一种电子式电能表电快速瞬变脉冲群抗扰度测试系统的制作方法

本发明涉及电能表电磁兼容抗扰度自动化测试技术领域，尤其是涉及一种电子式电能表电快速瞬变脉冲群抗扰度测试系统。

背景技术：

现有的电能表电磁兼容抗扰度自动化测试系统由标准表、电能表、U-U电压回路、I-I电流回路和采样信号回路组成，其测试方法为：

首先，未加骚扰时电能表需要在额定电压和额定电流及功率因数为1条件下测量出一个误差；然后，加骚扰时在额定电压和额定电流及功率因数为1条件下再测量出一个误差；计算两个误差之差来判断是否符合要求。

但是在进行快速瞬变脉冲群抗扰度测试时会出现以下问题：

通常，标准表的灵敏度要高于被测电能表的灵敏度。然而，当在这个校表装置中对被测电能表加入干扰信号时，此干扰信号同时也进入了标准表的电流甚至电压回路，对标准表造成实时的干扰。当标准表因被干扰而不能正常工作时，那此刻的校表功能将丧失，严重时标准表的精度被降低甚至表的测量系统被损坏。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种去除干扰、检测精度高的电子式电能表电快速瞬变脉冲群抗扰度测试系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电子式电能表电快速瞬变脉冲群抗扰度测试系统，包括电能表校验装置、快速脉冲群发生器、I-I电流回路、U-U电压回路、采样信号回路，所述的电能表校验装置的电流接口通过I-I电流回路与被测电能表连接，所述的电能表校验装置的电压接口通过U-U电压回路与被测电能表连接，所述的快速脉冲群发生器设置在U-U电压回路上，所述的电能表校验装置通过采样信号回路与被测电能表连接，该系统还包括分别串接在I-I电流回路、U-U电压回路和采样信号回路上的去耦装置。

所述的去耦装置包括串接在I-I电流回路上的电流去耦装置、串接在U-U电压回路上的电压去耦装置以及串接在采样信号回路上的采样去耦装置。

当采样信号回路采用光电头进行信号采样时，采样去耦装置为镍锌磁环。

所述的镍锌磁环在采样信号回路的连接线上每隔30厘米串接设置。

所述的I-I电流回路、U-U电压回路和采样信号回路的输入线和输出线的间距大于10厘米，并且以非平行方式布置。

所述的电流去耦装置和电压去耦装置具有插入损耗的频率范围为30MHz-200MHz，滤除干扰信号的范围为200MHz-2GHz。

所述的电能表校验装置为标准电能表。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过实例验证，在依据电能表相关标准进行误差计量的快速瞬变脉冲群抗扰度试验过程中，使用本发明装置为校表装置提供电磁兼容防护，去除了测试过程中快速瞬变脉冲群对标准表的精度干扰，校表装置已能满足6kV脉冲干扰测试时的正常工作。

附图说明

图1为本发明的装置结构示意图。

图2为快速干扰脉冲群的频域特性曲线图。

其中，1、电能表校验装置，2、快速脉冲群发生器，3、I-I电流回路，4、U-U电压回路，5、采样信号回路，61、电流去耦装置，62、电压去耦装置，7、被测电能表。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例：

按电磁兼容性原理任何的EMC系统可理解为：由骚扰源、耦合路径以及接收器(敏感电路)组成，骚扰源、耦合路径以及敏感电路这就是系统电磁兼容性分析的三要素。

以电能表电快速瞬变脉冲群抗扰度测试为例：电压线路和辅助线路加参比电压后导致基准表受到干扰不能正常工作，从而导致测试无法进行。

在这个系统中：骚扰源是干扰信号发生器；耦合路径是电压、电流、采样信号回路以及其它耦合通道；敏感电路是基准表。

显然，在此系统中要降低骚扰源信号是不可能的；由于基准表的计量精度要高于被测物的计量精度，因此其灵敏度也要高于被测表，降低基准表灵敏度的方法也是不可取的。唯一的方法是从耦合回路去考虑问题，在系统中必须对基准表加以保护，才能达成系统的电磁兼容性。

