CN109375009B - 一种电力智能设备传导抗扰度测试开关矩阵 - Google Patents

一种电力智能设备传导抗扰度测试开关矩阵 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电力智能设备传导抗扰度测试开关矩阵，包括由测试线路正极、测试线路负极和测试地三条测试线路组成的测试总线，在测试线路正极和测试线路负极之间跨接有开关组，所述开关组包括对应电力智能设备的若干个端口中一个或多个端口的高压开关，每个高压开关均包含输入节点、输出到总线节点和输出到外部节点，输入节点可处于断开、连接输出到总线节点和连接输出到外部节点的三种状态。本发明的开关矩阵，通过开关组的多通道切换，实现不同被试端口的快速自动接线。

Description

一种电力智能设备传导抗扰度测试开关矩阵
技术领域
本发明涉及电力智能设备电磁兼容测试技术领域，具体涉及一种电力智能设备传导抗扰度测试开关矩阵。
背景技术
传导抗扰度测试包括电快速瞬变脉冲群抗扰度、浪涌（冲击）抗扰度、阻尼振荡波抗扰度、振铃波抗扰度和射频感应的传导骚扰抗扰度等试验，是电磁兼容测试的重要组成部分。现阶段传导抗扰度测试主要都是由检测工程师手动完成的，主要原因是被试设备多种多样，不同设备有不同的被试端口，不同被试端口接线方式不同，在对不同端口测试时要进行频繁的换线接线操作，严重的降低了测试效率；自动测试使用的开关矩阵本身无法通过传导抗扰度测试，使得测试过程中开关矩阵失效，并且相邻开关之间会产生串扰使得输出骚扰波形不符合标准要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提出一种电力智能设备传导抗扰度测试开关矩阵，通过开关组的多通道切换，实现不同被试端口的快速自动接线。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电力智能设备传导抗扰度测试开关矩阵，其特征是，包括由测试线路正极、测试线路负极和测试地三条测试线路组成的测试总线，在测试线路正极和测试线路负极之间跨接有开关组，所述开关组包括对应电力智能设备的若干个端口中一个或多个端口的高压开关，每个高压开关均包含输入节点、输出到总线节点和输出到外部节点，输入节点可处于断开、连接输出到总线节点和连接输出到外部节点的三种状态。
优选的，电力智能设备的端口包括电源、电流、电压、开入和/或开出端口。
优选的，开关组包括对应电源、电流信号、电压信号、开入端口和开出端口的一个或多个高压开关。
优选的，每组节点包含正负两个节点。
优选的，每组开关组中输出到总线的正负两个节点分别连接测试线路正极和测试线路负极。
优选的，采用2个开关矩阵进行传导抗扰度测试。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明开关矩阵，通过开关组的多通道切换，实现电力智能设备传导抗扰度测试中的被试设备的被试端口串联接入干扰发生器，被试设备的待测试端口和电源或辅助设备直连，以及被试设备测试端口切换功能。
附图说明
图1为本发明开关矩阵的电路原理图；
图2为应用开关矩阵对EUT开出端口测试的电路原理图；
图3为应用开关矩阵对EUT电流端口测试的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
电力智能设备一般都由电源、电压、电流、开入和/或开出端口组成，相同的测试端口和测试项目可以进行自动测试，而其中应用的高压开关可以解决骚扰和串扰带来的问题。因此，在现有的开关技术基础上，通过对电力智能设备传导抗扰度测试的总结，利用开关矩阵可以实现电力智能设备传导抗扰度自动测试。
