Rocket‐triggered lightning current waveforms in winter and investigation of extra‐fast current change

Since 1986, the authors have been taking part in triggered lightning experiments in winter, at Okushishiku, Ishikawa, for the purpose of observing the entire lightning current waveforms with coaxial shunt resistors and an electro‐optical measuring system. Extra‐fast current changes of the order of 1,000 kA/μs were recognized by sharp pulse records superposed on the positive current waveform obtained by a shunt resistor of relatively high residual inductance. This was not the case with a resistor of lower inductance. Furthermore, a positive lightning current waveform which looks like the composite result of bi‐polar discharges has been observed by an advanced measuring system of high performance. This paper deals with these current‐related topics of triggered lightning discharges, which will be analyzed hereafter in detail. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 128(2): 18–23, 1999     

中国首次大容量试验短路电流测量国际比对

为解决大容量试验短路电流测量系统量值溯源的难题,西安高压电器研究所(XIHARI)率先参加了国际短路试验联盟(STL)在全球大容量实验室中组织的短路电流测量国际比对技术活动。通过比对,建立了中国第1个大容量试验短路电流标准测量系统,共进行了线性度、刻度系数、高频电流、干扰、电阻值测量5个项目的比对试验。比对电流有效值最高达90kA,最大峰值213kA,比对结果为:XIHARI短路电流标准测量系统与STL短路电流标准测量系统之间最大偏差为0.3%。     

Recent developments on high current measurement using current shunt

The Short‐circuit Testing Liaison (STL) is the organization that consists of high power testing laboratories of the world. Member laboratories perform short‐circuit tests under uniform interpretations of the IEC standards agreed through technical discussions and information exchanges among them. One of the recent projects that the STL has been working on is to establish uncertainty and traceability of high current measurement by international comparison tests with reference shunts. In concert with this project, the IEC Working Group is preparing the new standard for high current measurements. Copyright © 2007 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

A high‐order curvature‐corrected CMOS bandgap voltage reference with constant current technique

A high‐order curvature‐corrected complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS) bandgap voltage reference (BGR), utilizing the temperature‐dependent resistor and constant current technique, is presented. Considering the process variation, a resistor trimming network is introduced in this work. The circuit is implemented in a standard 0.35‐µm CMOS process. The measurement results have confirmed that the proposed BGR operates with a supply voltage of 1.8 V, consuming 45 μW at room temperature (25 °C), and the temperature coefficient of the output voltage reference is about 5.5 ppm/°C from −40 °C to 125 °C. The measured power supply rejection ratio is −38.8 dB at 1 kHz. The BGR is compatible with low‐voltage and low‐power circuit design when the structure of operational amplifiers and all the devices in the proposed bandgap reference are properly designed. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

New electrical shunt with two rectangular holes in a copper plate

A new concept of an electrical shunt with two rectangular holes in a copper plate (ESRP) has been developed to be used for measuring a large current with a short‐duration steep wave in a high‐voltage field. The ratio of the input current to the output current is 10⁶, as obtained from a DC voltage test circuit. The electrical shunt has a special configuration. To verify the shunt current ratio of ESRP in a real application, the shunt current was connected to a sphere‐to‐sphere electrode breakdown test circuit with a 10 mm gap to measure the large damping current (8.4 kA) of a DC breakdown voltage. The voltage signal from the shunt was transmitted to excite two light‐emitting diodes (max. 50 mA, 4 V), which were reverse‐connected in series. The light‐emitting diodes operated properly and were illuminated, which validated the capability of the newly designed electrical shunt. © 2015 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于C8051F020的微小电阻测试仪的设计与开发

介绍了一种新型微小电阻测试仪的测量原理及其实现方法.该测量仪采用伏安法测量微小电阻,消除了测试电流不稳定对测量结果的影响.选用低功耗单片机C8051F020、双路24位ADC、锰铜丝线绕电阻作为标准电阻实现系统设计并利用电流源切换展宽了测量范围.仪器测量范围为10 μΩ～1.500 0 kΩ,测量精度±0.1%,测量仪...     

