JP7308306B2 - Method and system for measuring superimposed voltage waveform of commercial voltage and impulse voltage - Google Patents
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Description
本特許出願は、２０１９年０７月１７日に中国専利局に提出された、出願番号が２０１９１０６４５７９７．３である中国特許出願について優先権を主張するものであり、上記の出願の全ての内容は、引用により本開示に組み込まれている。 This patent application claims priority to a Chinese patent application numbered 201910645797.3 filed with the Patent Office of China on Jul. 17, 2019, and the entire contents of the above application are: incorporated by reference into this disclosure.
本発明は、過渡電圧の測定の技術分野に関し、例えば、商用電圧及びインパルス電圧の重畳電圧波形の測定方法及びシステムに関する。 The present invention relates to the technical field of transient voltage measurement, and for example, to a method and system for measuring superimposed voltage waveforms of commercial voltage and impulse voltage.
避雷器のような耐雷設備の絶縁能力を評価するために、商用耐圧試験とインパルス耐圧試験を単独で行う以外に、重畳電圧試験を行う必要がある場合がある。関連技術では、商用電圧にインパルス電圧を重畳する試験が最も多く用いられ、適切な方法で接続された２つの独立電源で生成された異なる試験電圧の重畳は、２つの電源で同時にサンプルの１つの端子に印加される。２つの電源の間では、保護素子を採用して１つの電源の電圧が別のセットの電源システムを損なうことを回避する必要がある。重畳電圧試験の技術的なパラメータは、電圧値Ｕ、レイテンシΔｔ、及び２つの電圧成分のパラメータが含まれている。電圧値とは、サンプルに作用して重畳を引き起こす２つの試験電圧の合成電圧Ｕ＝Ｕ１＋Ｕ２である。レイテンシとは、２つの電圧成分がピーク値に達する時刻の間の時間間隔である。図１は、関連技術に係る典型的な重畳電圧試験回路であり、図から分かるように、インパルス電圧発生器とサンプルとの間にアイソレーションスフィアギャップ（Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ｓｐｈｅｒｅ Ｇａｐ）が存在し、商用電圧がインパルス電圧発生器に印加されることを防止し、保護抵抗と商用電圧発生器とで分圧システムが構成され、商用電圧に印加されたインパルス電圧が高すぎて電源機器を損なうことを防止する。 In order to evaluate the insulation capacity of lightning protection equipment such as a lightning arrester, it is sometimes necessary to conduct a superimposed voltage test in addition to conducting a commercial withstand voltage test and an impulse withstand voltage test independently. In the related art, the test of superimposing an impulse voltage on the mains voltage is most often used, and the superimposition of different test voltages generated by two independent power sources connected in an appropriate manner allows the two power sources to test one sample at the same time. applied to the terminal. Between the two power supplies, it is necessary to employ protective elements to prevent the voltage of one power supply from damaging the power system of another set. The technical parameters of the superimposed voltage test include the voltage value U, the latency Δt and the parameters of the two voltage components. The voltage value is the resultant voltage U=U 1 +U 2 of the two test voltages acting on the sample and causing a superposition. Latency is the time interval between when two voltage components reach their peak values. FIG. 1 is a typical superimposed voltage test circuit according to the related art, as can be seen, there is an isolation sphere gap between the impulse voltage generator and the sample, and the commercial voltage is The protection resistor and the commercial voltage generator constitute a voltage dividing system to prevent the impulse voltage applied to the commercial voltage from being too high and damaging the power supply equipment.
電力システムの受変電設備又は近くの物体が落雷を受けたとき、雷過電圧は、直接に、又は、誘導により電力システムに侵入し、過渡過電圧の波形は、商用電圧及び雷電インパルス電圧の重畳電圧である。 When the receiving and transforming equipment of the power system or nearby objects are struck by lightning, the lightning overvoltage will enter the power system directly or by induction, and the waveform of the transient overvoltage will be the superimposed voltage of the commercial voltage and the lightning impulse voltage. be.
重畳電圧の測定について、関連技術では、通常は採取機器で測定する。そのときに存在する主な問題は、重畳波形には５０ＨｚからＭＨｚまで非常に広い周波数範囲が含まれていることである。商用電圧は、少なくとも３つの周波数を測定する必要があり、測定時間を６０ｍｓより小さくすることができず、これにより、サンプリングレートが高くすることができず、しかし、サンプリングレートが低すぎると、インパルス電圧波形を完全に記録することができず、電圧ピーク値の算出が不正確になってしまう。サンプリングレートが高すぎると、総記録時間が短すぎることを引き起こす可能性があり、完全な商用電圧周波を記録することができず、又は、記録データが多すぎて、算出が遅いことを引き起こしてしまう。 Regarding the measurement of the superimposed voltage, in the related art, it is usually measured with a sampling device. The main problem that then exists is that the superimposed waveform contains a very wide frequency range from 50 Hz to MHz. The commercial voltage needs to measure at least three frequencies, the measurement time cannot be less than 60ms, so the sampling rate cannot be high, but if the sampling rate is too low, the impulse The voltage waveform cannot be completely recorded, resulting in inaccurate calculation of the voltage peak value. If the sampling rate is too high, it may cause the total recording time to be too short, and the full commercial voltage frequency cannot be recorded, or there will be too much recording data, causing the calculation to be slow. put away.