本发明的一种电力智能设备传导抗扰度测试开关矩阵，如图1所示，包括由测试线路正极、测试线路负极和测试地三条测试线路组成的测试总线，在测试线路正极和测试线路负极之间跨接有开关组，所述开关组包括对应电力智能设备的电源、电流信号、电压信号、开入端口和开出端口五个端口中一个或多个高压开关，每组高压开关均包含输入、输出到总线和输出到外部三组节点，每组节点包含正负两个节点，每组开关组中输出到总线的正负两个节点分别连接测试线路正极和测试线路负极，每组开关组中输入节点可处于断开、连接输出到总线节点和连接输出到外部节点的三种状态。
实施例1
本发明实施例中开关矩阵如图1所示，主要包括由测试线路正极（L）、测试线路负极（N），以及测试地（PE）组成的测试总线；在测试线路正极（L）和测试线路负极（N）之间跨接有五组高压开关，分别为电源（POWER）、电流信号（CT）、电压信号（PT）、开入端口（IN）和开出端口（OUT）五组高压开关。其中，电源开关组由电源输入节点（POWERIN+、POWERIN-）、电源输出到总线节点（POWER+、POWER-）和电源输出到外部节点（SPOWER+、SPOWER-）组成；电流开关组由电流输入节点（CTIN+、CTIN-）、电流输出到总线节点（CT+、CT-）、电流输出到外部节点（SCT+、SCT-）组成；电压开关组由电压输入节点（PTIN+、PTIN-）、电压输出到总线节点（PT+、PT-）、电压输出到外部节点（SPT+、SPT-）组成；开入开关组由开入输入节点（ININ+、ININ-）、开入输出到总线节点（IN+、IN-）、开入输出到外部节点（SIN+、SIN-）组成；开出开关组由开出输入节点（OUTIN+、OUTIN-）、开出输出到总线节点（OUT+、OUT-）、开出输出到外部节点（SOUT+、-）组成的。每组开关组中输出到总线的正负两个节点分别连接测试线路正极和测试线路负极，每组开关组都有相同的三种工作状态：1、断开状态，即输入节点与输出到总线节点、输出到外部节点均断开；2、接通总线状态，即输入节点与输出到总线节点相连，与输出到外部节点断开；3、接通外部状态，即输入节点与输出到外部节点相连，与输出到总线节点断开。
现行的电力智能设备传导抗扰度试验中电磁干扰的最高输出电压为4kV，而每个开关组中各个节点之间都有6kV的耐压能力，例如电源开关组节点POWERIN+、POWERIN-、POWER+、POWER-、SPOWER+和SPOWER-中任意两点之间都可以承受6kV的高压，这样耐压能力可以保证干扰信号的完整性，减小干扰信号的畸变。
为让相近的开关组之间不产生串扰影响传导抗扰度试验的准确性，设计时保证了每个开关组电路之间的隔离，避免了相近开关组之间的串扰的发生。
实施例2
本发明的开关矩阵可以应用于各类传导抗扰度试验中，与干扰发生器（GENERATOR）和辅助设备（AE）组成自动测试系统，减少电磁兼容测试的人力成本，缩短电磁兼容测试时间，并能提高同类被试装置相同试验测试的一致性。
运用本发明设计的开关矩阵实现传导抗扰度测试的不同控制方法，如图2所示，包括以下两种：
（1）通过开关矩阵1将辅助设备（AE）的输出端口接入干扰发生器（GENERATOR），通过开关矩阵2将被试设备（EUT）的被试端口串联接入干扰发生器（GENERATOR），对其施加干扰进行传导抗扰度测试。
图2中以开出端口（OUT）为例，对其施加干扰。辅助设备（AE）开出端口与开关矩阵1的开出输入节点（1OUTIN+、1OUTIN-）相连，开出输入节点（1OUTIN+、1OUTIN-）与输出到总线节点相连，与输出到外部节点断开，即开出开关组工作在状态2接通总线状态；开关矩阵1中测试总线1L、1N和1PE分别与干扰发生器（GENERATOR）中耦合去耦网络（CDN）输入端的LIN、NIN和PEIN相连；干扰发生器（GENERATOR）中耦合去耦网络（CDN）输出端的LOUT、NOUT和PEOUT分别与开关矩阵2中测试总线的2L、2N和2PE相连，被试设备（EUT）的开出端口与开关矩阵2的开出输入节点（2OUTIN+、2OUTIN-）相连，开出输入节点（2OUTIN+、2OUTIN-）与输出到总线节点相连，与输出到外部节点断开，即开出开关组工作在状态2接通总线状态。
