[实用新型]脉冲测量信号地电位隔离器

说明书

技术领域

本实用新型属于脉冲功率装置的脉冲高电压大电流测量领域，具体涉及一种脉冲测量信号地电位隔离器。

背景技术

脉冲功率装置的接地线存在接地电阻和电感，因此当脉冲功率装置放电时，会发生装置地电位抬升的情况。一些脉冲功率装置高电压运行时地电位的抬升可以达到10千伏量级。由于测量探头的地线（电缆外皮）通常与装置的地线连接在一起，当使用信号电缆传输脉冲功率装置的测量探头信号时，会在脉冲功率装置的地线和测试设备的地线之间形成寄生（感应）电流，并形成感应电动势，不仅影响测量结果的真实性，严重时还会抬升测试设备端的地电位，在测试设备内部形成电位差，造成“反击”而损坏测试设备。

目前公知的解决方法有两种。中国刊物名称为“冲击大电流技术”（清华大学电力系编）的文献介绍了单点接地和光纤传输隔离的方法。单点接地的方法指包括测试系统在内的整个脉冲功率装置单点接地，测试设备不另外连接测试地并进行电源隔离，以此消除寄生（感应）电流。但是当与测试设备相连的例如屏蔽室等设施的对地电容较大时，对于脉冲电路而言寄生电流仍然存在；而且对于大型的脉冲功率装置，不同测量探头的地电位也不同，在不同测量通道之间也会形成寄生电流。因此在一些实际情况下，该方法不能完全解决问题。光纤传输隔离的方法是使用电光组件将测量探头输出的电信号转换为光信号，再使用光纤传输，然后使用光电组件将光信号转换为电信号输入到测试设备。该隔离设备可以彻底切断测量探头与测量设备之间的电连接，实现测试地线和装置地线的完全隔离。但适合快脉冲信号的光电、电光组件设备较复杂，造价较高；并且由于电光、光电设备为有源装置，其信号电压通常为伏量级，因此在一些具有强电磁干扰环境的脉冲功率装置上应用时，信号干扰较为严重。

发明内容

为了消除脉冲功率装置放电时地电位抬升对测试系统造成的影响，本实用新型提供一种脉冲测量信号地电位隔离器。所述的隔离器对于脉冲功率装置测量探头输出的信号等效为传输电缆，不影响纳秒量级快测量信号的传输；对于脉冲功率装置放电时抬升的地电位，隔离器等效为一个较大的电感，可以实现测量信号地电位隔离。

本实用新型的脉冲测量信号地电位隔离器，特点是，所述的隔离器含有输入电缆连接器、信号电缆、输出电缆连接器和铁氧体磁芯。所述信号电缆缠绕在圆环形铁氧体磁芯上，输入电缆连接器和输出电缆连接器分别连接在信号电缆的两端。信号电缆在铁氧体磁芯上的绕制方向一致。按需要隔离的地电位幅值水平确定输入和输出端的绝缘距离。输入电缆连接器外接到测量探头，输出电缆连接器外接到测试设备。由于测量探头输出的差模信号在信号电缆的芯线与皮线上电流方向相反，因此芯线与皮线的电感相互抵消。对于测量探头输出的信号，该隔离器等效为传输线。其频率特性与相同长度的信号电缆一致，不影响纳秒量级的快信号传输。而对于芯线与皮线上电流方向相同的共模信号，电感为芯线与皮线的电感之和。对于一定脉宽和前沿的脉冲功率装置地电位信号，选择对应频率范围的铁氧体磁芯和适当的电缆缠绕匝数，使该隔离器的感抗远大于脉冲功率装置的接地感抗，可以抑制脉冲功率装置的地线和测试设备的地线之间形成寄生（感应）电流，实现地电位隔离。

本实用新型的脉冲测量信号地电位隔离器在不畸变测量探头输出的纳秒量级脉冲信号的情况下，对脉冲功率装置测量探头的地线和测试设备地线进行了隔离，消除了脉冲功率装置放电时地电位抬升对测试系统造成的影响，保护了测试设备。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

图2是本实用新型应用电路原理图。

图中，1.输入电缆连接器    2.信号电缆     3.输出电缆连接器     4.铁氧体磁芯     11.电容器组     12.开关     13.负载     14.等效电感     21.分压器高压臂     22.分压器低压臂     31.分压器接地电阻     32.分压器接地电感     33.示波器接地电阻     34.示波器接地电感     41.测量探头输出电缆     42.隔离器     43.示波器输入电缆     51.匹配电阻     52.示波器测试通道。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本实用新型脉冲测量信号地电位隔离器。

实施例