CN113589014B - 阻容式分压器的方波响应装置、方波响应优化方法及*** - Google Patents
阻容式分压器的方波响应装置、方波响应优化方法及*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN113589014B CN113589014B CN202110338118.5A CN202110338118A CN113589014B CN 113589014 B CN113589014 B CN 113589014B CN 202110338118 A CN202110338118 A CN 202110338118A CN 113589014 B CN113589014 B CN 113589014B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- square wave
- voltage
- resistance
- capacitance
- wave response
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000004044 response Effects 0.000 title claims abstract description 174
- 238000005457 optimization Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 55
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 17
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 8
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 11
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/16—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using capacitive devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种阻容式分压器的方波响应装置、方波响应优化方法及***，包括：方波发生器根据直流源表输出的直流电压和信号发生器发送的控制信号触发产生方波信号输入至阻容分压器，并利用示波器显示经过分压的方波信号对应的方波响应波形；当示波器显示所述方波响应波形时的过冲或稳定时间不满足预设的方波响应要求时，基于阻容式分压器的分压比适配原则调节所述阻容式分压器低压臂的电阻和电容，使阻容式分压器的高低压臂电阻的分压比与高低压臂电容分压比相等；基于阻抗匹配原则调节低压臂输出端口电阻，使低压臂输出端口电阻与屏蔽电缆的波阻抗大小相等，实现方波响应优化。本发明解决了阻容式分压器在方波响应试验优化研究方面的缺失。
Description
技术领域
本发明涉及高压分压器的试验技术领域，并且更具体地，涉及一种阻容式分压器的方波响应装置、方波响应优化方法及***。
背景技术
在电力***中，操作过电压和雷电过电压会对输电线路及变电站的运行设备产生危害，准确测量输电线路及变电站的过电压对于输电线路的安全稳定运行具有重要意义。目前常用的冲击电压分压器有电阻分压器、电容分压器和阻容分压器。电阻分压器和电容分压器都受对地杂散电容的影响，使测量产生误差。阻容分压器可减弱对地杂散电容的影响，而使测量结果较准确。阻容分压器不仅可以准确测量操作过电压和雷电过电压，还可测量工频电压，试验电压种类覆盖范围广。
冲击分压器的方波响应试验用于校核其动态特性，方波响应的质量直接影响分压器的测量准确性。冲击分压器动态试验中方波响应的过冲和响应时间是衡量方波响应波形质量的重要指标。目前冲击分压器方波响应的试验对象均为电阻分压器和电容分压器，未有针对阻容式分压器方波响应试验的发明和研究，阻容式分压器方波响应的质量亟待验证和优化。
因此，需要设计一种阻容式分压器的方波响应优化方法。
发明内容
本发明提出一种阻容式分压器的方波响应装置、方波响应优化方法及***，以解决如何对方波响应装置进行方波响应优化的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种阻容式分压器的方波响应装置，所述装置包括：
直流源表，与方波发生器相连接，用于输出直流电压至阻容式分压器；
信号发生器，与方波发生器相连接，用于输出预设的控制信号至方波发生器，以触发方波发生器产生方波信号；
方波发生器，与阻容式分压器相连接，用于根据所述直流电压和预设的控制信号产生方波信号；
阻容式分压器，通过屏蔽电缆与示波器相连接，用于对所述方波信号进行分压，并通过屏蔽电缆传输至示波器；