当对EUT的开出端口进行传导抗扰度测试时，需要模拟对EUT开出端口施加干扰，辅助设备（AE）的开出端口提供辅助信号，辅助信号通过开关矩阵1的开出开关连通干扰发生器（GENERATOR），同时干扰发生器（GENERATOR）产生干扰信号由耦合去耦网络（CDN）输出端经开关矩阵2的开出端口施加给被试设备（EUT），观察被试设备（EUT）在经受干扰时能否正常工作。
（2）通过开关矩阵将被试设备（EUT）的待测试端口和电源或辅助设备（AE）进行直连。
图2中被试设备（EUT）的电源端口通过开关矩阵和电源直接连接，电流端口（CT）、电压端口（PT）、开入端口（IN）通过开关矩阵和辅助设备（AE）直接连接。
以电流端口（CT）为例进行说明，其它端口与其相同。辅助设备（AE）电流端口与开关矩阵1的电流输入（1CTIN+、1CTIN-）相连，电流输入节点（1CTIN+、1CTIN-）与输出到外部节点相连，与输出到总线节点断开，即电流开关组工作在状态3接通外部状态。被试设备（EUT）电流端口与开关矩阵2的电流输入（2CTIN+、2CTIN-）相连，电流输入节点与输出到外部节点相连，与输出到总线节点断开，电流开关组工作在状态3接通外部状态。开关矩阵1的电流输出到外部节点与开关矩阵2的电流输出到外部节点相连。对被试设备（EUT）电流端口施加辅助量时，辅助信号通过两个开关矩阵直连，不经过干扰发生器。
实施例3
本发明设计的开关矩阵，可以通过开关组的多通道切换与开断，实现对被试设备测试端口的切换。
图2为对被试设备（EUT）开出端口（OUT）进行测试时的状态，即开出端口串联接入干扰发生器（GENERATOR），图3为对被试设备（EUT）电流端口（CT）进行测试时的状态，即电流端口串联接入干扰发生器（GENERATOR），将图2中的开关组状态切换到图3中开关组状态就实现了测试端口从开出端口到电流端口的切换，以此过程为例，其它测试端口间的切换与其相同。其过程如下：
（1）开关矩阵1的开出开关组从图2中的状态2接通总线状态切换至图3的状态3接通外部状态；
（2）开关矩阵2的开出开关组从图2中的状态2接通总线状态切换至图3的状态3接通外部状态；
（3）开关矩阵1的电流开关组从图2中的状态3接通外部状态切换至图3的状态2接通总线状态；
（4）开关矩阵2的电流开关组从图2中的状态3接通外部状态切换至图3的状态2接通总线状态。
本发明设计的开关矩阵，通过开关组的多通道切换与开断，实现电力智能设备传导抗扰度测试中的被试设备的被试端口串联接入干扰发生器（GENERATOR），被试设备的待测试端口和电源或辅助设备（AE）直连，以及被试设备测试端口切换功能。
本发明设计的开关矩阵可以通过上位机对其开关组状态进行控制，信号发生器也可以通过上位机进行干扰输出控制，再通过相应的测试模板联合控制开关矩阵和信号发生器对被试设备的各测试端口依次进行测试，实现电力智能设备传导抗扰度的自动测试，解决电力智能设备传导抗扰度测试长期依靠人工手动测试的难题。本发明能够为电力智能设备生产商、电力智能设备检验单位提供有效的自动检测工具。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种电力智能设备传导抗扰度测试开关矩阵，其特征是，包括由测试线路正极、测试线路负极和测试地三条测试线路组成的测试总线，在测试线路正极和测试线路负极之间跨接有开关组，所述开关组包括对应电力智能设备的若干个端口中一个或多个端口的高压开关，每个高压开关均包含输入节点、输出到总线节点和输出到外部节点，输入节点可处于断开、连接输出到总线节点和连接输出到外部节点的三种状态；
电力智能设备的端口包括电源、电流、电压、开入和/或开出端口；
开关组包括对应电源、电流信号、电压信号、开入端口和开出端口的一个或多个高压开关；
每组节点包含正负两个节点；
每组开关组中输出到总线的正负两个节点分别连接测试线路正极和测试线路负极；
采用2个开关矩阵进行传导抗扰度测试。
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