したがって、商用電圧及びインパルス電圧の重畳電圧波形に対する測定を実現するための技術が必要である。 Therefore, there is a need for a technique for realizing measurements on superimposed voltage waveforms of commercial voltage and impulse voltage.
本願の技術案は、商用電圧及びインパルス電圧の重畳電圧波形をどうやって測定するかという問題を解決するために、商用電圧及びインパルス電圧の重畳電圧波形の測定方法及びシステムを提供する。 The technical solution of the present application provides a method and system for measuring the superimposed voltage waveform of the commercial voltage and the impulse voltage to solve the problem of how to measure the superimposed voltage waveform of the commercial voltage and the impulse voltage.
本願は、商用電圧及びインパルス電圧の重畳電圧波形の測定方法であって、 広帯域分圧器により、高圧商用電圧及び重畳インパルス電圧波形を低圧信号に変換し、前記低圧信号をそれぞれ高サンプリングレートの採取ユニット及び低サンプリングレートの採取ユニットに出力することと、
インパルス電圧算出モジュールにより、前記高サンプリングレートの採取ユニットが受信した前記低圧信号を算出し、インパルス電圧のピーク電圧及び時間パラメータを取得することと、
商用電圧算出モジュールにより、前記低サンプリングレートの採取ユニットが受信した前記低圧信号を算出し、商用電圧のピーク電圧及び周波数パラメータを取得することと、
トリガー位相算出モジュールにより、前記高サンプリングレートの採取ユニット及び前記低サンプリングレートの採取ユニットが受信した前記低圧信号を時間軸で重畳し、前記高圧商用電圧の周波におけるトリガータイミングの位置によりトリガー位相を算出することと、
を含む、商用電圧及びインパルス電圧の重畳電圧波形の測定方法を提供する。
The present application relates to a method for measuring a superimposed voltage waveform of commercial voltage and impulse voltage, which converts the high voltage commercial voltage and the superimposed impulse voltage waveform into a low voltage signal by a wideband voltage divider, and converts the low voltage signal into a high sampling rate acquisition unit respectively. and outputting to a low sampling rate acquisition unit;
calculating, by an impulse voltage calculation module, the low voltage signal received by the high sampling rate acquisition unit to obtain the peak voltage and time parameters of the impulse voltage;
calculating, by a commercial voltage calculation module, the low voltage signal received by the low sampling rate sampling unit to obtain peak voltage and frequency parameters of commercial voltage;
A trigger phase calculation module superimposes the low-voltage signals received by the high-sampling-rate sampling unit and the low-sampling-rate sampling unit on the time axis, and calculates the trigger phase according to the position of the trigger timing in the frequency of the high-voltage commercial voltage. and
A method for measuring superimposed voltage waveforms of commercial voltage and impulse voltage, comprising:
本願の他の側面に基づいて、広帯域分圧器、インパルス電圧算出モジュール、商用電圧算出モジュール、トリガー位相算出モジュールを含む商用電圧及びインパルス電圧の重畳電圧波形の測定システムであって、
前記広帯域分圧器は、高圧商用電圧及び重畳インパルス電圧波形を低圧信号に変換し、前記低圧信号をそれぞれ高サンプリングレートの採取ユニット及び低サンプリングレートの採取ユニットに出力するように配置され、
前記インパルス電圧算出モジュールは、前記高サンプリングレートの採取ユニットが受信した前記低圧信号を算出し、インパルス電圧のピーク電圧及び時間パラメータを取得するように配置され、
前記商用電圧算出モジュールは、前記低サンプリングレートの採取ユニットが受信した前記低圧信号を算出し、商用電圧のピーク電圧及び周波数パラメータを取得するように配置され、
前記トリガー位相算出モジュールは、前記高サンプリングレートの採取ユニット及び前記低サンプリングレートの採取ユニットが受信した前記低圧信号を時間軸で重畳し、前記高圧商用電圧の周波におけるトリガータイミングの位置によりトリガー位相を算出するように配置される、
商用電圧及びインパルス電圧の重畳電圧波形の測定方法を提供する。
According to another aspect of the present application, a system for measuring superimposed voltage waveforms of commercial and impulse voltages, including a broadband voltage divider, an impulse voltage calculation module, a commercial voltage calculation module, a trigger phase calculation module, comprising:
said broadband voltage divider is arranged to convert a high voltage commercial voltage and a superimposed impulse voltage waveform into a low voltage signal and output said low voltage signal to a high sampling rate acquisition unit and a low sampling rate acquisition unit respectively;
the impulse voltage calculation module is arranged to calculate the low voltage signal received by the high sampling rate acquisition unit to obtain peak voltage and time parameters of the impulse voltage;
the utility voltage calculation module is arranged to calculate the low voltage signal received by the low sampling rate acquisition unit to obtain peak voltage and frequency parameters of the utility voltage;
The trigger phase calculation module superimposes the low-voltage signals received by the high-sampling-rate sampling unit and the low-sampling-rate sampling unit on the time axis, and calculates the trigger phase according to the position of the trigger timing in the frequency of the high-voltage commercial voltage. arranged to calculate,
A method for measuring superimposed voltage waveforms of commercial voltage and impulse voltage is provided.
