一种模拟宽频大电流的方法及宽频大电流扫频测试系统与流程

本发明涉及电流测量装置性能检测技术领域，具体的，涉及一种模拟宽频大电流的方法及宽频大电流扫频测试系统。

背景技术：

非接触式的光学电流传感器发展日益成熟，其中大部分传感器为基于磁敏原理研制，即传感单元在磁场作用下产生相应的物理化学变化，通过光学测量方法对该变化进行测量，从而测得产生该磁场的电流。常见的光学测量原理包括法拉第磁光效应、磁流体效应、磁致伸缩效应等等。相对于传统电磁式互感器，光学电流传感器在以下几个方面都存在优势，例如:无铁心、高低压隔离、体积小、频率响应宽、适合数字化变电站的要求等。经过长期的发展，目前光学电流传感器能够满足现场电流测量的基本要求，但是目前缺乏一套完整的光学电流传感器时域下的综合性能测试标准，并且由于现场试验条件限制，传感器对不同电流的响应特性缺乏相应的试验手段，特别是一些高幅值、宽频带的电流响应。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种模拟宽频大电流的方法，根据磁场等价原理，利用密绕螺线管模拟大电流测量；目的之二是提供了一种宽频大电流扫频测试系统，可通过测量多种类型的电流，包括直流电流、交流电流以及电网故障时的冲击大电流以及自定义电流波形，对待测传感器探头的时域综合性能特征进行分析验证。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种模拟宽频大电流的方法，所述方法具体为：

设置任意波形发生器，产生试验所需的时域暂态电流信号，连接至功率放大器的输入端，通过功率放大器输出时域暂态电流，令所述时域暂态电流通过多层密绕螺线管输入端，并连接至功率放大器的输出端。

进一步，所述时域暂态电流信号为直流电流、短路电流、谐波电流、双指数冲击电流、雷电流或者0～1的mhz交流电流。

一种模拟宽频大电流的方法的宽频大电流扫频测试系统，包括任意波形发生器，用于产生预设常见波形以及自定义波形，还包括：

功率放大器，与所述任意波形发生器的输出端连接，用于使所述任意波形发生器输出弱电流信号通过所述功率放大器不失真地提供外电路驱动电流；

多层密绕螺线管，输入端与所述功率放大器的输出端连接，内部设置待检测的电流传感器集成探头，用于模拟高幅值、宽频带的电流；

所述功率放大器和多层密绕螺线构成回路；

还包括：

电流检测机构，与待检测的电流传感器集成探头的输入端和输出端均连接；

电流验证部，设置在所述多层密绕螺线管与功率放大器之间。

进一步，所述电流检测机构包括与待检测的电流传感器集成探头的输入端端连接的激光发生器和与待检测的电流传感器集成探头的输出端连接的检测部。

进一步，所述检测部包括依次连接的光电探测器和示波器。

进一步，所述激光发生器的输入端连接有电源。

进一步，所述电流验证部为夹钳式电流探头，所述夹钳式电流探头的输出端与所述示波器连接。

进一步，还包括保护电阻，与所述功率放大器和多层密绕螺线构成回路。

进一步，所述光电探测器和激光发生器均通过光纤与所述多层密绕螺线管连接。

本发明的有益效果是：

本发明提出一种模拟宽频大电流的方法，根据磁场等价原理，利用密绕螺线管模拟大电流测量；同时，基于模拟宽频大电流的方法，提出了一种宽频大电流扫频测试系统，可通过测量多种类型的电流，包括直流电流、交流电流以及电网故障时的冲击大电流以及自定义电流波形，对待测传感器探头的时域综合性能特征进行分析验证。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

附图1为测试系统结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

本实施例提出了一种模拟宽频大电流的方法，试验方法具体为：

设置任意波形发生器，产生试验所需的时域暂态电流信号，连接至功率放大器的输入端，通过功率放大器输出时域暂态电流，令所述时域暂态电流通过多层密绕螺线管输入端，并连接至功率放大器的输出端，时域暂态电流信号为直流电流、短路电流、谐波电流、双指数冲击电流、雷电流或者0～1的mhz交流电流。

本方法基于磁场等价原理，可实现大电流的有效模拟，最大等效电流为100ka。

本实施例基于上述方法，还提出了一种模拟宽频大电流的方法的宽频大电流扫频测试系统，如图1所示，包括1任意波形发生器，用于产生预设常见波形以及自定义波形，使用时需设置任意波形发生器1参数，产生试验所需时域暂态电流波形。

还包括：

功率放大器2，与任意波形发生器1的输出端连接，用于使所述任意波形发生器输出弱电流信号通过功率放大器2不失真地提供外电路驱动电流；

多层密绕螺线管10，输入端与功率放大器2的输出端连接，内部设置待检测的电流传感器集成探头9，用于模拟高幅值、宽频带的电流；

还包括保护电阻3，与功率放大器2和多层密绕螺线管10构成回路。

还包括：

电流检测机构，与待检测的电流传感器集成探头9的输入端和输出端均连接；

电流检测机构包括与待检测的电流传感器集成探头9的输入端连接的激光发生器8和与待检测的电流传感器集成探头9的输出端连接的检测部，激光发生器8的输入端连接有电源6，用于给激光发生器8供电。

检测部包括依次连接的光电探测器13和示波器5，示波器5用于接收待检测的电流传感器集成探头9输出信号，光电探测器11用于将光信号转换为电信号。

电流验证部，设置在多层密绕螺线管10与功率放大器2之间，电流验证部为夹钳式电流探头4，可以检测通过多层密绕螺线管10的电流大小，夹钳式电流探头4采用工业生产的高性能电流探头，精确测量线路电流，夹钳式电流探头4的输出端与示波器5连接。光电探测器13和激光发生器8均通过光纤8与多层密绕螺线管10连接。

本系统基于法拉第磁光效应，可以在模拟大电流的前提下，以夹钳式电流探头4测量的结果乘以多层密绕螺线管10的线圈匝数的值为基准，对待检测的电流传感器集成探头9的性能进行分析。待检测的电流传感器集成探头9通过测量线路电流产生的磁场变化进而测量线路电流的波形和幅值。

本发明提供一种模拟宽频大电流的方法，根据磁场等价原理，利用密绕螺线管模拟大电流测量；同时，基于模拟宽频大电流的方法，提供了一种宽频大电流扫频测试系统，可通过测量多种类型的电流，包括直流电流、交流电流以及电网故障时的冲击大电流以及自定义电流波形，对待测传感器探头的时域综合性能特征进行分析验证。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。