示波器，用于显示经过分压的方波信号对应的方波响应波形。
优选地，其中所述阻容分压器的低压臂所在的PCB板外设置有一屏蔽外壳，低压臂所在的PCB板通过螺丝与高压臂相连接，在调节低压臂参数时能够直接将低压臂所在的PCB板从连接螺丝(3)上旋下。
优选地，其中所述装置还包括：分别设置在阻容分压器的高压臂和低压臂上的均压环，所述均压环用于减小杂散电容影响。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于上所述的阻容式分压器的方波响应装置的方波响应优化方法，所述方法包括：
方波发生器根据直流源表输出的直流电压和信号发生器发送的控制信号触发产生方波信号输入至阻容分压器，并利用示波器显示经过分压的方波信号对应的方波响应波形；
当示波器显示所述方波响应波形时的过冲或稳定时间不满足预设的方波响应要求时，基于阻容式分压器的分压比适配原则调节所述阻容式分压器低压臂的电阻和电容，使阻容式分压器的高低压臂电阻的分压比与高低压臂电容分压比相等；
基于阻抗匹配原则调节低压臂输出端口电阻，使低压臂输出端口电阻与屏蔽电缆的波阻抗大小相等，实现方波响应优化。
优选地，其中所述分压比适配原则，包括：
其中，R1和R2分别为高压臂电阻和低压臂电阻，C1和C2分别为高压臂电容和低压臂电容，Rm为阻容分压器和方波发生器之间的阻尼电阻，Cp为高压臂对地的杂散电容；K为阻容式分压器的分压比。
优选地，其中所述方法还包括：
通过阻抗分析仪利用开短路法测量屏蔽电缆的波阻抗，包括：
其中，Rk为屏蔽电缆的波阻抗；L为屏蔽电缆终端短路时的测量电感，C为屏蔽电缆终端开路时的测量电容。
优选地，其中所述方法还包括：在基于阻抗匹配原则调节低压臂输出端口电阻，使低压臂输出端口电阻与屏蔽电缆的波阻抗大小相等后，
若示波器显示所述方波响应波形时的过冲或稳定时间仍不满足预设的方波响应要求，则通过增加或减少低压臂电阻的数量，调节方波响应过冲；通过增加或减少低压臂贴片电容数量，调节方波响应稳定时间；采用电容值小于预设电容值的贴片电容进行电容值微调，直至方波响应稳定时间达到最小，实现此时方波响应稳定时间参数达到最优；以及
按照预设的夹角增长步长改变阻容分压器和方波发生器之间的高压引线与地面间的夹角并重复进行方波响应波形的输出，直至确定使方波响应波形参数质量最优的高压引线夹角值，并根据最优的高压引线夹角值调整高压引线夹角，实现方波响应优化。
根据本发明的又一个方面，提供了一种基于如上所述的阻容式分压器的方波响应装置的方波响应优化***，所述***包括：
方波响应单元，用于使方波发生器根据直流源表输出的直流电压和信号发生器发送的控制信号触发产生方波信号输入至阻容分压器，并利用示波器显示经过分压的方波信号对应的方波响应波形；
第一优化单元，用于当示波器显示所述方波响应波形时的过冲或稳定时间不满足预设的方波响应要求时，基于阻容式分压器的分压比适配原则调节所述阻容式分压器低压臂的电阻和电容，使阻容式分压器的高低压臂电阻的分压比与高低压臂电容分压比相等；
第二优化单元，用于基于阻抗匹配原则调节低压臂输出端口电阻，使低压臂输出端口电阻与屏蔽电缆的波阻抗大小相等，实现方波响应优化。
优选地，其中所述分压比适配原则，包括：
其中，R1和R2分别为高压臂电阻和低压臂电阻，C1和C2分别为高压臂电容和低压臂电容，Rm为阻容分压器和方波发生器之间的阻尼电阻，Cp为高压臂对地的杂散电容；K为阻容式分压器的分压比。
优选地，其中所述***还包括：屏蔽电缆的波阻抗测量单元，用于：
通过阻抗分析仪利用开短路法测量屏蔽电缆的波阻抗，包括：
其中，Rk为屏蔽电缆的波阻抗；L为屏蔽电缆终端短路时的测量电感，C为屏蔽电缆终端开路时的测量电容。
优选地，其中所述***还包括：第三优化单元，用于：
在基于阻抗匹配原则调节低压臂输出端口电阻，使低压臂输出端口电阻与屏蔽电缆的波阻抗大小相等后，
若示波器显示所述方波响应波形时的过冲或稳定时间仍不满足预设的方波响应要求，则通过增加或减少低压臂电阻的数量，调节方波响应过冲；通过增加或减少低压臂贴片电容数量，调节方波响应稳定时间；采用电容值小于预设电容值的贴片电容进行电容值微调，直至方波响应稳定时间达到最小，实现此时方波响应稳定时间参数达到最优；以及
按照预设的夹角增长步长改变阻容分压器和方波发生器之间的高压引线与地面间的夹角并重复进行方波响应波形的输出，直至确定使方波响应波形参数质量最优的高压引线夹角值，并根据最优的高压引线夹角值调整高压引线夹角，实现方波响应优化。