下記の図面を参照して、本願の例示的な実施形態をより完全に理解することができる。 A more complete understanding of exemplary embodiments of the present application can be obtained with reference to the following drawings.
これから、図面を参照して本願の例示的な実施形態を紹介していくが、本願は、たくさんの異なった形で実施されてよく、且つ、ここで説明する実施例に限定されず、それらの実施例を提供するのは、詳しく且つ完全に本願を開示し、且つ、当業者に本願の範囲を十分に伝えるためである。図面に示された例示的な実施形態における用語は、本願に対する限定とはならない。図面において、同様なユニット／素子には同様な符号が用いられる。 Although exemplary embodiments of the present application will now be introduced with reference to the drawings, the present application may be embodied in many different forms and is not limited to the examples set forth herein; These examples are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. The terminology in the exemplary embodiments shown in the drawings shall not be limiting for the present application. In the drawings, similar reference numerals are used for similar units/elements.
別途に説明されていない限り、ここで用いられる用語（科学技術的な用語を含む）は、当業者に対して一般的な意味を持つ。また、通常に用いられる辞典で限定された用語は、それに関する分野の文脈と一致した意味を持つものと理解されるべきであって、理想化された意味、又は、あまりに正式すぎる意味として理解されるべきではない、ことを理解され得る。 Unless otherwise explained, the terms (including scientific and technical terms) used herein have their general meaning to those of ordinary skill in the art. Also, commonly used lexicon-qualified terms should be understood to have a meaning consistent with the context of the field concerned, and should be understood as an idealized or overly formal meaning. It can be understood that it should not.
図２は、本願の選択可能な実施形態に係る商用電圧及びインパルス電圧の重畳電圧波形の測定方法のフローチャートである。本願の実施形態は、商用／インパルスの重畳電圧波形の測定方法を提案し、広い周波数範囲が含まれる電圧信号の採取及び処理を実現することができ、電力システムにおける過渡過電圧の測定に対して技術的なサポートを提供する。図２に示すように、商用電圧及びインパルス電圧の重畳電圧波形の測定方法であって、方法は、以下のステップを含む。 FIG. 2 is a flowchart of a method for measuring superimposed voltage waveforms of commercial voltage and impulse voltage according to an optional embodiment of the present application. Embodiments of the present application propose a measurement method for commercial/impulse superimposed voltage waveforms, which can realize the acquisition and processing of voltage signals that include a wide frequency range, and are suitable for measuring transient overvoltages in power systems. provide support. As shown in FIG. 2, a method for measuring superimposed voltage waveforms of commercial voltage and impulse voltage, the method includes the following steps.
オプションとして、ステップ２０１では、広帯域分圧器により、高圧商用電圧及び重畳インパルス電圧波形を低圧信号に変換し、低圧信号をそれぞれ高サンプリングレートの採取ユニット及び低サンプリングレートの採取ユニットに出力する。オプションとして、広帯域分圧器は、コンデンサや抵抗の直列分圧器、又は、コンデンサや抵抗の並列分圧器である。オプションとして、前記方法は、保護スフィアギャップを広帯域電圧分圧器（つまり、広帯域分圧器）の高圧側に接続することを含む。オプションとして、前記方法は、インパルス電圧及び高圧商用電圧に対するトリガーをそれぞれ行うことをさらに含む。
Optionally, in
前記コンデンサや抵抗の直列分圧器とは、直列されたコンデンサや抵抗からなるユニットが含まれる分圧器であり、例示的に、各ユニットは、１つの抵抗と１つのコンデンサとが直列されたものであり、前記コンデンサや抵抗の並列分圧器とは、並列されたコンデンサや抵抗からなるユニットが含まれる分圧器であり、例示的に、各ユニットは、１つの抵抗と１つのコンデンサとが並列されたものである、ことを理解することができる。 The series voltage divider of capacitors and resistors is a voltage divider that includes units composed of capacitors and resistors in series, and exemplarily, each unit includes one resistor and one capacitor in series. and the parallel voltage divider of capacitors and resistors is a voltage divider that includes units of capacitors and resistors in parallel, each unit illustratively having one resistor and one capacitor in parallel. It can be understood that
本願の広帯域電圧分圧器は、高圧商用電圧にインパルス電圧を重畳した波形をデータ採取ユニットによる採取可能な低圧信号に変換する。高サンプリングレートの採取ユニットと低サンプリングレートの採取ユニットとの２台の採取ユニットにより、同一の広帯域分圧器の出力電圧信号を測定する。広帯域電圧分圧器は、コンデンサや抵抗の直列分圧器、又は、コンデンサや抵抗の並列分圧器である。本願の商用／インパルスの連携電圧波形の測定方法においては、広帯域電圧分圧器の高圧側が、保護スフィアギャップの後端に接続され、保護スフィアギャップの存在のため、実際のインパルス電圧波形は、インパルス電圧発生器の出力波形と不一致であり、上昇時間がより急である。本願の広帯域分圧器の同軸ケーブルの末端にＴ型のコネクタを追加し、測定信号を同時にサンプリングレートが異なる２台のデータ採取ユニットでアクセスする。サンプリングレートが異なる２台のデータ採取ユニットは、それぞれ高サンプリングレートの採取ユニット及び低サンプリングレートの採取ユニットである。 The wideband voltage divider of the present application converts a waveform of a high voltage commercial voltage with an impulse voltage into a low voltage signal that can be sampled by a data acquisition unit. Two sampling units, a high sampling rate sampling unit and a low sampling rate sampling unit, measure the output voltage signal of the same wideband voltage divider. A broadband voltage divider is a series voltage divider of capacitors and resistors or a parallel voltage divider of capacitors and resistors. In the commercial/impulse joint voltage waveform measurement method of the present application, the high voltage side of the broadband voltage divider is connected to the rear end of the protective sphere gap, and due to the presence of the protective sphere gap, the actual impulse voltage waveform is the impulse voltage It is inconsistent with the generator output waveform and has a steeper rise time. A T-shaped connector is added at the end of the coaxial cable of the broadband voltage divider of the present application to access the measurement signal simultaneously with two data acquisition units with different sampling rates. The two data acquisition units with different sampling rates are a high sampling rate acquisition unit and a low sampling rate acquisition unit, respectively.
