局部放电测量仪校准装置的研制与应用-测试测量
局部放电测量仪校准装置是根据国家计量标准设计和研制的，其各项技术指标均符合国家标准研究的要求。本机的创新在于采用It(脉冲电流对时间积分)的方法测量局部放电量，以虚拟仪器代替传统示波器。采用高新科学技术已使校准装置达到半智能化、精度高、感应灵敏、操作方便等优点；利用USB接口与电脑直接连接，通过电脑操作控制，内部应用虚拟式示波器，测量标准化，可广泛使用于各项电子实验、研究开发、电力系统检测等工作领域。
1 工作原理
1．1 局部放电测量仪信号电路测试原理
如图1所示，信号发生器发出正弦信号，由示波器读出频率及幅值，并送入电脑；信号再经屏蔽线送入局部放电测量仪，用来校准局部放电测量仪的下限截止频率、上限截止频率及峰值频率。
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1．2 局部放电测量仪放电量校准器校准原理
局部放电测量仪放电量校准器的校准接线如图2所示。
图中：Cq为分度电容器；R为负载电阻，也可以不用；Cx为被试品等效电容；Ck为耦合电容；Zm为负载阻抗。
由校准脉冲发生器发生的脉冲经分度电容器Cq积分，积分生成的脉冲电流经负载电阻R(也可以不用)转换为脉冲电压，经过被试品等效电容Cx，耦合电容Ck和负载阻抗Zm将信号加至被检的局部放电测量仪。
在图2中，由标准脉冲发生器发出的标准电压脉冲，经过试品电容Cx放电，由示波器读出信号波形，并且将信号积分，信号的面积即是局部放电量，送往PC机处理后，与被检的局部放电测量仪显示的局部放电量进行比较，可以得出被检局部放电测量仪的测量误差。
1．3 雷电冲击电压发生器原理
标准校准信号发生器发出雷电冲击信号，经功率放大器放大，再经高频变压器产生100 V雷电冲击电压。本项目没有采用直流加开关管的方法产生雷电冲击电压，一方面是波形容易调节，另一方面是容易控制。[next]
2 关键技术及解决方案
(1)采用虚拟数据采集技术，进行数字积分，按照q=It的方法来实现对局部放电量的测量，这是本项目的首创。过去都采用电压幅值乘电容的方法，按照q=UC的方法来实现对局部放电量的测量。
(2)采用阻抗替换的方法测量内阻，也是本项目的独创。
2．1 标准内阻测试方法
已有测试方法采用标准DL／T 846．4-2004((高电压测试设备通用技术条件第4部分：局部放电测量仪》6．13．1(原标准编号)校准脉冲发生器内阻的测试。
测试接线如图3(原标准图号)所示。
断开图3中开关S，将被检校准脉冲发生器输出脉冲通过电容C接到示波器的输入端，读出示波器显示的电压波形峰值Up，将开关S合上，调节可变电阻器Rw，使示波器显示的电压波形峰值降为Up／2。此时可变电阻器Rw的值即为校准脉冲发生器的内阻值。本项目的研究发现，上述标准的规定是不能准确测量内阻的。这是因为校准脉冲信号发生器所发生的信号是频率为1 000～1 200 Hz的方波，其上升时间小于等于
60 ns，它的带宽经频谱分析仪分析为30 MHz左右，它需要测量的不是直流电阻，而是相应频率下的交流阻抗。由于电容的影响，普通可调电阻组成的测量电路，其时间常数很大，所以无法对高频电路进行准确测量。
2．2 阻抗替换的内阻测试方法
本项目采用阶跃电压发生器内阻的测量方法，阶跃电压发生器内阻的测量接线如图4所示。
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图4中，阶跃脉冲电压发生器是能产生上升时间小于60 ns，衰减时间大于100μs脉冲电压的信号发生器；示波器为带宽大于50 MHz的数字示波器；C为分度电容器；BNC为同轴连接器；R1，R2，R3，Rn为可以替换的无感电阻。
按图4连接，连接时，使用BNC同轴连接器。设备之间连接用同轴电缆。
从图4中可以看出，由于本项目使用的连接导体都是屏蔽电缆，使用的连接器都是BNC同轴连接器，所以电路的电容非常小，这样就能对高频电路进行准确的测量。测量中使用的替换电阻都是经过严格调整的，电感和电容的电阻都非常小，它们的直流电阻和交流阻抗非常接近，这样替换测量的结果就是阶跃脉冲电压发生器的真正内阻，符合测量要求。
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