本发明提供了一种阻容式分压器的方波响应装置，设计了一种便于拆装且屏蔽效果较好的低压臂结构，，安装阻容式分压器高低压臂均压环，减小杂散电容影响。另外，本发明还提供了一种方波响应优化方法及***，能够基于阻容式分压器分压比适配原则调节分压器低压臂的电阻和电容，使阻容式分压器高低压臂电阻的分压比与高低压臂电容分压比相等，通过Ansoft静电场仿真可得到参与分压的高压臂对地杂散电容；能够基于阻抗匹配原则调节低压臂输出端口电阻，使低压臂输出端口电阻与测量电缆波阻抗大小相等；能够通过微调低压臂电阻和电容以及通过改变高压引线和地面之间的夹角实现对阻容式分压器方波响应的优化，解决了目前冲击分压器中阻容式分压器在方波响应试验优化研究方面的缺失。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的阻容式分压器的方波响应装置100的结构示意图；
图2为根据本发明实施方式的阻容式分压器方波响应装置的示例图；
图3为根据本发明实施方式的便于拆装的低压臂结构的示意图；
图4为根据本发明实施方式的方波响应优化方法400的流程图；
图5(a)和5(b)分别为根据本发明实施方式的方波响应优化前的输出波形和方波响应优化后的输出波形的示意图；
图6为根据本发明实施方式的方波响应优化***600的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的阻容式分压器的方波响应装置100的结构示意图。如图1所示，本发明提供的阻容式分压器的方波响应装置，设计了一种便于拆装且屏蔽效果较好的低压臂结构，安装阻容式分压器高低压臂均压环，减小杂散电容影响。本发明实施方式提供的阻容式分压器的方波响应装置100，包括：直流源表101、信号发生器102、方波发生器103、阻容式分压器104和示波器105。
优选地，所述直流源表101，与方波发生器相连接，用于输出直流电压至阻容式分压器。
优选地，所述信号发生器102，与方波发生器相连接，用于输出预设的控制信号至方波发生器，以触发方波发生器产生方波信号。
优选地，所述方波发生器103，与阻容式分压器相连接，用于根据所述直流电压和预设的控制信号产生方波信号。
优选地，所述阻容式分压器104，通过屏蔽电缆与示波器相连接，用于对所述方波信号进行分压，并通过屏蔽电缆传输至示波器。
优选地，其中所述阻容分压器的低压臂所在的PCB板外设置有一屏蔽外壳，低压臂所在的PCB板通过螺丝与高压臂相连接，在调节低压臂参数时能够直接将低压臂所在的PCB板从连接螺丝(3)上旋下。
优选地，其中所述装置还包括：分别设置在阻容分压器的高压臂和低压臂上的均压环，所述均压环用于减小杂散电容影响。
优选地，所述示波器105，用于显示经过分压的方波信号对应的方波响应波形。
如图2所示，本发明实施方式的阻容式分压器方波响应装置，包括：高压转换部分(包括：方波发生器①、直流源表②、信号发生器③、高压引线④、阻容式分压器⑤和阻尼电阻⑥)、信号传输部分(包括：屏蔽电缆⑦和匹配电阻⑧)，以及测量部分(包括：数字示波器⑨)。
其中，如图3所示，在低压臂PCB板(1)四周安装一屏蔽外壳(2)，低压臂PCB板(1)通过连接螺丝(3)与高压臂(4)相连，调节低压臂参数时可直接将低压臂PCB板从连接螺丝(3)上旋下，方便拆卸与安装，提高优化速度。另外，分别在阻容分压器的高压臂和低压臂上设置均压环，用于减小杂散电容影响。
本发明的方波发生器①采用下降沿触发方式，直流源表②向方波发生器①输出直流电压，信号发生器③给定的方波信号触发方波发生器产生方波，经阻容式分压器⑤分压后信号通过屏蔽电缆⑦，由数字示波器⑨显示方波响应波形。其中，方波发生器采用下降沿触发方式是为了避免上升沿方波源自身稳定时间对方波响应波形的影响，使方波响应稳定后为一平直曲线。若过冲或稳定时间指标质量较差，或需优化过冲和稳定时间，则可以进行优化方波响应优化。
图4为根据本发明实施方式的方波响应优化方法400的流程图。如图4所示，本发明实施方式提供的方波响应优化方法，能够基于阻容式分压器分压比适配原则调节分压器低压臂的电阻和电容，使阻容式分压器高低压臂电阻的分压比与高低压臂电容分压比相等，通过Ansoft静电场仿真可得到参与分压的高压臂对地杂散电容；能够基于阻抗匹配原则调节低压臂输出端口电阻，使低压臂输出端口电阻与测量电缆波阻抗大小相等；能够通过微调低压臂电阻和电容以及通过改变高压引线和地面之间的夹角实现对阻容式分压器方波响应的优化，解决了目前冲击分压器中阻容式分压器在方波响应试验优化研究方面的缺失。本发明实施方式提供的基于上所述的阻容式分压器的方波响应装置的方波响应优化方法400，从步骤401处开始，在步骤401方波发生器根据直流源表输出的直流电压和信号发生器发送的控制信号触发产生方波信号输入至阻容分压器，并利用示波器显示经过分压的方波信号对应的方波响应波形。
在步骤402，当示波器显示所述方波响应波形时的过冲或稳定时间不满足预设的方波响应要求时，基于阻容式分压器的分压比适配原则调节所述阻容式分压器低压臂的电阻和电容，使阻容式分压器的高低压臂电阻的分压比与高低压臂电容分压比相等。
优选地，其中所述分压比适配原则，包括：
其中，R1和R2分别为高压臂电阻和低压臂电阻，C1和C2分别为高压臂电容和低压臂电容，Rm为阻容分压器和方波发生器之间的阻尼电阻，Cp为高压臂对地的杂散电容；K为阻容式分压器的分压比。