オプションとして、ステップ２０２では、インパルス電圧算出モジュールにより、高サンプリングレートの採取ユニットが受信した低圧信号を算出し、インパルス電圧のピーク電圧及び時間パラメータを取得する。本願は、インパルス電圧算出モジュールにより、高サンプリングレートの採取ユニットが採取した離散的なデータを処理し、且つ、インパルス電圧のピーク電圧及び時間パラメータを取得する。
Optionally, in
オプションとして、ステップ２０３では、商用電圧算出モジュールにより、低サンプリングレートの採取ユニットが受信した低圧信号を算出し、商用電圧のピーク電圧及び周波数パラメータを取得する。オプションとして、高サンプリングの採取ユニットは、内部トリガーモードに配置され、低サンプリングの採取ユニットは、外部トリガーモードに配置され、高サンプリングの採取ユニットのトリガー信号により、低サンプリングの採取ユニットに対してトリガーを行う。オプションとして、商用電圧信号を測定する低サンプリングレートの採取ユニットは、サンプリングレートが１００ｋＳ／ｓ以上であり、少なくとも３つの周波を測定し、インパルス電圧信号を測定する高サンプリングレートの採取ユニットは、サンプリングレートが１００ＭＳ／ｓ以上であり、測定時間が２００ｕｓ以上である。
Optionally, in
本願は、商用電圧算出モジュールにより、低サンプリングレートの採取ユニットが採取した離散的なデータを処理して、商用電圧のピーク値、周波数などのパラメータを算出する。本願では、高サンプリングレートの採取ユニットは、内部トリガーモードに配置され、低サンプリングレートの採取ユニットは、外部トリガーモードに配置され、高サンプリングレートの採取ユニットのトリガー信号を用いて低サンプリングレートの採取ユニットをトリガーし、２台の採取ユニットのトリガー時間が一致することを保証することができる。本願における商用電圧信号を測定するデータ採取ユニットは、サンプリングレートが１００ｋＳ／ｓ以上であり、少なくとも３つの周波数を測定する。インパルス電圧信号を測定するデータ単級ユニットは、サンプリングレートが１００ＭＳ／ｓ以上であり、測定時間が２００ｕｓ以上である。本願の２台の採取ユニットは、同一信号を測定し、周りの電磁界障害を解消するために、１つの金属シールドボックス内に置くことができる。 In the present application, the commercial voltage calculation module processes the discrete data collected by the low sampling rate sampling unit to calculate the peak value, frequency and other parameters of the commercial voltage. In the present application, the high sampling rate acquisition unit is placed in the internal trigger mode, the low sampling rate acquisition unit is placed in the external trigger mode, and the low sampling rate acquisition is performed using the trigger signal of the high sampling rate acquisition unit. It is possible to trigger the units and ensure that the trigger times of the two collection units match. The data acquisition unit for measuring commercial voltage signals in the present application has a sampling rate of 100 kS/s or higher and measures at least three frequencies. A data unit for measuring impulse voltage signals has a sampling rate of 100 MS/s or more and a measurement time of 200 us or more. Two acquisition units of the present application can be placed in one metal shield box to measure the same signal and eliminate surrounding electromagnetic field interference.
