冲击测量系统方波响应测量的EMTP 计算研究 - 中国电机工程学会.PDF

中国电机工程学会高压专委会2007 年学术年会论文集 冲击测量系统方波响应测量的 EMTP 计算研 究 赵刚 孙伟 陈坚 上海交通大学 摘要 本文使用电磁暂态计算软件EMTP计算电容分压器的方波响应试验，着重研究了同轴电缆的匹配方式、 方波源输出电阻、示波器探头输入电容和输入电阻对方波源输出测量的影响，以及高压引线电感和分布电容 对方波响应测量的影响。 关键词 方波源；方波响应；EMTP 10mΩ/m ，长度 0.5m，波速 2 x 108m/s ； 1 引言 R3 ，探头侧匹配电阻，75Ω（匹配）或 1mΩ （不匹配，考虑连接器接触电阻）；C，探 电容分压器方波响应试验是冲击电压 测量系统性能试验的重要内容。测量同轴 头输入电容，3 pF 到 100pF；R4 ，探头输 入电阻，1 MΩ到 100MΩ。 电缆的匹配方式、方波源输出电阻、示波 各种市售探头的输入电阻和输入电容 器探头输入电容和输入电阻会明显影响方 见表 1。根据表 1 仿真电路探头的典型参 波源输出测量结果。高压引线电感和分布 数是输入电阻 R4 取 10MΩ，输入电容 C 电容对方波响应的影响也不能忽视。 EMTP 仿真计算分析可以深刻揭示这些因 取 10pF （记为10 MΩ//10pF ）。 市售方波源，无论是上升型还是下降 素的影响程度和规律，并可指导冲击测试 型，10％到90 ％上升时间（或下降时间） 实践。 tr 小于 10ns，典型值是 3ns 。输出电阻在 2 测量方波源输出 2Ω到 50Ω的范围内，作为信号源，方波源 输出电阻越小越好。 图 1 是使用同轴电缆测量方波源输出 首先计算了四种同轴电缆匹配方式对 信号仿真计算电路。本文所有的计算时间 探头输入电压波形的影响。四种匹配情况 步长全是 0.01ns 。 是：两端匹配（记为 75/75 ，前面表示方 波源侧匹配电阻数值，后面表示探头侧匹 配电阻数值，并省去了Ω），仅在方波源侧 匹配匹配（记为 75/1m ），仅在探头侧侧两 端匹配（记为 1m/75），两端都不匹配（记 为 1m/1m）。其它参数：方波源 10%到 90% 图 1 同轴电缆测量方波源输出计算电路图 上升时间 tr 是 3ns，输出电阻2Ω；探头 10