在步骤403，基于阻抗匹配原则调节低压臂输出端口电阻，使低压臂输出端口电阻与屏蔽电缆的波阻抗大小相等，实现方波响应优化。
优选地，其中所述方法还包括：
通过阻抗分析仪利用开短路法测量屏蔽电缆的波阻抗，包括：
其中，Rk为屏蔽电缆的波阻抗；L为屏蔽电缆终端短路时的测量电感，C为屏蔽电缆终端开路时的测量电容。
在本发明中，在进行方波响应时，若过冲或稳定时间指标质量较差，或需优化过冲和稳定时间，则在安装阻容式分压器高低压臂上安装均压环的基础上，首先基于阻容式分压器分压比适配原则调节分压器低压臂的电阻和电容，使阻容式分压器高低压臂电阻的分压比与高低压臂电容分压比相等。其中，通过Ansoft静电场仿真可得到参与分压的高压臂对地杂散电电容。其中所述分压比适配原则，包括：
其中，R1和R2分别为高压臂电阻和低压臂电阻，C1和C2分别为高压臂电容和低压臂电容，Rm为阻容分压器和方波发生器之间的阻尼电阻，Cp为高压臂对地的杂散电容；K为阻容式分压器的分压比。
然后，基于阻抗匹配原则调节低压臂输出端口电阻，使低压臂输出端口电阻与屏蔽电缆的波阻抗大小相等。其中，屏蔽电缆的波阻抗通过阻抗分析仪采用开短路法来测量。通过阻抗分析仪利用开短路法测量屏蔽电缆的波阻抗，包括：
其中，Rk为屏蔽电缆的波阻抗；L为屏蔽电缆终端短路时的测量电感，C为屏蔽电缆终端开路时的测量电容。
上述步骤调整完成后，即可再次进行步骤401，以确定优化结果。
优选地，其中所述方法还包括：在基于阻抗匹配原则调节低压臂输出端口电阻，使低压臂输出端口电阻与屏蔽电缆的波阻抗大小相等后，
若示波器显示所述方波响应波形时的过冲或稳定时间仍不满足预设的方波响应要求，则通过增加或减少低压臂电阻的数量，调节方波响应过冲；通过增加或减少低压臂贴片电容数量，调节方波响应稳定时间；采用电容值小于预设电容值的贴片电容进行电容值微调，直至方波响应稳定时间达到最小，实现此时方波响应稳定时间参数达到最优；以及
按照预设的夹角增长步长改变阻容分压器和方波发生器之间的高压引线与地面间的夹角并重复进行方波响应波形的输出，直至确定使方波响应波形参数质量最优的高压引线夹角值，并根据最优的高压引线夹角值调整高压引线夹角，实现方波响应优化。
在本发明中，若经过步骤401-403后，优化结果指示过冲或稳定时间仍未达到目标要求，或需进一步优化过冲和稳定时间参数质量，则继续进行优化，包括：首先微调低压臂电阻和电容。然后，改变高压引线与地面间夹角α，并重复步骤401，寻找使方波响应波形参数质量最优的高压引线夹角大小，根据最优的高压引线夹角值调整高压引线夹角，实现方波响应优。
其中，本发明通过增加或减少低压臂电阻的数量，调节方波响应过冲；通过增加或减少低压臂贴片电容数量，调节方波响应稳定时间；采用电容值小于预设电容值的贴片电容进行电容值微调，直至方波响应稳定时间达到最小，实现此时方波响应稳定时间参数达到最优；以及按照预设的夹角增长步长改变阻容分压器和方波发生器之间的高压引线与地面间的夹角并重复进行方波响应波形的输出，直至确定使方波响应波形参数质量最优的高压引线夹角值，并根据最优的高压引线夹角值调整高压引线夹角，实现方波响应优化。
图5(a)和5(b)分别为根据本发明实施方式的方波响应优化前的输出波形和方波响应优化后的输出波形的示意图。如图5(a)所示，其中的U1为阻容分压器方波响应优化前的输出；如图5(b)所示，其中的U2为阻容分压器方波响应优化后的输出；β为阻容分压器方波响应过冲；TN为方波响应波形的稳定时间。
本发明的具体优化方法包括：首先，设计一种便于拆装且屏蔽效果较好的低压臂结构；其次，安装阻容式分压器高低压臂均压环，减小杂散电容影响。进一步地，基于阻容式分压器分压比适配原则调节分压器低压臂的电阻和电容，使阻容式分压器高低压臂电阻的分压比与高低压臂电容分压比相等，通过Ansoft静电场仿真可得到参与分压的高压臂对地杂散电容。进一步地，基于阻抗匹配原则调节低压臂输出端口电阻，使低压臂输出端口电阻与测量电缆波阻抗大小相等，测量电缆的波阻抗通过阻抗分析仪，采用开短路法来测量。进一步地，微调低压臂电阻和电容，进一步优化过冲和稳定时间参数质量。最后，改变高压引线与地面夹角α，寻找波形参数质量最好时的夹角大小。本发明的优化方法利用实验室常规试验设备，基于分压器工作和测量误差原理，可进行阻容式分压器参数的快速调整，实现阻容式分压器方波响应参数质量的较好优化，解决了目前冲击分压器中阻容式分压器在方波响应试验优化研究方面的缺失。
图6为根据本发明实施方式的方波响应优化***600的结构示意图。如图6所示，本发明实施方式通提供的基于如上所述的阻容式分压器的方波响应装置的方波响应优化***600，包括：方波响应单元601、第一优化单元602和第二优化单元603。
优选地，所述方波响应单元601，用于使方波发生器根据直流源表输出的直流电压和信号发生器发送的控制信号触发产生方波信号输入至阻容分压器，并利用示波器显示经过分压的方波信号对应的方波响应波形。
