[发明专利]一种低压多频率及幅度混合试验源发生装置

说明书

技术领域

本发明设计涉及电气设备试验领域，尤其设计一种低压多频率及幅度混合试验源发生装置。

背景技术

电气设备试验多数采用高压绝缘强度试验，典型试验包括工频耐压试验和雷电冲击耐压试验，两者都具备破坏性。信号幅度叠加试验在国内已经有报道，但并未对实际操作的叠加装置具体化，主要对叠加试验的后续数据获取的种类和分析方法进行了创新。

本发明提出一套试验装置，属于一种被试设备与试验系统处于串联结构关系，因此施加到被试设备两端的电压可以通过调节两端的电压幅度，频率或谐振状态来达到目地。

发明内容

本发明专利则提出一种既可实现幅度叠加，又可实现频率混叠的双叠加试验装置，该试验源装置由四绕组半铁芯变压器，可调高压电容器，可调电阻器，触发功率信号，噪音功率信号组成。

本发明的技术方案如下：

一种低压多频率及幅度混合试验源发生装置，本发明特征在于，该装置包括工频电源、4绕组变压器、采样装置、随机噪音发生器、脉冲发生器；

其中，

4绕组变压器的一次侧由绕组1和绕组3并联组成，二次侧由绕组2和绕组4组成；电阻R1和电感线圈L1串联后与电容器C1并联组成绕组1；电阻R2和电感线圈L2串联后与可调电容器C2并联后组成绕组2；绕组3由电感线圈L3组成，绕组4由电感线圈L4组成；

工频电源、被试设备、绕组1的一端依序连接，绕组1的另一端接地；在工频电源和被试设备之间接入采样装置，采样装置与绕组3并联连接；随机噪音发生器与绕组2并联连接；脉冲发生器与绕组4并联连接。

本发明所述的工频电源输出功率为10-5000W，输出电压为100V-1000V。

本发明所述的采集装置为三路并行采集结构，采样频率带宽为100MHz。

本发明所述脉冲发生器输出脉冲宽度0.1uS-500uS，电压幅值1-500V。

本发明所述的随机噪音发生器输出功率1-20W。

本发明所述4绕组变压器，绕组共用一高频铁芯结构，各绕组均为独立绕组叠层包裹，各绕组之间设有气隙调节螺栓，能够调节各绕组之间的耦合系数。

本发明铁芯的材料为软磁铁氧体，锰锌铁氧体，或镍锌铁氧体。

本发明可调电容器，可以调节随机信号发生器的输出功率，同时该电容与变压器绕组产生频率高于工频信号的谐振电压，作为混叠试验信号的信号源，与工频电源输出的工频电压产生幅度差值，施加在被试设备上。

绕组2既是输入绕组也是输出绕组,在外部工频电流促发下形成LC振荡,该振荡信号又反向耦合到绕组1。同样,绕组1即是输入也是输出绕组.且绕组1和绕组3是同名端耦合设计。原则上,只有绕组3,是输出绕组,绕组1和绕组2,4都是双向耦合的功能。

本发明所述的被试设备串接在工频电源和4绕组变压器输入端口1之间，被试设备的耐受电压端呈悬浮接地状态，让试验电流经被试设备进行一次阻抗调制后产生受被试高压设备阻抗幅值和相位影响的电流向量I1。脉冲发生器产生脉冲信号，经绕组4耦合到4绕组变压器内部，在4绕组变压器输入端口1产生电流信号I2。随机噪音发生器产生随机噪音信号，经绕组2耦合在4绕组变压器输入端口1产生电流信号I3。I1，I2，I3三路不同幅度，频率和相位的信号经过混叠后耦合到绕组3，由采集装置获取电压或电流波形信息，用于对被试设备进行阻抗特性分析。

本发明通过调节工频电源输出电压，或调节绕组的可调电容器，或调节脉冲发生器频率，或控制随机噪音发生器输出持续时间来调节施加在被试设备两端的电压的目地。

本发明的突出优点是，被试设备作为试验环路中的一个中心设备，既直接承受试验电压，又通过自身的阻抗对试验端电压产生调制作用，该结构便于采集被试设备的相位信息。

本发明的另一优点是，通过变压器次级端的可调电容器调整谐振频率，从而调整施加在被试高压设备一端(B端)的信号频率和幅值，该信号与另一端(A端)的工频电源产生幅度差，产生幅度叠加信号。与可调电容器并联的随机噪音发生器可起到调节谐振信号功率密度的作用。

由于试验变压器采用多绕组结构，且变压器在宽频范围呈现非线性状态，由此正好利用变压器的非线性特征，与被试品形成串联谐振，建立丰富的谐振频谱。通过调整可调电容器和脉冲发生器可以获得较为陡峭的冲击试验波形，且在该冲击电压作用下，即使被试设备局部短路处于低阻状态，或者直接发生击穿短路，均不会对试验装置安全性构成影响。