冲击高电压的测量

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1、主要内容1.概述2.用球隙测量冲击电压的幅值第5章冲击高电压的测量3.冲击电压分压器ò冲击电压测量系统的转移特性ò电阻分压器ò电容分压器ò阻容分压器4.高电压测试的抗干扰措施1概述1概述冲击电压（Impulsevoltage）：雷电冲击或操作冲击，均是单次快速变化过程，不但要求测量系统具有良好的瞬态球隙测量响应特性，而且要求具有很高的记录速度。幅值测量冲击分压器―峰值表测测量交直流等慢过程的仪器和系统不一定适宜或根本不可冲击电压测量冲击电阻分压器―示波器测量波形测量能测量冲击电压。所以冲击波的测量将是一个全新的内容。冲击电容分压器―示波器测量阻容混合分压器―示波器测量冲击电压的测

2、量包括两个方面：峰值测量和波形记录。2用球隙测量冲击电压的幅值1概述2.1用球隙可以测量冲击电压幅值球隙为稍不均匀场，其伏秒特性基本为水平线，冲击比测量误差要求：为1，所以球隙的冲击放电电压和交直流放电电压可以并列在标准全波、波尾截波，1/5μs短波，幅值误差≤±3%；一张表中。对比1/5μs更短的波，伏秒曲线上翘，冲击放电电波头截波的幅值误差≤±5%；（Tc:0.5us~2us）压将比表列数据高。若所用波形比上述波形长，则对放电电波头截波的幅值误差≤±3%；（Tc>2us）压没有影响，仍可使用标准表。所有波头、波尾时间参数测量误差≤±10%；12.2用球隙测冲击电压时如何减小分

3、散性2.3球的保护电阻的作用测交、直流时R较大，以保护球面和防振荡；而对冲击R影响分散性的因素：不宜太大。原因如下：ò球面尘污；①冲击时间短，球面保护要求不高；ò球隙空气游离不充分。②放电前，球隙电流I=ωCU较大，R上压降亦大，R太大，解决措施：影响测量结果。ò擦试干净和多次预放电;故需串R≤500Ω以防止过电压（电压截断时试品上引起的）ò采用人工照射方法使间隙中空气游离。及振荡（大直径球隙回路中的振荡，易在球隙上引起比试品上更高的电压）。2.4球隙U50%的确定2.4球隙U50%的确定球隙U50%确定方法：1、简单方法（10次测量法）某一电压作用于球隙距离上，10次中有4、5

4、、6次闪络（相应6、5、4次不闪络）均可认为该电压为U50%。2、多级法至少5级，即选U1、U2…U55个电压，每级电压施加10次，求得近似放电概率P%，之后在正态概率纸上作曲线，并可拟和合为一条直线，由此直线求得P=50%的U50%。3冲击电压分压器2.4球隙测冲击电压幅值为U50%3、升降法冲击电压分压器+示波器测量冲击电压的波形和幅值。先估计U’50%,选择级差d=U’50%×3%，U’50%加于分压器的作用：间隙，若击穿，则下次加压减少d；若再击穿，则再减d即可，一般示波器的输入能承受300V，而被测电压为几十万~几若再下次不击穿，则应加d。这样升降反复进行，约30次。百

5、万伏，所以分压器就是用于将高幅值的冲击电压线性缩小到几百伏以内，以供示波器测量。线性的含义：U—某一级电压值；在波形测量过程中，要求分压比准确，且为一常数不随ΣnUi=iiU50%ni—该级电压的加压次数；电压幅值高低和频率（波形）变动而改变。这样理想的分压ΣniΣni—总加压次数（20~40）。器称为无畸变分压器。在高压测量中不存在无畸变分压器，只是力争误差小一些，IEC规定分压比误差为±1%。23冲击电压分压器3.1冲击高压分压系统的构成及连接线原则测量系统的误差要求：在冲击试验中要求测量标准波及截尾波时的峰值误差在3%以内，波头长和波尾长误差在10%以内。上述误差是对整个冲

6、击测量系统而言的，一个冲击测量系统不仅包含分压器本体，还包括示波器、分压器和示波器连接线的原则：①发生器先连线到试品，然后由试品连接间的测量电缆、分压器和冲击电压发生器的高压引线，每个到分压器；②分压器与试品为避免相互的电场和电磁场干扰，须相距一定距离;③分压器和试品间须加阻尼电阻，改善测量组成部件都可能引起误差。系统转换特性；④用屏蔽电缆传输信号；（波纹管、编织层、双层屏蔽）;⑤测试系统的接地应良好。3.2冲击测量系统的转移特性3.2冲击测量系统的转移特性１.频率响应N(jω)=N(jω)∠θ(jω)2.阶跃响应输出端开路，电压转移函数为：N(jω)网络函数的幅频响应H(s)=

7、U(s)U(s)θ(jω)网络函数的相频响应0i高压分压系统输入端为单位阶跃函数ε(t)，低压的阶跃响幅频响应和相频响应常在扫描正弦波输入条件下获取，对应为G(t)，归一化后的阶跃响应为g(t)=KG(t)，K为稳态分压较高电压的分压系统获取幅频特性和相频特性有一定困难，比。常用阶跃响应反映分压系统的转移特性。∞阶跃响应时间T的原始理论值为:T=∫[1−g(t)]dt0(a)阶跃响应时间：T=T1-T2+T3-T4+…3.3.1电阻分压器振荡型阶跃响应电阻分压器的特点：ò冲击电阻