[发明专利]一种用于强电磁环境下的高压开关瞬态地电位测试系统

权利要求书

1.一种强电磁环境下的高压开关瞬态地电位测试系统，所述系统包括：高压开关设备、高压探头、衰减器、匹配电阻R₄、示波器、UPS电源、第一同轴电缆、第二同轴电缆、第三同轴电缆、第一接地点O₁、第二接地点O₂、第三接地点O₃；

所述高压探头包括第零无感电阻R₀，所述高压探头的输入端连接于所述高压开关设备的壳体表面；所述高压探头的输出端通过第一同轴电缆与所述衰减器的输入端相连接；所述高压探头用于获取所述高压开关设备的壳体表面的地电位电压信号；

所述衰减器内部为第一无感电阻R₁、第二无感电阻R₂、第三无感电阻R₃，所述第一无感电阻R₁、所述第二无感电阻R₂、所述第三无感电阻R₃通过衰减器的金属外壳实现屏蔽；所述衰减器用于将所述衰减器的输入端输入的电压信号进行第一次分压；所述衰减器的输出端通过第二同轴电缆输入所述示波器端口处的所述匹配电阻R₄；所述匹配电阻R₄用于将所述匹配电阻R₄的输入端的电压信号进行第二次分压；所述匹配电阻R₄的输出端与所述示波器相连接；所述示波器用于监测输入到所述示波器的地电位电压波形；

所述高压开关设备与第一接地点O₁相连接；

所述高压探头的输出端外壳通过所述第三同轴电缆与第二接地点O₂相连接；所述高压探头的外壳与所述第一同轴电缆的屏蔽层相连接；

所述第二接地点O₂远离第一接地点O₁，所述第二接地点O₂与所述第一接地点O₁至少间隔15米。

2.根据权利要求1所述的系统，所述第零无感电阻R₀的电阻为5kΩ，功率为25W，最大测量瞬态电压为50kV。

3.根据权利要求1所述的系统，所述第一同轴电缆、所述第二同轴电缆和所述第三同轴电缆的波阻抗为50Ω；

为了防止高频瞬态电压在同轴电缆传播过程中的波反射，提高动态响应，设计同轴电缆的波阻抗与负载阻抗相同，都为50Ω；

从第一同轴电缆向衰减器看，阻抗为50Ω，即R₁//(R₂+R₄//R₃)＝50Ω；

第二同轴电缆向衰减器看，阻抗为50Ω，即(R₀//R₁+R₂)//R₃＝50Ω；

第二同轴电缆向示波器看，阻抗为50Ω，即R₄＝50Ω。

4.根据权利要求1所述的系统，所述第三同轴电缆的屏蔽层与所述第三同轴电缆的信号线在所述高压探头的外壳处开路；所述第三同轴电缆的屏蔽层与所述第三同轴电缆的信号线在第二接地点O₂短接。

5.根据权利要求1所述的系统，所述第一同轴电缆与所述第二同轴电缆之间为紧密铺设，以不超过2米的间隔用绝缘材料固定所述第一同轴电缆与所述第二同轴电缆。

6.根据权利要求1所述的系统，所述第一次分压变比k₁为100，所述第二次分压变比k₂为10，所述系统总分压变比k为1000，k＝k₁×k₂。