浪涌保护器冲击电流自动测试系统

针对浪涌保护器(SPD)带电试验的冲击电流试验的特点,研制了一种体积小、耐冲击电流能力强的耦合与去耦网络(CDN),它和冲击电流发生器、PLC、可控开关、相位跟踪电路及数字峰值电压表一起组成SPD冲击电流自动测试系统。通过所研制的CDN供电电源,该系统可对SPD进行共模和差模试验,其冲击幅值可高达100kA。     

电阻误差测量电路设计分析

针对用户关心被测电阻相对于某一基准电阻的数值偏差这一需求,基于伏安法,设计了一款测量误差小、使用方便的电阻误差测量仪。该测量仪采用恒流源作为测试电源,测量值经运算放大器处理,通过模数转换器后以数字表示。本文通过剖析测试仪前端信号处理电路,说明了具体的设计思路、结构原理和元器件选型依据;重点论述了各局部电路对于测量结果造成的附加误差,定量估算了其数值的大小,并列举了就此采取的应对措施。最终根据对测试误差的分析计算,证明本测量仪具有满足使用要求的测量精度。     

单电阻采样连续导通交错式功率因数校正技术

连续导通交错式功率因数校正(PFC)具有纹波电流小与转换效率高等优点,在家电领域得到了广泛的应用。然而,由于交错式PFC既要实现总输入电流的谐波抑制,也要实现分支电路电流的平衡控制,因而常规交错式PFC方案需要多个电流采样电路,导致成本上升与可靠性下降。针对此问题,本文提出一种低成本的交错式PFC控制的全新电路与方法。通过MCU对采样电阻的电压在特定时刻进行采样,并根据采样值重构出总电流与支路电流,可实现单电阻的交错式PFC控制。实验结果表明,该方法可实现低成本的交错式PFC,输入电流谐波得到有效抑制,且支路电流达到均衡的效果。     

新一代的大容量试验测量系统

笔者介绍了一套在高电压、大电流、强电磁场环境下,安全隔离、抗强电磁干扰、准确采集试验数据的新一代大容量试验测量系统。该系统通过配置性能先进的波形记录仪、多种高性能的电流、电压传感器提高了大容量试验的波形质量和测量准确度;测试软件性能达到了STL的技术指标;设计了符合标准和STL导则要求的报告页面;构建了网络交互平台实现试验信息交换;依据最新IEC电流、电压标准和STL导则完成了测量不确定度的评定;该测量系统完成了百万伏断路器、发电机断路器等几十种典型产品大容量试验,系统运行稳定可靠。系统还通过了STL国际专家的现场评审。     

多MOSFET并联均流的高稳定度恒流源研究

提出了一种基于多MOSFET并联均流的高稳定度大电流恒流源研究方案,输出电流最高可达30 A且连续可调,输出30 A时,30分钟内电流稳定度优于5 ppm。文中详细分析了恒流源基本稳流电路的工作原理,并对电路中关键元器件的选型进行了分析说明。通过高精度基准电压芯片和基于大功率精密电阻采样的电流串联负反馈方法提高系统的稳流精度,通过多只功率MOSFET并联均流工作作为调整管,实现了输出大电流的高稳定度,同时对影响功率MOSFET并联工作的因素进行了系统分析。提出的恒流源方案,对高稳定度直流电源的设计具有一定的参考价值。     

智能建筑弱电线缆性能测试仪

本文介绍了一种能对智能建筑弱电线缆的通、断、错接、允许传输的波特率、线路的阻抗、模拟信号衰减的性能进行测试的便携式仪器设计思路，讨论了用数模转换器（DAC），而不是模数转换器（ADC）对模拟量进行量化，以简化电路设计提高测试效率的方法。     

