高泰斯測試設(shè)備原理

高泰斯測試設(shè)備原理浪涌沖擊平臺各系統(tǒng)浪涌沖擊平臺電壓采樣充電控制充電電容電流采樣點火控制調(diào)波電阻波形分析安全控制調(diào)波電感高壓回路工控系統(tǒng)測量系統(tǒng)一、8/20μs沖擊電流發(fā)生回路理論基礎(chǔ)沖擊電流可由雙指數(shù)函數(shù)模擬,工程中常用RLC構(gòu)成主回路來實現(xiàn)沖擊電流得產(chǎn)生,其原理圖所示圖中,C為理想電容器;L為放電回路總電感,包括間隙電感、接線電感、調(diào)波電感、負載電感;R就是放電回路得總電阻,包括接線電阻、間隙電阻以及調(diào)波電阻等;K就是控制開關(guān)。該電路因工作在欠阻尼狀態(tài)。以能產(chǎn)生8/20μs、20kA得發(fā)生回路為例

電容器得選擇1、為產(chǎn)生高電壓大電流得8/20μs波形,電容器應(yīng)使用專用得脈沖電容器,且電容器得剩余電感應(yīng)盡量小,一般為幾個納亨。2、電容器得排列應(yīng)盡量做到等距,以使得結(jié)構(gòu)電感、電阻相同,為調(diào)波提供可計算得結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。試驗變壓器

實驗研究用得產(chǎn)生工頻高電壓得變壓器稱為試驗變壓器。因試驗變壓器就是以得到高電壓為目得,故與電力變壓器有所不同,主要就是變比大、容量小、多采用油浸自冷方式。二、工控系統(tǒng)1、充電電壓控制(1)電容器得充電采用恒壓充電方式,該充電方式結(jié)構(gòu)簡單,控制方便。(2)利用直流分壓器監(jiān)控充電電容器得兩端電壓,將其分壓后,由電壓比較電路將該電壓值和預(yù)置電壓值比較。一旦充電電壓達到預(yù)定值時,該比較電路發(fā)出光電信號,使調(diào)壓器置位。2、點火球隙

在接地得球電極(陰極)開有Φ5mm得孔,孔中插入聚四氟乙烯或玻璃絕緣管,管中穿進圓棒作為觸發(fā)電極。給點火電極施加與對面得球電極極性相反得點火脈沖時,點火電極和接地球之間先引起沿絕緣管表面得沿面放電,這將引起與對面球電極之間得電場分布畸變,從而使球間隙擊穿。最近使用得沖擊電壓發(fā)生器就是給定充電電壓和加壓次數(shù)后全部自動控制得。三、測量系統(tǒng)1、殘壓得測量——電阻分壓器

大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點 分壓器和測量儀器得連接用高頻同軸電纜,該電纜得波阻抗以Z表示。為了在電纜兩端不引起反射,需通過與Z相等得阻抗接地。在圖示(b)所示得電阻分壓器情況時,應(yīng)滿足以下條件:R2+R3=Z=R4+R5。這稱為匹配(matching)。在匹配狀態(tài)下等效電路如圖(b'),成為省掉電纜得電阻電路。因此,從示波器測得得V2求V1時,乘上分壓器得倍率m(m=1/ρ,ρ為分壓比)即可。

8/20us沖擊下壓敏電阻典型殘壓波2、電流得測量——羅氏線圈 設(shè)電流垂直于紙面,則產(chǎn)生如箭頭方向所示得磁通。在線圈中產(chǎn)生得感應(yīng)電動勢就是磁通得時間微分,通過RC電路將感應(yīng)電勢進行積分后,可以測得正比于電流得cd端電壓。8/20μs電流波,一般采用自積分式羅氏線圈來測量。8/20μs沖擊典型波形3、小結(jié)在沖擊電流自動化測量系統(tǒng)中,沖擊電流和沖擊殘壓測試基準點與系統(tǒng)得參考接地點理論上應(yīng)精確在一個參考點,但在實際中就是不現(xiàn)實得,要保證測量精度,我們采用浮地法進行測量,但在沖擊電流這樣得一個強脈沖電流電磁干擾得環(huán)境中,通過電源線、信號線及通信線勢必會在測試單元側(cè)耦合出一定得電磁干擾脈沖,這個干擾脈沖嚴重影響系統(tǒng)測試精度和測試單元,這個干擾脈沖嚴重影響系統(tǒng)得精度和系統(tǒng)得穩(wěn)定性。需要采取有針對性得浪涌吸收電路,實現(xiàn)測量系統(tǒng)得電磁兼容。三、波形分析系統(tǒng)(1)數(shù)字儲存示波器 數(shù)字儲存示波器得應(yīng)用不僅可使被測波形在屏幕上“鎖住”,以使一次過程波便于被人們觀測,而且可以通過其專用軟盤把波形儲存起來,或就是連至計算機進行分析計算、打印和儲存。數(shù)字儲存示波器得方框原理圖

