本發(fā)明涉及電能表電磁兼容抗擾度自動化測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種電子式電能表電快速瞬變脈沖群抗擾度測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的電能表電磁兼容抗擾度自動化測試系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)表、電能表、U-U電壓回路、I-I電流回路和采樣信號回路組成，其測試方法為：

首先，未加騷擾時電能表需要在額定電壓和額定電流及功率因數(shù)為1條件下測量出一個誤差；然后，加騷擾時在額定電壓和額定電流及功率因數(shù)為1條件下再測量出一個誤差；計(jì)算兩個誤差之差來判斷是否符合要求。

但是在進(jìn)行快速瞬變脈沖群抗擾度測試時會出現(xiàn)以下問題：

通常，標(biāo)準(zhǔn)表的靈敏度要高于被測電能表的靈敏度。然而，當(dāng)在這個校表裝置中對被測電能表加入干擾信號時，此干擾信號同時也進(jìn)入了標(biāo)準(zhǔn)表的電流甚至電壓回路，對標(biāo)準(zhǔn)表造成實(shí)時的干擾。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)表因被干擾而不能正常工作時，那此刻的校表功能將喪失，嚴(yán)重時標(biāo)準(zhǔn)表的精度被降低甚至表的測量系統(tǒng)被損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種去除干擾、檢測精度高的電子式電能表電快速瞬變脈沖群抗擾度測試系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種電子式電能表電快速瞬變脈沖群抗擾度測試系統(tǒng)，包括電能表校驗(yàn)裝置、快速脈沖群發(fā)生器、I-I電流回路、U-U電壓回路、采樣信號回路，所述的電能表校驗(yàn)裝置的電流接口通過I-I電流回路與被測電能表連接，所述的電能表校驗(yàn)裝置的電壓接口通過U-U電壓回路與被測電能表連接，所述的快速脈沖群發(fā)生器設(shè)置在U-U電壓回路上，所述的電能表校驗(yàn)裝置通過采樣信號回路與被測電能表連接，該系統(tǒng)還包括分別串接在I-I電流回路、U-U電壓回路和采樣信號回路上的去耦裝置。

所述的去耦裝置包括串接在I-I電流回路上的電流去耦裝置、串接在U-U電壓回路上的電壓去耦裝置以及串接在采樣信號回路上的采樣去耦裝置。

當(dāng)采樣信號回路采用光電頭進(jìn)行信號采樣時，采樣去耦裝置為鎳鋅磁環(huán)。

所述的鎳鋅磁環(huán)在采樣信號回路的連接線上每隔30厘米串接設(shè)置。

所述的I-I電流回路、U-U電壓回路和采樣信號回路的輸入線和輸出線的間距大于10厘米，并且以非平行方式布置。

所述的電流去耦裝置和電壓去耦裝置具有插入損耗的頻率范圍為30MHz-200MHz，濾除干擾信號的范圍為200MHz-2GHz。

所述的電能表校驗(yàn)裝置為標(biāo)準(zhǔn)電能表。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過實(shí)例驗(yàn)證，在依據(jù)電能表相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行誤差計(jì)量的快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)過程中，使用本發(fā)明裝置為校表裝置提供電磁兼容防護(hù)，去除了測試過程中快速瞬變脈沖群對標(biāo)準(zhǔn)表的精度干擾，校表裝置已能滿足6kV脈沖干擾測試時的正常工作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為快速干擾脈沖群的頻域特性曲線圖。

其中，1、電能表校驗(yàn)裝置，2、快速脈沖群發(fā)生器，3、I-I電流回路，4、U-U電壓回路，5、采樣信號回路，61、電流去耦裝置，62、電壓去耦裝置，7、被測電能表。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例：

按電磁兼容性原理任何的EMC系統(tǒng)可理解為：由騷擾源、耦合路徑以及接收器(敏感電路)組成，騷擾源、耦合路徑以及敏感電路這就是系統(tǒng)電磁兼容性分析的三要素。

以電能表電快速瞬變脈沖群抗擾度測試為例：電壓線路和輔助線路加參比電壓后導(dǎo)致基準(zhǔn)表受到干擾不能正常工作，從而導(dǎo)致測試無法進(jìn)行。

在這個系統(tǒng)中：騷擾源是干擾信號發(fā)生器；耦合路徑是電壓、電流、采樣信號回路以及其它耦合通道；敏感電路是基準(zhǔn)表。

顯然，在此系統(tǒng)中要降低騷擾源信號是不可能的；由于基準(zhǔn)表的計(jì)量精度要高于被測物的計(jì)量精度，因此其靈敏度也要高于被測表，降低基準(zhǔn)表靈敏度的方法也是不可取的。唯一的方法是從耦合回路去考慮問題，在系統(tǒng)中必須對基準(zhǔn)表加以保護(hù)，才能達(dá)成系統(tǒng)的電磁兼容性。

電快速瞬變脈沖群的干擾特性由三部分組成：一是脈沖群的幅度大?。欢敲}沖上升時間；三是耦合路徑。

干擾脈沖的耦合路徑：測試儀器的耦合網(wǎng)絡(luò)；電壓回路引線；電流回路引線；采樣信號回路引線；其他耦合路徑(如：空間輻射等)。

如圖2所示，圖為快速干擾脈沖群的頻域特性曲線圖，圖中，第一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)的頻率為：f1＝1/(3.14Td)＝6MHz；第二個轉(zhuǎn)折點(diǎn)的頻率為：f2＝1/(3.14Tr)＝60MHz。這說明EFT的影響頻域較大，EFT源同時具備輻射效應(yīng)。