オプションとして、ステップ２０４では、トリガー位相算出モジュールにより、高サンプリングレートの採取ユニット及び低サンプリングレートの採取ユニットが受信した低圧信号を時間軸で重畳し、高圧商用電圧の周波におけるトリガータイミングの位置により、トリガー位相を算出する。図３に示すように、本願は、トリガー位相算出モジュールにより、２台の採取ユニットが取得したデータを時間軸で重畳し、商用電圧の周波におけるトリガータイミングの位置により、トリガー位相を算出する。そのとき、重畳波形の最大ピーク値を算出することができる。波形重畳表示モジュールは、重畳されたデータ及び波形パラメータの結果をＰＣ機に表示するものである。
Optionally, in
本願の実施形態は、実験室で重畳電圧波形を測定することに適用され、変電所で実際の過渡過電圧波形を測定し、且つ、特徴的なパラメータを抽出することにも適用される。本願は、サンプリングレートが異なる２台の採取ユニットを用いることで、重畳波形におけるキーとなる波形パラメータを正確に取得することができ、測定時間とサンプリングレートとの間の矛盾を解決する。本願は、過渡電圧及び商用電圧に対してそれぞれトリガーを行い、算出を簡素化するとともに、算出のスピードを向上させる。本願の実施形態は、変電所現場の過渡過電圧の測定に同時に適用される。 Embodiments of the present application are applied to measuring superimposed voltage waveforms in the laboratory, and are also applied to measuring actual transient overvoltage waveforms and extracting characteristic parameters in substations. The present application uses two sampling units with different sampling rates to accurately acquire the key waveform parameters in the superimposed waveform, thus solving the contradiction between measurement time and sampling rate. The present application triggers on transient voltage and utility voltage respectively to simplify calculation and improve speed of calculation. Embodiments of the present application are simultaneously applied to the measurement of transient overvoltages at substation sites.
以下において、本願の実施形態について例を挙げて説明する。 Embodiments of the present application will be described below by way of example.
１００ｋＶの商用電圧及び２００ｋＶのインパルス電圧の重畳波形の測定方法は、以下のとおりである。８００ｋＶの弱減衰分圧器で高圧重畳電圧波形が低圧信号に変換され、分圧器の出力電圧波形は、Ｔ型のコネクタにより２台のデジタルオシロスコープＭＤＯ３０５２の信号入力端に出力する。高サンプリングレートのデジタルオシロスコープは、サンプリングレートが１００ＭＳ／ｓに配置され、エッジトリガーとなる。低サンプリングレートのデジタルオシロスコープは、サンプリングレートが１００ｋＳ／ｓに配置され、外部トリガーとなる。低サンプリングレートのオシロスコープのトリガー信号は、高サンプリングレートのデジタルオシロスコープにより提供される。２台のデジタルオシロスコープは、同一の金属シールドボックス中に置かれる。 The method for measuring the superimposed waveform of the commercial voltage of 100 kV and the impulse voltage of 200 kV is as follows. The 800 kV weak attenuation voltage divider converts the high voltage superimposed voltage waveform into a low voltage signal, and the output voltage waveform of the voltage divider is output to the signal input terminals of two digital oscilloscopes MDO3052 through a T-shaped connector. A high sampling rate digital oscilloscope is arranged at a sampling rate of 100 MS/s and is edge triggered. A low sampling rate digital oscilloscope is placed at a sampling rate of 100 kS/s and externally triggered. The low sampling rate oscilloscope trigger signal is provided by a high sampling rate digital oscilloscope. Two digital oscilloscopes are placed in the same metal shield box.
デジタルオシロスコープの採取データは、ネットワークケーブルを介して異なるＰＣ機に伝送され、インパルス電圧算出モジュールは、インパルス電圧のピーク電圧及び上昇時間Ｔ１と半ピーク値時間Ｔ２を算出し、フィルタリングされたインパルスデータファイルを出力する。商用電圧算出モジュールは、電圧ピーク値、有効値、及び周波数などのパラメータを算出し、フィルタリングされた商用データファイルを出力する。トリガー位相算出モジュールは、２つのデータファイルに対してトリガーの時間点の後で同一時間軸の重畳を行い、そこで、重畳位相θ、レイテンシ、及び加え合わせ点の電圧ピーク値などの特徴的なパラメータを算出する。 The collected data of the digital oscilloscope is transmitted to different PC machines through the network cable, and the impulse voltage calculation module calculates the peak voltage and rise time T1 and half peak value time T2 of the impulse voltage, and the filtered impulse Output data file. The utility voltage calculation module calculates parameters such as voltage peak value, effective value and frequency, and outputs a filtered utility data file. The trigger phase calculation module performs co-time superimposition for the two data files after the trigger time point, where characteristic parameters such as superimposed phase θ, latency, and voltage peak value at the summation point are calculated. Calculate
図４は、本願の選択可能な実施形態に係る商用電圧及びインパルス電圧の重畳電圧波形の測定システムの構成図である。本願は、図４に示すように、商用電圧及びインパルス電圧の重畳電圧波形の測量システムを提供し、１は広帯域分圧器であり、２は同軸ケーブルであり、３はＴ型のコネクタであり、４は高サンプリングレートの採取ユニットであり、５は低サンプリングレートの採取ユニットであり、６は外部トリガーケーブルであり、７は金属シールボックスであり、８はネットワークケーブルであり、９はコンピュータ又は各種のスマート端末である。 FIG. 4 is a configuration diagram of a measurement system for superimposed voltage waveforms of commercial voltage and impulse voltage according to an optional embodiment of the present application. The present application provides a survey system for superimposed voltage waveform of commercial voltage and impulse voltage, as shown in FIG. 4 is a high sampling rate acquisition unit, 5 is a low sampling rate acquisition unit, 6 is an external trigger cable, 7 is a metal seal box, 8 is a network cable, 9 is a computer or various smart terminal.
