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直流高壓發(fā)生器電流測量技術(shù)

 

直流高壓發(fā)生器是電氣試驗的常用儀器， 主要用于測量泄漏電流以及直流耐壓，現(xiàn)場試驗中要求裝置輕便使用方便測量可靠。 現(xiàn)有產(chǎn)品存在重量較大、測量數(shù)據(jù)讀數(shù)不便等缺點，基于現(xiàn)場工作的要求，基于開關(guān)電源技術(shù)，采用全數(shù)字控制，利用了光纖傳輸、倍壓整流等方法，本裝置輸出電壓為 0～200 kV 連續(xù)可調(diào)，輸出電流大可達5mA。

 

在電氣試驗時，試品放電或擊穿時有較大的脈沖電流經(jīng)過，可能會損壞測量單元，在電流測量單元的信號采集處設(shè)計了保護電路。 電容用以旁路交流分量，特別是高頻沖擊電流量，當信號采集單元兩側(cè)電壓超過一定值時，放電管 F 迅速放電以保護采樣電路，R 1 是增壓電阻，Rm是采樣電阻，當大電流經(jīng)過R1時，其壓降將加速放電管動作，L是限流電感線圈，限制沖擊電流并加速放電管動作。

 

電流信號經(jīng)過單片機采集計算后，通過光纖傳輸至主控制箱，在主控箱的面板上顯示輸出電流，便于現(xiàn)場操作。低壓側(cè)電流測量由主控單片機實現(xiàn)，采用線性光耦進行隔離。線性光耦采用 HCNR201 ，其隔離電壓達 5 kV ，線性度好，非線性度只有 0.01% ，其接線如圖所示。

 

在使用中要注意運算放大器的選擇，其的驅(qū)動電流為1 mA～20 mA ，因此運算放大器的輸出電流也必須達到20mA，并有相應(yīng)的共模輸入及輸出能力，設(shè)計中采用的運算放大器型號是OPA2340，輸出電流大為50mA。

 

本裝置采用了數(shù)字控制，基于開關(guān)電源技術(shù)，具有控制可靠、重量輕、測量數(shù)據(jù)便于讀取等優(yōu)點，在調(diào)試時進行了滿負載實驗，系統(tǒng)工作良好;進行 1.1倍電壓輸出測試， 輸出穩(wěn)定， 內(nèi)部無閃絡(luò)和擊穿現(xiàn)象。 測試表明本裝置各項指標均優(yōu)于規(guī)定的技術(shù)指標，達到設(shè)計要求。

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