接收器電路有源器件的脈沖響應(yīng)時間，由半導(dǎo)體器件(如放大器)的結(jié)電容Cb與其周邊的固定阻抗參數(shù)Z(如等效電容、電阻參數(shù)Z＝R-1/jωC)、分布阻抗參數(shù)Z0(如分布電容參數(shù)Z0＝R0-1/jωC0)確定。脈沖響應(yīng)時間可由τ＝0.63(ΣR，R0)(ΣCb，C C0)表示。

由上式可知：當(dāng)干擾脈沖經(jīng)歸一化了的二端口傳輸網(wǎng)絡(luò)，其上升時間t只要小于τ，或干擾脈沖幅值(如3V)建立的時間大于τ，我們都可用適當(dāng)?shù)姆绞絹硖岣呓邮掌鞯目垢蓴_能力。即當(dāng)t小于τ時，在干擾脈沖過后在半導(dǎo)體器件輸入端的PN結(jié)上，建立不起足夠的干擾幅值(如小于3V)，在此情況下半導(dǎo)體器件的原狀態(tài)不變。當(dāng)t大于τ時，我們可以通過獲得的臨界信號，來鉗制半導(dǎo)體器件輸入端的PN結(jié)的翻轉(zhuǎn)，從而達(dá)到保持半導(dǎo)體器件實(shí)際輸出狀態(tài)的不變。

所以，抗擾度干擾的機(jī)理是脈沖對線路中半導(dǎo)體器件結(jié)電容的充電，當(dāng)結(jié)電容的能量積累到一定程度，便會引起電路的誤動作。

通過對測試系統(tǒng)的定性與定量分析，可以認(rèn)為電能表電磁兼容抗擾度檢測校表系統(tǒng)防護(hù)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)是：干擾信回路是否受控。

針對目前各類校表裝置抗干擾水平良莠不齊的現(xiàn)狀，為達(dá)到對校表裝置有效防護(hù)的目的，本課題項(xiàng)目組專門研制了電源、采樣信號回路、電壓回路、電流回路高頻去耦網(wǎng)絡(luò)系列及信號隔離模塊等。

干擾脈沖的特性是一個矢量，干擾脈沖不僅通過傳導(dǎo)來影響被試品同時又具備射頻特性，通過空間輻射的形式來干擾被試品。因此，電磁兼容性測試特別是涉及射頻信號測試對試驗(yàn)布置提出了嚴(yán)格的要求。在電能表電磁兼容抗擾度檢測校表系統(tǒng)防護(hù)系統(tǒng)中，同樣要重視去耦網(wǎng)絡(luò)的安放位置。實(shí)踐證明：將同一去耦網(wǎng)絡(luò)放置在不同位置，則它所起到的作用是差異很大的，有時甚至作用消失，在抗擾度測試中，參考接地平板的接地可靠與否，將直接影響去耦網(wǎng)絡(luò)的工作效率。

快速瞬變脈沖群抗擾度測試時的布置位置如圖1所示，在同等可比條件下，使敏感電路遠(yuǎn)離干擾源是問題的關(guān)鍵。因此，測試布置對實(shí)驗(yàn)的成功與否起到重要的作用。輸入、輸出線布置遠(yuǎn)離10厘米以上，且盡可能避免平行布線。對電流回路、電壓回路甚至校表系統(tǒng)的電源線進(jìn)行串接去耦網(wǎng)絡(luò)加以保護(hù)。具體的保護(hù)方法是：針對電流回路使用電流回路去耦網(wǎng)絡(luò)；針對電壓回路單相電能表使用電壓回路去耦網(wǎng)絡(luò)。去耦網(wǎng)絡(luò)使用時以二端口網(wǎng)絡(luò)的方式串接進(jìn)入回路對標(biāo)準(zhǔn)表加以保護(hù)。

去耦裝置的特性：

1.非隔離式；

2.在30MHZ-200MHZ頻率間有較大插入損耗，對200MHZ-2GHZ干擾信號有明顯濾除作用；

3.不能影響正常的電源供應(yīng)及信號傳輸；

基于上述理由，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)成功能上可組合、性能上有針對性、對于共差模干擾信號有很好濾除效果的濾波網(wǎng)絡(luò)。

當(dāng)信號采樣回路為導(dǎo)線連接采樣時，在此回路中需要串接信號采樣回路去耦網(wǎng)絡(luò)加以保護(hù)；當(dāng)使用光電頭進(jìn)行信號采樣時，在光電采樣后的連接線上需作每間隔30厘米串接Ni-Zn鎳鋅磁環(huán)的高頻去耦處理。對標(biāo)準(zhǔn)表的電源來講，若使用與脈沖群發(fā)生器同一電源時，在其供電回路也要考慮串接電源回路去耦網(wǎng)絡(luò)，獨(dú)立供電的標(biāo)準(zhǔn)表可不用電源回路去耦網(wǎng)絡(luò)。