いくつかの実施例において、前記商用電圧及びインパルス電圧の重畳電圧波形の測量システムは、広帯域分圧器１、インパルス電圧算出モジュール、商用電圧算出モジュール、及びトリガー位相算出モジュールを含む。
In some embodiments, the system for measuring the superimposed voltage waveform of commercial voltage and impulse voltage includes a
広帯域分圧器１により、高圧商用電圧及び重畳インパルス電圧波形を低圧信号に変換し、低圧信号をそれぞれ高サンプリングレートの採取ユニット４及び低サンプリングレートの採取ユニット５に出力することができ、オプションとして、広帯域分圧器１は、コンデンサや抵抗の直列分圧器、又は、コンデンサや抵抗の並列分圧器である。オプションとして、システムは、広帯域電圧分圧器の高圧側に接続される保護スフィアギャップをさらに含む。
The
インパルス電圧算出モジュールにより、高サンプリングレートの採取ユニット４が受信した低圧信号を算出し、インパルス電圧のピーク電圧及び時間パラメータを取得することができる。
The impulse voltage calculation module can calculate the low voltage signal received by the high sampling
商用電圧算出モジュールにより、低サンプリングレートの採取ユニット５が受信した低圧信号を算出し、商用電圧のピーク電圧及び周波数パラメータを取得することができる。
The commercial voltage calculation module can calculate the low voltage signal received by the low sampling
オプションとして、システムにおいて、商用電圧信号を測定する低サンプリングレートの採取ユニットは、サンプリングレートが１００ｋＳ／ｓ以上であり、少なくとも３つの周波を測定することと、インパルス電圧信号を測定する高サンプリングレートの採取ユニットは、サンプリングレートが１００ＭＳ／ｓ以上であり、測定時間が２００ｕｓ以上であることと、をさらに含む。 Optionally, in the system, the low sampling rate acquisition unit for measuring the mains voltage signal has a sampling rate of 100 kS/s or more and measures at least three frequencies and the high sampling rate for measuring the impulse voltage signal. The sampling unit further includes a sampling rate of 100 MS/s or greater and a measurement time of 200 us or greater.
トリガー位相算出モジュールにより、高サンプリングレートの採取ユニット及び低サンプリングレートの採取ユニットが受信した低圧信号を時間軸で重畳し、高圧商用電圧の周波におけるトリガータイミングの位置によりトリガー位相を算出する。 The trigger phase calculation module superimposes the low-voltage signals received by the high-sampling-rate sampling unit and the low-sampling-rate sampling unit on the time axis, and calculates the trigger phase according to the position of the trigger timing in the frequency of the high-voltage commercial voltage.
オプションとして、システムは、高サンプリングの採取ユニットが内部トリガーモードに配置され、低サンプリングの採取ユニットが外部トリガーモードに配置されることと、高サンプリングの採取ユニットのトリガー信号により、低サンプリングの採取ユニットに対してトリガーを行うことと、をさらに含む。 Optionally, the system may be arranged such that the high sampling acquisition unit is placed in internal trigger mode and the low sampling acquisition unit is placed in external trigger mode, and the trigger signal of the high sampling acquisition unit causes the low sampling acquisition unit to and triggering on.
オプションとして、システムは、インパルス電圧及び高圧商用電圧に対するトリガーをそれぞれ行うこと、をさらに含む。 Optionally, the system further includes triggering on the impulse voltage and the high utility voltage, respectively.
本願の選択可能な実施形態における商用電圧及びインパルス電圧の重畳電圧波形の測量システム４００は、本願の他の選択可能な実施形態における商用電圧及びインパルス電圧の重畳電圧波形の測定方法２００に対応し、ここでは、説明を省略する。
The survey system 400 of the superimposed voltage waveform of the commercial voltage and the impulse voltage in the optional embodiment of the present application corresponds to the
本願は、少量の実施形態を参照して説明された。しかし、当業者が知っているものは、添付の特許請求の範囲によって限定されるもののとおりである。本願において開示された実施例以外に、他の実施例は、本願の範囲内に等しく属する。 This application has been described with reference to a small number of embodiments. However, those skilled in the art know that they are limited by the scope of the appended claims. Besides the embodiments disclosed in this application, other embodiments are equally within the scope of this application.
通常、特許請求の範囲で使用される全ての用語は、そのうち別途に明確に定義されていない限り、それらの技術分野での一般的な意味に基づいて解釈される。全ての参照である「１つ／前記／当該［装置、手段等］」は、別途に明確に説明されていない限り、開放的に前記装置、手段等のうちの少なくとも１つの実施例として解釈されている。ここで開示された任意の方法のステップは、明確に説明されていない限り、いずれも必ずしも開示された正確な順序において実行する必要はない。 Generally, all terms used in the claims are to be interpreted according to their ordinary meaning in the technical field, unless explicitly defined otherwise. All references to "a/said/the [apparatus, means, etc.]" are to be construed openly as examples of at least one of said apparatus, means, etc., unless explicitly stated otherwise. ing. None of the steps of any method disclosed herein need necessarily be performed in the exact order disclosed unless explicitly stated otherwise.