电快速瞬变脉冲群的干扰特性由三部分组成：一是脉冲群的幅度大小；二是脉冲上升时间；三是耦合路径。

干扰脉冲的耦合路径：测试仪器的耦合网络；电压回路引线；电流回路引线；采样信号回路引线；其他耦合路径(如：空间辐射等)。

如图2所示，图为快速干扰脉冲群的频域特性曲线图，图中，第一个转折点的频率为：f1＝1/(3.14Td)＝6MHz；第二个转折点的频率为：f2＝1/(3.14Tr)＝60MHz。这说明EFT的影响频域较大，EFT源同时具备辐射效应。

接收器电路有源器件的脉冲响应时间，由半导体器件(如放大器)的结电容Cb与其周边的固定阻抗参数Z(如等效电容、电阻参数Z＝R-1/jωC)、分布阻抗参数Z0(如分布电容参数Z0＝R0-1/jωC0)确定。脉冲响应时间可由τ＝0.63(ΣR，R0)(ΣCb，C C0)表示。

由上式可知：当干扰脉冲经归一化了的二端口传输网络，其上升时间t只要小于τ，或干扰脉冲幅值(如3V)建立的时间大于τ，我们都可用适当的方式来提高接收器的抗干扰能力。即当t小于τ时，在干扰脉冲过后在半导体器件输入端的PN结上，建立不起足够的干扰幅值(如小于3V)，在此情况下半导体器件的原状态不变。当t大于τ时，我们可以通过获得的临界信号，来钳制半导体器件输入端的PN结的翻转，从而达到保持半导体器件实际输出状态的不变。

所以，抗扰度干扰的机理是脉冲对线路中半导体器件结电容的充电，当结电容的能量积累到一定程度，便会引起电路的误动作。

通过对测试系统的定性与定量分析，可以认为电能表电磁兼容抗扰度检测校表系统防护技术关键点是：干扰信回路是否受控。

针对目前各类校表装置抗干扰水平良莠不齐的现状，为达到对校表装置有效防护的目的，本课题项目组专门研制了电源、采样信号回路、电压回路、电流回路高频去耦网络系列及信号隔离模块等。

干扰脉冲的特性是一个矢量，干扰脉冲不仅通过传导来影响被试品同时又具备射频特性，通过空间辐射的形式来干扰被试品。因此，电磁兼容性测试特别是涉及射频信号测试对试验布置提出了严格的要求。在电能表电磁兼容抗扰度检测校表系统防护系统中，同样要重视去耦网络的安放位置。实践证明：将同一去耦网络放置在不同位置，则它所起到的作用是差异很大的，有时甚至作用消失，在抗扰度测试中，参考接地平板的接地可靠与否，将直接影响去耦网络的工作效率。

快速瞬变脉冲群抗扰度测试时的布置位置如图1所示，在同等可比条件下，使敏感电路远离干扰源是问题的关键。因此，测试布置对实验的成功与否起到重要的作用。输入、输出线布置远离10厘米以上，且尽可能避免平行布线。对电流回路、电压回路甚至校表系统的电源线进行串接去耦网络加以保护。具体的保护方法是：针对电流回路使用电流回路去耦网络；针对电压回路单相电能表使用电压回路去耦网络。去耦网络使用时以二端口网络的方式串接进入回路对标准表加以保护。

去耦装置的特性：

1.非隔离式；

2.在30MHZ-200MHZ频率间有较大插入损耗，对200MHZ-2GHZ干扰信号有明显滤除作用；

3.不能影响正常的电源供应及信号传输；

基于上述理由，该网络设计成功能上可组合、性能上有针对性、对于共差模干扰信号有很好滤除效果的滤波网络。

当信号采样回路为导线连接采样时，在此回路中需要串接信号采样回路去耦网络加以保护；当使用光电头进行信号采样时，在光电采样后的连接线上需作每间隔30厘米串接Ni-Zn镍锌磁环的高频去耦处理。对标准表的电源来讲，若使用与脉冲群发生器同一电源时，在其供电回路也要考虑串接电源回路去耦网络，独立供电的标准表可不用电源回路去耦网络。