优选地，所述第一优化单元602，用于当示波器显示所述方波响应波形时的过冲或稳定时间不满足预设的方波响应要求时，基于阻容式分压器的分压比适配原则调节所述阻容式分压器低压臂的电阻和电容，使阻容式分压器的高低压臂电阻的分压比与高低压臂电容分压比相等。
优选地，其中所述分压比适配原则，包括：
其中，R1和R2分别为高压臂电阻和低压臂电阻，C1和C2分别为高压臂电容和低压臂电容，Rm为阻容分压器和方波发生器之间的阻尼电阻，Cp为高压臂对地的杂散电容；K为阻容式分压器的分压比。
优选地，所述第二优化单元603，用于基于阻抗匹配原则调节低压臂输出端口电阻，使低压臂输出端口电阻与屏蔽电缆的波阻抗大小相等，实现方波响应优化。
优选地，其中所述***还包括：屏蔽电缆的波阻抗测量单元，用于：
通过阻抗分析仪利用开短路法测量屏蔽电缆的波阻抗，包括：
其中，Rk为屏蔽电缆的波阻抗；L为屏蔽电缆终端短路时的测量电感，C为屏蔽电缆终端开路时的测量电容。
优选地，其中所述***还包括：第三优化单元，用于：
在基于阻抗匹配原则调节低压臂输出端口电阻，使低压臂输出端口电阻与屏蔽电缆的波阻抗大小相等后，
若示波器显示所述方波响应波形时的过冲或稳定时间仍不满足预设的方波响应要求，则通过增加或减少低压臂电阻的数量，调节方波响应过冲；通过增加或减少低压臂贴片电容数量，调节方波响应稳定时间；采用电容值小于预设电容值的贴片电容进行电容值微调，直至方波响应稳定时间达到最小，实现此时方波响应稳定时间参数达到最优；以及
按照预设的夹角增长步长改变阻容分压器和方波发生器之间的高压引线与地面间的夹角并重复进行方波响应波形的输出，直至确定使方波响应波形参数质量最优的高压引线夹角值，并根据最优的高压引线夹角值调整高压引线夹角，实现方波响应优化。
本发明的实施例的方波响应优化***600与本发明的另一个实施例的方波响应优化方法100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于阻容式分压器的方波响应装置的方波响应优化方法，其特征在于，阻容式分压器的方波响应装置包括：直流源表，与方波发生器相连接，用于输出直流电压至方波发生器；信号发生器，与方波发生器相连接，用于输出预设的控制信号至方波发生器，以触发方波发生器产生方波信号；方波发生器，与阻容式分压器相连接，用于根据所述直流电压和预设的控制信号产生方波信号；阻容式分压器，通过屏蔽电缆与示波器相连接，用于对所述方波信号进行分压，并通过屏蔽电缆传输至示波器；示波器，用于显示经过分压的方波信号对应的方波响应波形；
所述方法包括：
方波发生器根据直流源表输出的直流电压和信号发生器发送的控制信号触发产生方波信号输入至阻容式分压器，并利用示波器显示经过分压的方波信号对应的方波响应波形；
当示波器显示所述方波响应波形时的过冲或稳定时间不满足预设的方波响应要求时，基于阻容式分压器的分压比适配原则调节所述阻容式分压器低压臂的电阻和电容，使阻容式分压器的高低压臂电阻的分压比与高低压臂电容分压比相等；
基于阻抗匹配原则调节低压臂输出端口电阻，使低压臂输出端口电阻与屏蔽电缆的波阻抗大小相等，实现方波响应优化；
其中，所述分压比适配原则，包括：
其中，R1和R2分别为高压臂电阻和低压臂电阻，C1和C2分别为高压臂电容和低压臂电容，Rm为阻容式分压器和方波发生器之间的阻尼电阻，Cp为高压臂对地的杂散电容；K为阻容式分压器的分压比。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过阻抗分析仪利用开短路法测量屏蔽电缆的波阻抗，包括：
其中，Rk为屏蔽电缆的波阻抗；L为屏蔽电缆终端短路时的测量电感，C为屏蔽电缆终端开路时的测量电容。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在基于阻抗匹配原则调节低压臂输出端口电阻，使低压臂输出端口电阻与屏蔽电缆的波阻抗大小相等后，
若示波器显示所述方波响应波形时的过冲或稳定时间仍不满足预设的方波响应要求，则通过增加或减少低压臂电阻的数量，调节方波响应过冲；通过增加或减少低压臂贴片电容数量，调节方波响应稳定时间；采用电容值小于预设电容值的贴片电容进行电容值微调，直至方波响应稳定时间达到最小，实现此时方波响应稳定时间参数达到最优；以及
按照预设的夹角增长步长改变阻容式分压器和方波发生器之间的高压引线与地面间的夹角并重复进行方波响应波形的输出，直至确定使方波响应波形参数质量最优的高压引线夹角值，并根据最优的高压引线夹角值调整高压引线夹角，实现方波响应优化。
