電網尖峰傳導測試裝置的製作方法

2023-05-30 14:21:46

專利名稱：電網尖峰傳導測試裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種測試電網尖峰信號的裝置，尤其是能去除電網基波及其 低次諧波幹擾能力的電網尖峰傳導測試裝置。
背景技術：
目前電磁兼容測試中，電網尖峰傳導測量還未有專用的測量裝置， 一般 是使用示波器直接測量，根據調節示波器觸發電平捕獲電網尖峰。由於電網 中電源基波及其諧波的影響，與基波或諧波幅值相差不大的電網尖峰信號則 很難準確捕獲，給電網尖峰傳導測量帶來很大困難，容易造成測量不準確， 從而造成錯誤判斷。在國內外有關濾波器產品中，有許多類型的濾波器能夠濾除較低頻率的 信號，同時對較高頻率的信號衰減較少。但這些濾波器不能直接應用於電磁 兼容領域的電網尖峰傳導信號的測量，主要原因在於 一是電網尖峰信號幅值一般較大，可達700-800V; 二是要求濾除的低頻信號的頻率較低， 一般為 直流至400Hz的電網供電頻率成分及其低次諧波;三是其頻響特性要求較高，在濾除低頻成分的同時還要儘量保證電網尖峰信號的時域不失真，也即平坦 的通帶內的幅頻特性。為使電網尖峰傳導測量準確，需在借鑑濾波器設計原 理的基礎上，進行電網尖峰傳導測量測試裝置的設計。發明內容為了克服現有的電網尖峰傳導測量裝置不能準確捕獲與電網電源幅值相 當電網尖峰信號的不足，本發明的目的在於提供一種電網尖峰傳導測試裝置， 該裝置在應用濾波器設計原理的基礎上，能有效去除電網電源信號對電網尖 峰信號測量的影響，使電網尖峰傳導信號測量準確可靠。 為了達到上述發明目的，本發明為解決其技術問題所採用的技術方案是 提供一種電網尖峰傳導測試裝置，該裝置包括在金屬屏蔽腔體中安裝有耦合網絡屏蔽腔體，電網連接線通過屏蔽絕緣 端子及耦合網絡入口線與耦合網絡屏蔽腔體中的耦合網絡電路相連接，電網 信號經此路徑進入耦合網絡電路。耦合網絡屏蔽腔體通過金屬固緊搭接條與 金屬屏蔽腔體連接固定。經耦合網絡處理的電網信號經耦合網絡出口線與測 量裝置輸出端子連接。測量裝置輸出端子選用標準接插件，測量裝置輸出端 子通過其金屬底座與金屬屏蔽腔體中的絕緣填充材料固定。上述耦合網絡屏蔽腔體中的耦合網絡電路包括耦合網絡入口線通過電 阻R1同一組電容器和電感器或電容器或電阻器組成的倒"L"型濾波耦合電路連接，上述倒"L"型濾波耦合電路依次分別為Cl和Ll、 C2和L2、 C3 和L3、 C4和L4、 C5和R2，耦合網絡出口線連接於末級電阻R2的兩端，通 過測量裝置輸出端子輸出經過處理的信號。本發明電網尖峰傳導測試裝置由於採用經優化設計的耦合網絡電路元器 件參數，採用金屬屏蔽腔體避免耦合網絡受外部幹擾，因此，取得了以下有益效果(1)對低頻信號具有較大衰減的特性，避免測量儀器飽和；(2)對 高頻信號具有較少損耗的特性；(3)具有較平坦的通帶內的幅頻特性，減少 所測信號時域波形失真；(4)避免測量電路受外界電磁幹擾保證測量精度； (5)結構簡單，使用可靠。