本願の技術案は、商用電圧及びインパルス電圧の重畳電圧波形の測定方法を提供し、本方法は、広帯域分圧器により、高圧商用電圧及び重畳インパルス電圧波形を低圧信号に変換し、低圧信号をそれぞれ高サンプリングレートの採取ユニット及び低サンプリングレートの採取ユニットに出力することと、インパルス電圧算出モジュールにより、高サンプリングレートの採取ユニットが受信した低圧信号を算出し、インパルス電圧のピーク電圧及び時間パラメータを取得することと、商用電圧算出モジュールにより、低サンプリングレートの採取ユニットが受信した低圧信号を算出し、商用電圧のピーク電圧及び周波数パラメータを取得することと、トリガー位相算出モジュールにより、高サンプリングレートの採取ユニット及び低サンプリングレートの採取ユニットが受信した低圧信号を時間軸で重畳し、高圧商用電圧の周波におけるトリガータイミングの位置によりトリガー位相を算出することと、を含む。本願の技術案において提案された商用／インパルスの重畳波形の正確な測定方法及びシステムは、サンプリングレートが異なる２台の採取ユニットを用いることで、重畳波形におけるキーとなる波形パラメータを正確に取得することができ、測定時間とサンプリングレートとの間の矛盾を解決し、高周波電圧波形の正確な採取も満足するし、算出スピードを向上させて作業効率を保証することもできる。
The technical solution of the present application provides a method for measuring the superimposed voltage waveform of the commercial voltage and the impulse voltage, the method converts the high voltage commercial voltage and the superimposed impulse voltage waveform into a low voltage signal by a wideband voltage divider, and converts the low voltage signal into a low voltage signal, respectively. Output to high sampling rate sampling unit and low sampling rate sampling unit, and impulse voltage calculation module to calculate low voltage signal received by high sampling rate sampling unit to obtain peak voltage and time parameter of impulse voltage. calculating the low-voltage signal received by the sampling unit with a low sampling rate through the commercial voltage calculation module to obtain the peak voltage and frequency parameters of the commercial voltage; and sampling with a high sampling rate through the trigger phase calculation module. superimposing the low-voltage signals received by the unit and the low-sampling-rate acquisition unit on the time axis, and calculating the trigger phase according to the location of the trigger timing in the frequency of the high-voltage commercial voltage. The accurate measurement method and system for commercial/impulse superimposed waveforms proposed in the technical solution of the present application uses two sampling units with different sampling rates to accurately acquire the key waveform parameters in the superimposed waveforms. It can solve the contradiction between the measurement time and the sampling rate, accurately acquire the high-frequency voltage waveform, and improve the calculation speed to ensure the work efficiency.
Claims (8)
広帯域分圧器により、高圧商用電圧及びインパルス電圧の重畳波形を低圧信号に変換し、前記低圧信号をそれぞれ高サンプリングレートの採取ユニット及び低サンプリングレートの採取ユニットに出力することと、
インパルス電圧算出モジュールにより、前記高サンプリングレートの採取ユニットが受信した前記低圧信号を算出し、インパルス電圧のピーク電圧及び時間パラメータを取得することと、
商用電圧算出モジュールにより、前記低サンプリングレートの採取ユニットが受信した前記低圧信号を算出し、商用電圧のピーク電圧及び周波数パラメータを取得することと、
トリガー位相算出モジュールにより、前記高サンプリングレートの採取ユニット及び前記低サンプリングレートの採取ユニットが受信した前記低圧信号を時間軸で重畳し、前記高圧商用電圧の周波におけるトリガータイミングの位置によりトリガー位相を算出することと、
を含み、
商用電圧算出モジュールにより、前記低サンプリングレートの採取ユニットが受信した前記低圧信号を算出し、商用電圧のピーク電圧及び周波数パラメータを取得することは、
前記高サンプリングの採取ユニットを内部トリガーモードに配置し、前記低サンプリングの採取ユニットを外部トリガーモードに配置することと、
前記高サンプリングの採取ユニットのトリガー信号によって、前記低サンプリングの採取ユニットに対してトリガーを行うことと、
を含む、方法。 A method for measuring a superimposed voltage waveform of a commercial voltage and an impulse voltage, comprising:
converting the superimposed waveform of the high voltage commercial voltage and the impulse voltage into a low voltage signal by a broadband voltage divider, and outputting the low voltage signal to a high sampling rate sampling unit and a low sampling rate sampling unit, respectively;
calculating, by an impulse voltage calculation module, the low voltage signal received by the high sampling rate acquisition unit to obtain the peak voltage and time parameters of the impulse voltage;
calculating, by a commercial voltage calculation module, the low voltage signal received by the low sampling rate sampling unit to obtain peak voltage and frequency parameters of commercial voltage;
A trigger phase calculation module superimposes the low-voltage signals received by the high-sampling-rate sampling unit and the low-sampling-rate sampling unit on the time axis, and calculates the trigger phase according to the position of the trigger timing in the frequency of the high-voltage commercial voltage. and
including
calculating, by a commercial voltage calculation module, the low voltage signal received by the low sampling rate sampling unit to obtain peak voltage and frequency parameters of commercial voltage;
placing the high sampling acquisition unit in an internal trigger mode and placing the low sampling acquisition unit in an external trigger mode;
triggering the low sampling acquisition unit by a trigger signal of the high sampling acquisition unit;
A method , including
請求項１に記載の方法。 The broadband voltage divider is a series voltage divider of capacitors and resistors, or a parallel voltage divider of capacitors and resistors.