真空断路器开断并联电抗器过电压试验研究

针对国内35kV与20kV系统真空断路器开断并联电抗器系统事故多发情况,开展35kV系统工况下的现场试验,分析了开断后的暂态过程及过电压的机理,并在实验室进行了20kV系统真空断路器在额定电流下投切电抗器的截流试验,研究截流值和过电压规律。结果表明:截流过电压幅值远小于重燃过电压,多次重燃过电压是真空断路器开断并联电抗器频繁出现高过电压的主要原因;在系统典型额定工况下,300A负载电流下的截流值比100A负载电流下小,真空断路器的截流值随着开断电流的增大而减小的理论在系统额定电流下同样成立。     

振荡回路元件参数分析与计算

本文介绍了大容量试验室振荡回路的试验参数计算方法,并在此基础上利用Atp软件模拟了试验成功和试验失败工况下振荡回路各元件承受的耐受电压、耐受电流和热容量,最后以电容器组和电阻器组为例,给出了振荡回路元件参数的确定步骤.分析结果表明,本文所提方法对大容量实验室振荡回路元件参数的确定具有一定的适用性.     

宽电流范围电能表的计量电路设计

针对电网中广泛存在的冲击性负荷的准确计量是研究的热点,在仔细研究了该类负荷对计量电路的特殊要求后,提出了一种宽电流范围的计量方案。该计量方案采用了宽量程高精度电流互感器、可编程增益放大器、24位A/D转换器、DSP芯片。经过全面的精度测试,电磁兼容测试与环境试验,表明该设计方案能达到0.2S级电能表的各项准确度要求与可靠性要求。利用功率电能标准源6100A作为参考进行谐波测试,试验结果表明该电能表在谐波输入条件下具有很好的精度。     

550kV/50kA单断口断路器的开发

通过对550kV/63kA双断口断路器和363kV/50kA单断口断路器技术加以改进,利用计算机解析技术,提高了额定SF6气体压力和分闸速度,对弧触头和喷口形状进行了改进,优化了灭弧室结构,从而开发出550kV/50kA单断口罐式断路器样机。该样机分别在国家高压电器质量监督检验中心和KEMA实验站完成了绝缘试验及容性电流、大容量开断等试验项目。550kV单断口断路器所有电气性能得到了确认。     

全电压关合试验的控制策略及其实现

与国外大功率试验室相比,我国的现有高压试验水平还相对落后.针对国内各大电力试验站的现有设备状况和试验条件,提出了以真空触发开关作为电流源快速关合装置的合成关合试验回路.重点阐述了关合试验中的控制策略及其实现,并对试品合闸相位、合闸时间分散性和预击穿特性等影响控制精度的主要因素进行了分析.该试验回路可以进行126～252kV/63kA全电压合成关合试验.     

磁保持继电器自动测试系统中模拟负载的设计

阐述了磁保持继电器自动测试系统的原理,并设计了一种功率因数可调节的负载电路。可调负载采用一个电感和几个电阻并联构成,这样在相同测试电流下它消耗的电量是最小的。推导了电阻值与功率因数的数学关系,并搭建电路进行了试验验证。     

基于IGBT串联技术的10kV固态直流断路器研制

直流断路器作为未来基于电压源换流器的柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)系统组网的关键设备,可以在出现短路故障时快速切断故障电流并使故障部分退出运行,避免停运整个直流系统。提出了一种适用于柔性直流输电系统的固态直流断路器技术方案,建立了IGBT串联的固态直流断路器仿真模型,研究了IGBT栅极电阻、拖尾电流和门极电荷等差异对IGBT串联均压特性的影响。仿真结果表明,静态和动态均压电路可有效改善IGBT间的均压效果。最后搭建了10个IGBT串联的直流断路器样机及实验回路,并完成了直流母线电压10 kV、峰值电流5.1 k A的关断实验,验证了基于IGBT串联技术固态直流断路器方案的可行性。     

750kV分级投切式可控高压并联电抗器的动态模拟研究

主要分析了分级投切式可控高压并联电抗器保护的特点和功能,对阀保护和断路器保护进行了说明,并对阀保护和断路器保护动态模拟试验结果进行了必要的分析和研究。根据分级投切式可控高压并联电抗器的原理和技术特点,结合试验室电力系统动态模拟仿真系统的特点,对分级投切式可控高压并联电抗器的保护系统进行了动态模拟试验研究。