4.一种基于阻容式分压器的方波响应装置的方波响应优化***，其特征在于，阻容式分压器的方波响应装置包括：直流源表，与方波发生器相连接，用于输出直流电压至方波发生器；信号发生器，与方波发生器相连接，用于输出预设的控制信号至方波发生器，以触发方波发生器产生方波信号；方波发生器，与阻容式分压器相连接，用于根据所述直流电压和预设的控制信号产生方波信号；阻容式分压器，通过屏蔽电缆与示波器相连接，用于对所述方波信号进行分压，并通过屏蔽电缆传输至示波器；示波器，用于显示经过分压的方波信号对应的方波响应波形；
所述***包括：
方波响应单元，用于使方波发生器根据直流源表输出的直流电压和信号发生器发送的控制信号触发产生方波信号输入至阻容式分压器，并利用示波器显示经过分压的方波信号对应的方波响应波形；
第一优化单元，用于当示波器显示所述方波响应波形时的过冲或稳定时间不满足预设的方波响应要求时，基于阻容式分压器的分压比适配原则调节所述阻容式分压器低压臂的电阻和电容，使阻容式分压器的高低压臂电阻的分压比与高低压臂电容分压比相等；
第二优化单元，用于基于阻抗匹配原则调节低压臂输出端口电阻，使低压臂输出端口电阻与屏蔽电缆的波阻抗大小相等，实现方波响应优化；
其中，所述分压比适配原则，包括：
其中，R1和R2分别为高压臂电阻和低压臂电阻，C1和C2分别为高压臂电容和低压臂电容，Rm为阻容分压器和方波发生器之间的阻尼电阻，Cp为高压臂对地的杂散电容；K为阻容式分压器的分压比。
5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述***还包括：屏蔽电缆的波阻抗测量单元，用于：
通过阻抗分析仪利用开短路法测量屏蔽电缆的波阻抗，包括：
其中，Rk为屏蔽电缆的波阻抗；L为屏蔽电缆终端短路时的测量电感，C为屏蔽电缆终端开路时的测量电容。
6.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述***还包括：第三优化单元，用于：
在基于阻抗匹配原则调节低压臂输出端口电阻，使低压臂输出端口电阻与屏蔽电缆的波阻抗大小相等后，
若示波器显示所述方波响应波形时的过冲或稳定时间仍不满足预设的方波响应要求，则通过增加或减少低压臂电阻的数量，调节方波响应过冲；通过增加或减少低压臂贴片电容数量，调节方波响应稳定时间；采用电容值小于预设电容值的贴片电容进行电容值微调，直至方波响应稳定时间达到最小，实现此时方波响应稳定时间参数达到最优；以及
按照预设的夹角增长步长改变阻容式分压器和方波发生器之间的高压引线与地面间的夹角并重复进行方波响应波形的输出，直至确定使方波响应波形参数质量最优的高压引线夹角值，并根据最优的高压引线夹角值调整高压引线夹角，实现方波响应优化。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110338118.5A CN113589014B (zh) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 阻容式分压器的方波响应装置、方波响应优化方法及*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110338118.5A CN113589014B (zh) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 阻容式分压器的方波响应装置、方波响应优化方法及*** |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113589014A CN113589014A (zh) | 2021-11-02 |
| CN113589014B true CN113589014B (zh) | 2024-02-13 |
Family
ID=78238176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110338118.5A Active CN113589014B (zh) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 阻容式分压器的方波响应装置、方波响应优化方法及*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113589014B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115047301A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-09-13 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种测量工频叠加操作冲击电压信号的方法及*** |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201725026U (zh) * | 2010-07-09 | 2011-01-26 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 电容分压器线下方波响应实验装置 |
