基于多层PCB罗氏线圈的精密冲击电流测量装置

为准确评估防雷设备性能,冲击电流测量装置的测量精度和响应特性至关重要,因此文中提出了高频性能好、抗干扰能力强、灵敏度足够大的多层印刷电路板(PCB)罗氏线圈设计方案。文中分析了雷电流波形的频率范围以及罗氏线圈的传变特性;依据罗氏线圈尺寸、匝数与线圈频率特性之间的关系曲线,确定了线圈的结构尺寸;设计了新型屏蔽和信号输出方式,增强抗干扰能力。通过增加线圈厚度和串联线圈的方法,增大输出电压灵敏度。根据标准要求,进行测量装置的动态特性、标准雷电流测量误差以及线性度试验研究。试验中测量装置响应时间小于90 ns,相对过冲小于10%;与标准Pearson线圈比对,峰值误差小于0.2%,时间参数测量误差小于0.3%;5~40 kA电流范围内,测量装置线性度约为0.3%。试验结果表明研制的冲击电流测量装置具有良好的高频电流信号测量能力。     

特高压冲击电压分压器线性度测量方法比较

线性度为冲击电压分压器的关键技术参数,随着额定电压的不能提高,对于不能在全部电压范围内进行比对校准的冲击分压器,必须进行单独的线性度试验。本文介绍了两种不同的测量高压冲击分压器线性度的方法：测量冲击电压发生器输出电压与充电电压的比值变化;使用球形电压测量仪来测量冲击分压器的线性度。研究充电电压测量准确度、充电时间、充电电压补偿以及充电电压不均匀程度等因素对冲击电压发生器输出电压的影响;球形电场测量仪的输出电压与被测电场成正比,在均匀场与非均匀场中都可以测量冲击电压波形,其线性度≤±1%,可通过改变测量仪的布置位置来扩大测量电压范围;使用上述两种方法测量同一台弱阻尼冲击电压分压器的线性度,测量结果一致性好,因此球形电场测量仪也可用于进行特高压冲击分压器线性度的现场校准。     

100kA快响应精密冲击分流器研制及特性分析

冲击电流为暂态电流波形,持续时间短且波形不可重复,测量误差影响因素众多难以评估。研制快响应精密冲击分流器,采用同轴管式结构,分析分流器的测量原理及尺寸设计。研究分流器的瞬态响应过程,将输出信号焊接至电阻体外侧,消除趋肤效应的影响。分流器的稳态电阻测量值为0.9697mΩ,杂散电感为32nH,测量额定电流时,电阻温升小于36℃。研制方波电流源测量分流器的动态特性,阶跃响应时间小于4ns,并利用卷积积分的方法计算动态特性引起的峰值和时间参数测量误差。冲击电流波形8/20μs下,进行分流器线性度、稳定性等特性试验。研究冲击电流测量装置的不确定度评定方法,分析不确定度影响因素,峰值参数测量不确定度为0.4%(k=2),时间参数测量不确定度0.8%(k=2)。说明该测量装置可作为标准测量装置用于电流传感器的校准。