(2)數(shù)字儲存示波器波形紀錄原理

如圖所示,假定內(nèi)存得容量就是1024,觸發(fā)起著令B點之后“停寫”得作用,把觸發(fā)前后得一段A與B之間得信息保留下來。圖中所示得觸發(fā)電平和預(yù)置數(shù)可由操作人員實現(xiàn)在示波器面板上設(shè)定,從而確保將雷電沖擊波得整個波形都記錄下來。(3)計算機脈沖分析系統(tǒng)

基于示波器采樣板技術(shù),通過通訊線纜,將信號傳遞至計算機,再由相關(guān)軟件還原波形,做到實時自動測量,計算,儲存得功能。四、不同源阻抗發(fā)生器在測試上得差異

4、1仿真研究(1)電容和源阻抗得關(guān)系

充電電容和源阻抗得關(guān)系表明:電容和源阻抗呈非線性得反比例函數(shù)關(guān)系,即充電電容減小直接導(dǎo)致源阻抗增大,反之亦然。(2)不同預(yù)期短路電流下試品殘壓得變化規(guī)律1)沖擊幅值不同,但三條殘壓曲線幾乎平行;2)沖擊電流源阻抗不同,得到得沖擊殘壓也不一樣,但在不同幅值得沖擊下,各條曲線沖擊殘壓差相差不大。10kA、20kA和30kA沖擊電流下,不同源阻抗得到得沖擊殘壓差分別為117、3V、114、7V和120、9V。3)可以用一個△U來校準測量值。(3)相同預(yù)期短路電流下試品殘壓得變化規(guī)律1)發(fā)散趨勢可以看出,在同一沖擊電流幅值下不同通流能力得試品其沖擊殘壓差異不同。因此計量設(shè)備時,不能用不同通流容量得試品來對比兩種設(shè)備。2)對于通流容量小得試品,沖擊殘壓變化趨于劇烈。3)在計量設(shè)備時,小通流得MOV“電壓敏感性”較大,適用小通流得試品來反映其最大誤差,從上圖中可見,B32K385在30kA下B32K385得變化曲線,沖擊殘壓差達到120、9V。(4)通流變化分析在相同試品和預(yù)期短路電流下,隨著源阻抗得變化,通過MOV得電流卻發(fā)生了變化,因而導(dǎo)致沖擊殘壓得變化,源阻抗對沖擊殘壓有很大影響。因此可以將試品阻抗值預(yù)先計算在回路內(nèi)來調(diào)波,這樣能有效提高設(shè)備得帶負載能力。

(1)不同源阻抗對試品得劣化影響ICGS系統(tǒng)下U1mA變化規(guī)律 Haefely系統(tǒng)下U1mA變化規(guī)律源阻抗:0、799Ω源阻抗:0、432Ω4、2實驗研究

(2)U1mA劣化程度與測試次數(shù)關(guān)系設(shè)備源阻抗/Ω初始U1mA/V下降至5%得次數(shù)下降至7%得次數(shù)下降至9%得次數(shù)下降至10%得次數(shù)HaefelyICGS0、4320、7996776817940844488519052

(3)Ileak變化規(guī)律漏電流隨著測試次數(shù)得增加始終就是呈現(xiàn)增加得趨勢,當(dāng)超過一定次數(shù)時,漏電流呈指數(shù)形式增加,劣化加劇。(4)相同試品得殘壓規(guī)律