| CN102053236A (zh) * | 2010-10-26 | 2011-05-11 | 西安交通大学 | 一种方波发生器、电阻分压器标定***和方法 |
| CN103513081A (zh) * | 2012-10-15 | 2014-01-15 | 上海市计量测试技术研究院 | 一种高精度快响应的电阻型冲击分压器 |
| CN204131426U (zh) * | 2013-12-04 | 2015-01-28 | 广东电网公司佛山供电局 | 带相位检测的高压脉冲发生器 |
| CN104360114A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-02-18 | 国家电网公司 | 一种冲击分压器性能校核用10kV方波电压发生器 |
| CN107219423A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-29 | 中国电力科学研究院 | 雷电冲击响应测量*** |
| CN109342788A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-02-15 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种方波电压源 |
| CN109406851A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-03-01 | 西安交通大学 | 一种同轴型电阻分压器及其高频响应补偿方法 |
| CN110297121A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-10-01 | 贵州电网有限责任公司 | 一种电容分压器低压测量电路及测量方法 |
| CN110554346A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-12-10 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 用于同轴传输线末端匹配电阻分压器的频率响应测试装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8022821B2 (en) * | 2008-02-05 | 2011-09-20 | J. Baxter Brinkman International Corporation | Smart power supply |
-
2021
- 2021-03-30 CN CN202110338118.5A patent/CN113589014B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201725026U (zh) * | 2010-07-09 | 2011-01-26 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 电容分压器线下方波响应实验装置 |
| CN102053236A (zh) * | 2010-10-26 | 2011-05-11 | 西安交通大学 | 一种方波发生器、电阻分压器标定***和方法 |
| CN103513081A (zh) * | 2012-10-15 | 2014-01-15 | 上海市计量测试技术研究院 | 一种高精度快响应的电阻型冲击分压器 |
| CN204131426U (zh) * | 2013-12-04 | 2015-01-28 | 广东电网公司佛山供电局 | 带相位检测的高压脉冲发生器 |
| CN104360114A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-02-18 | 国家电网公司 | 一种冲击分压器性能校核用10kV方波电压发生器 |
| CN107219423A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-29 | 中国电力科学研究院 | 雷电冲击响应测量*** |
| CN109342788A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-02-15 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种方波电压源 |
| CN109406851A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-03-01 | 西安交通大学 | 一种同轴型电阻分压器及其高频响应补偿方法 |