The method of claim 1.
保護スフィアギャップを前記広帯域分圧器の高圧側に接続すること、
を含む、請求項１に記載の方法。 The method further comprises:
connecting a protective sphere gap to the high voltage side of the broadband voltage divider;
2. The method of claim 1, comprising:
商用電圧信号を測定する前記低サンプリングレートの採取ユニットのサンプリングレートが１００ｋＳ／ｓ以上であり、前記低サンプリングレートの採取ユニットが少なくとも３つの周波を測定することと、
インパルス電圧信号を測定する前記高サンプリングレートの採取ユニットが、サンプリングレートが１００ＭＳ／ｓ以上であり、測定時間が２００ｕｓ以上であることと、
を含む、請求項１に記載の方法。 The method further comprises:
a sampling rate of the low sampling rate acquisition unit for measuring a commercial voltage signal is 100 kS/s or more, the low sampling rate acquisition unit measuring at least three frequencies;
the high sampling rate acquisition unit for measuring the impulse voltage signal has a sampling rate of 100 MS/s or more and a measurement time of 200 us or more;
2. The method of claim 1, comprising:
前記広帯域分圧器は、高圧商用電圧及びインパルス電圧の重畳波形を低圧信号に変換し、前記低圧信号をそれぞれ高サンプリングレートの採取ユニット及び低サンプリングレートの採取ユニットに出力するように配置されており、
前記インパルス電圧算出モジュールは、前記高サンプリングレートの採取ユニットが受信した前記低圧信号を算出し、インパルス電圧のピーク電圧及び時間パラメータを取得するように配置されており、
前記商用電圧算出モジュールは、前記低サンプリングレートの採取ユニットが受信した前記低圧信号を算出し、商用電圧のピーク電圧及び周波数パラメータを取得するように配置されており、
前記トリガー位相算出モジュールは、前記高サンプリングレートの採取ユニット及び前記低サンプリングレートの採取ユニットが受信した前記低圧信号を時間軸で重畳し、前記高圧商用電圧の周波におけるトリガータイミングの位置によりトリガー位相を算出するように配置されており、
前記高サンプリングの採取ユニットは内部トリガーモードに配置され、前記低サンプリングの採取ユニットは外部トリガーモードに配置されており、
前記低サンプリングの採取ユニットは、前記高サンプリングの採取ユニットのトリガー信号によりトリガーを行うように配置されている、
システム。 A system for measuring a superimposed voltage waveform of a commercial voltage and an impulse voltage, comprising a broadband voltage divider, an impulse voltage calculation module, a commercial voltage calculation module, and a trigger phase calculation module,
the broadband voltage divider is arranged to convert a superimposed waveform of a high voltage commercial voltage and an impulse voltage into a low voltage signal and output the low voltage signal to a high sampling rate acquisition unit and a low sampling rate acquisition unit, respectively;
the impulse voltage calculation module is arranged to calculate the low voltage signal received by the high sampling rate acquisition unit to obtain peak voltage and time parameters of the impulse voltage;
the utility voltage calculation module is arranged to calculate the low voltage signal received by the low sampling rate acquisition unit to obtain peak voltage and frequency parameters of the utility voltage;
The trigger phase calculation module superimposes the low-voltage signals received by the high-sampling-rate sampling unit and the low-sampling-rate sampling unit on the time axis, and calculates the trigger phase according to the position of the trigger timing in the frequency of the high-voltage commercial voltage. It is arranged to calculate
wherein the high sampling acquisition unit is arranged in an internal trigger mode and the low sampling acquisition unit is arranged in an external trigger mode;
wherein the low sampling acquisition unit is arranged to be triggered by a trigger signal of the high sampling acquisition unit;
system.
請求項５に記載のシステム。 The broadband voltage divider is a series voltage divider of capacitors and resistors, or a parallel voltage divider of capacitors and resistors.
6. The system of claim 5 .
請求項５に記載のシステム。 the system includes a protective sphere gap connected to the high voltage side of the broadband voltage divider;
6. The system of claim 5 .
インパルス電圧信号を測定する前記高サンプリングレートの採取ユニットのサンプリングレートは、１００ＭＳ／ｓ以上であり、前記高サンプリングレートの採取ユニットは、測定時間が２００ｕｓ以上であるように配置されている、
請求項５に記載のシステム。 a sampling rate of said low sampling rate acquisition unit for measuring a commercial voltage signal is greater than or equal to 100 kS/s, said low sampling rate acquisition unit being arranged to measure at least three frequencies;
The sampling rate of the high sampling rate acquisition unit for measuring the impulse voltage signal is 100 MS/s or more, and the high sampling rate acquisition unit is arranged such that the measurement time is 200 us or more.
6. The system of claim 5 .
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