圖1是本發明電網尖峰傳導測試裝置的橫剖面構造圖； 圖2是本發明中耦合網絡的電路原理圖。
具體實施方式
下面結合

本發明的優選實施例。圖l是本發明的優先實施例， 一種電網尖峰傳導測試裝置的橫剖面構造
圖，如圖l的實施例所示，本發明的裝置包括電網連接線l，屏蔽絕緣端 子2，耦合網絡入口線3，金屬屏蔽腔體4，耦合網絡屏蔽腔體5，腔體金屬固緊搭接條6，耦合網絡出口線7，絕緣填充材料8，測量裝置輸出端子9，輸出端子金屬底座10。其配置連接關係如下在金屬屏蔽腔體4中安裝有耦合網絡屏蔽腔體5，電網連接線1通過屏 蔽絕緣端子2及耦合網絡入口線3與耦合網絡屏蔽腔體5中的耦合網絡電路 相連接，電網信號經此路徑進入耦合網絡電路。耦合網絡屏蔽腔體5通過金 屬固緊搭接條6與金屬屏蔽腔體4連接固定。經耦合網絡處理的電網信號經 耦合網絡出口線7與測量裝置輸出端子9連接。測量裝置輸出端子9選用標 準接插件，測量裝置輸出端子9通過其金屬底座10與金屬屏蔽腔體4中的絕 緣填充材料8固定。圖2是上述耦合網絡屏蔽腔體5中的耦合網絡電路的原理圖；如圖2 所示:耦合網絡入口線3通過電阻Rl同一組由電容器和電感器或電容器和電 阻器組成的倒"L"型濾波耦合電路連接，上述倒"L"型濾波耦合電路依次 分別為C1禾口L1、 C2和L2、 C3和L3、 C4和L4 、 C5和R2，耦合網絡出口 線7連接於末級電阻R2的兩端，通過測量裝置輸出端子9輸出經過濾波的信 號。本發明實施例中，上述耦合網絡電路的元件參數選擇如下Cl、 C2、 C3、 C4、 C5約為0. 1PF 2. 0PF，電壓0 800V; Ll、 L2、 L3、 L4約為0. 25raH 2. 2mH;; R1及R2約為50 Q 。下面進一步對本發明的工作過程進行描述。測量時使用絕緣材料將金屬腔體完全包裹，電網連接線1分別接入待測 電網的兩相電源線間，監測設備(示波器)與輸出端子9連接。根據測量所 需精度調節示波器觸發電平，由於尖峰信號的頻率遠高於電網基波及其低次 (50次以下)諧波，電網基波及其諧波被有效去除，同時尖峰信號基本無衰 減的通過，示波器中捕細勺信號有效反應了電網中尖峰信號的狀態，達到測
量目的。綜上所述，本發明通過優化設計的耦合網絡電路結構及無源器件參數，使電網尖峰傳導測量得以有效實現不但濾除了電源基波(50Hz-400Hz)及 若干次諧波；而且對電網中尖峰信號(頻率範圍幾十kHz至幾百腿z)損耗 較少；在電網尖峰信號所在頻率範圍內具有較平坦的通帶內的幅頻特性，從 而保證時域信號不失真。本發明電網尖峰傳導測試裝置經實際測試證明對低頻信號具有較大衰 減的特性，對50Hz電源的基波及其低次(50次以下)諧波的衰減至少可達 到110dB;對高頻信號具有較少損耗的特性，對10kHz以上信號衰減基本為 零。通帶內的幅頻特性具有較平坦的特點，在10kHz至50MHz範圍內的幅頻 特性差別不超過2dB。電網測量電壓可達800V。從而，取得了結構簡單，測 量精度較高，使用方便等有益效果。顯然，本領域的技術人員可以對本發明的電網尖峰傳導測試裝置進行各 種改動和變形而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改 和變形屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含 這些改動和變形在內。
權利要求
1、一種電網尖峰傳導測試裝置，其特徵在於，該裝置包括在金屬屏蔽腔體[4]中安裝有耦合網絡屏蔽腔體[5]，電網連接線[1]通過屏蔽絕緣端子[2]及耦合網絡入口線[3]與耦合網絡屏蔽腔體[5]中的耦合網絡電路相連接，電網信號經此路徑進入耦合網絡電路；耦合網絡屏蔽腔體[5]通過金屬固緊搭接條[6]與金屬屏蔽腔體[4]連接固定；經耦合網絡處理的電網信號通過耦合網絡出口線[7]與測量裝置輸出端子[9]連接；測量裝置輸出端子[9]通過其金屬底座[10]與金屬屏蔽腔體[4]中的絕緣填充材料[8]固定。
2、 根據權利要求1所述的電網尖峰傳導測試裝置，其特徵在於所述的耦合網絡屏蔽腔體[5]中的耦合網絡電路包括所述的耦合網絡入口線[3]通過電阻R1同一組電容器和電感器或電容器或電阻器組成的倒"L"型濾波 耦合電路連接，上述倒"L"型濾波耦合電路依次分別為Cl和Ll、 C2和L2、 C3和L3、 C4和L4 、 C5和R2，耦合網絡出口線[7]連接於末級電阻R2的兩 端，通過測量裝置輸出端子[9]輸出經過處理的信號。
3、 根據權利要求1或2所述的電網尖峰傳導測試裝置，其特徵在於 所述的耦合網絡電路的元件參數選擇範圍如下電容器0. 1!^F 2. 0PF，電壓 0 800V;電感器0. 25mH 2. 2mH;電阻Rl、 R2為50 Q 。
全文摘要
本發明公開了一種電網尖峰傳導測試裝置，包括金屬屏蔽腔體[4]中安裝有耦合網絡屏蔽腔體[5]，電網連接線[1]通過耦合網絡入口線[3]與耦合網絡屏蔽腔體[5]中的耦合網絡電路相連接；經耦合網絡處理的電網信號經耦合網絡出口線[7]與測量裝置輸出端子[9]連接。本發明解決了現有技術不能準確捕獲與電網電源幅值相當電網尖峰信號的問題，取得了結構簡單，測量精度較高，使用方便等有益效果。
文檔編號G01R31/00GK101398450SQ20071004638
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月25日 優先權日2007年9月25日
發明者萬海軍, 兵 曹, 湯仕平, 徵 王, 冰 陳 申請人:中國人民解放軍海軍電磁兼容研究檢測中心;常州多極電磁環境技術有限公司