| CN110297121A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-10-01 | 贵州电网有限责任公司 | 一种电容分压器低压测量电路及测量方法 |
| CN110554346A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-12-10 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 用于同轴传输线末端匹配电阻分压器的频率响应测试装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Research and Experiments on an External Miniaturized VFTO Measurement System;Lizhe Wang 等;sensors;第1-23页 * |
| 配电网过电压在线监测的阻容分压器研制;周凯 等;电气应用;第26卷(第8期);第3节以及图6 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113589014A (zh) | 2021-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108225495A (zh) | 一种电容式液位传感器在线测量***及其方法 | |
| CN113589014B (zh) | 阻容式分压器的方波响应装置、方波响应优化方法及*** | |
| CN101762733B (zh) | 一种高阻抗宽频带高电压分压器的设计方法 | |
| WO2018032754A1 (zh) | 一种可调电路装置及电压测量装置 | |
| CN113721071A (zh) | 一种测量非介入式对地电压的***和方法 | |
| US11105879B1 (en) | Time-domain segmented calibration method for a characteristic impedance of a time-domain reflectometer | |
| CN108334684B (zh) | 隔离开关开合过程中的vfto建模分析方法 | |
| CN104536282A (zh) | 时间数字转换器、时间测量装置及其测量方法 | |
| CN112557732B (zh) | 基于感应线圈的冲击电流测量装置的量值溯源方法及*** | |
| CN207440207U (zh) | 一种远程幅频特性测试装置 | |
| CN205992891U (zh) | 一种可调波瞬态电磁脉冲模拟器装置 | |
| CN117077370A (zh) | 基于多频率分量加权迭代的冲击电压峰值全量程溯源方法 | |
| CN112649652A (zh) | 一种用于冲击电流量值的溯源方法及*** | |
| CN207036908U (zh) | 一种信号发生器及手持式数字脉冲与电流校验仪 | |
| CN212872582U (zh) | 一种多参数程控可调的双指数波脉冲电流注入源电路 | |
| Feser | Transient behaviour of damped capacitive voltage dividers of some million volts | |
| CN114859281A (zh) | 一种函数发生器的检定装置及方法 | |
| Lee et al. | Time domain measurement system for conducted EMI and CM/DM noise signal separation | |
| CN113884739B (zh) | 一种宽频电压分压器装置及刻度因数标定方法 | |
| CN204347455U (zh) | 时间数字转换器及时间测量装置 | |
| CN114492270A (zh) | 一种电容用于5g电路应用等效模型的建模电路及方法 | |
| CN106291163B (zh) | 一种电阻分流器的带宽确定方法及*** | |
| CN109901459B (zh) | 一种伺服等效器的校准*** | |
| CN210376503U (zh) | 一种电容分压器低压测量电路 | |
| Zhu et al. | Development of standard device for resistive current tester for zinc oxide surge arrester |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |