KVU3: U0-d 66KVU4: U0-2d 64KV第一个有用点30个有用点耐受击穿第4页，共45页，2022年，5月20日，8点25

3、分，星期一 tuTft16-3 冲击峰值电压表一、工作原理VDCMu1UM0Tf，u1的上升沿： D导通，CM充电t=Tf，u1=UM： D截止，UCM=UM由静电电压表等可测量之二、误差原因 D导通时，CM充电需要时间 电压表测量过程中有泄漏第5页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一RDCM越大，误差越大CM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第6页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一三、改进方法1. 降低CM，并联大电容CVDCMRDCR1VRDCM很小，CM充电至UMCM充电期间，C不充电R1C很大，C充电后泄漏很小

4、被测电压TfR1CVDC12CMR12. 高速切换开关可用于操作波和重复波形第7页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一6-4 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% Tf, Tt: 10%（响应特性好）第8页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一二、电阻分压器R1的阻值：约10k，2k R120k 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.R1R2电阻丝：电阻系数高，温度系数低电阻丝的直径：

5、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：电容分压器第22页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一1-高压电容C12-低压电容C23-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=Z31456710298Z2. 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 高压电极靠近底座第23页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一3. 低压测量回路低压臂结构：低压回路：(单端匹配)abCZC1C2暂态：第24页，共45页，2022年，5月20日，8点2

6、5分，星期一稳态：第25页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一末端匹配或双端匹配R2C3CbZCkaC1C2R1首端串联电阻末端并联电阻不可以RC串联作为末端匹配（暂态）（稳态）第26页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一双端匹配条件：第27页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一四、阻容并联分压器C1C2R1R2ZR4R3R4/n暂态分布：按电容分布稳态分布：按电阻分布第28页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一五、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CeC1C2R2R1暂态特性：电阻分压

7、稳态特性：电容分压高压引线上必须串联电阻Rd，阻尼振荡电阻Rd置于高压引线的首端，又作为引线的匹配电阻第29页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一初始分压比等于最终分压比时GCbRfRtC1R1t0u0tu无负荷电容或负载电容很小时第30页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一2. 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：决定于电容分压响应时间：决定于R1C1陡波测量：第31页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一6-5 分压器误差及

8、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 加交流电压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%第32页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一 频率响应特性的校核施加幅值一定，频率可调的正弦波电压，测定不同频率时输出电压值f1f21+3dB-3dBfufh1+3dB-3dBuffh第33页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一方波响应特性分压器输入端施加方波，测量输出端电压

9、波形0T1ut阻尼型振荡型：T=T1-T2+T3-T4+振荡型10utT1T2T3标准方法 替代方法0第34页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一 方波响应测定方法合格的方波源正确的测量回路第35页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一 响应指标和判断标准响应指标：T1, , TN, ts, T010utT0T0的定义：截断时间为Tc的波前截断波：第36页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一6-6 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第37页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一带宽对波形的影响2. 上升时间第38页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一3. 采样率(fs)（Samples/s）第39页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一采样率越高，波形越逼真，幅值误差越小4. 位数（N）和垂直分辨率第40页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一5. 记录长度（kB, MB）第41页，共45页，2022年，5月20日，8点25分，星期一6-7 光电测量技术一、