[发明专利]一种气体绝缘金属封闭开关设备产生辐射骚扰的模拟装置

说明书

本发明公开了一种气体绝缘金属封闭开关设备产生辐射骚扰的模拟装置，包括脉冲源、工作空间和负载三部分，其中，脉冲源产生脉冲电压信号，工作空间由阻尼振荡网络和平行板传输线组成，阻尼振荡网络将脉冲电压信号转化成阻尼振荡电压信号，信号在平行板传输线中形成均匀的阻尼振荡空间辐射骚扰，负载与平行板传输线阻抗匹配消除反射波并将能量转化为热能。本发明解决了电力系统气体绝缘金属封闭开关设备产生的空间辐射骚扰无法模拟的问题。

技术领域

本发明涉及一种气体绝缘金属封闭开关设备产生辐射骚扰的模拟装置，属于电磁兼容测试技术领域。

背景技术

随着一次设备智能化、二次设备就地化的深入智能变电站主要瞬态骚扰源——开关设备到电力智能设备的距离变得很近。传统二次设备安装在保护小室内，开关设备产生的瞬态空间辐射电磁骚扰随着距离衰减到保护小室的时候已经可以忽略不计，而传输线越长耦合到传输线上的瞬态传导骚扰电压就越大，所以开关设备对传统二次设备产生的主要骚扰是瞬态传导骚扰，而对电力智能设备的主要骚扰是瞬态空间辐射骚扰。电力智能设备电磁兼容标准中的抗扰度试验有瞬态传导骚扰模拟、稳态传导骚扰模拟和稳态空间辐射骚扰模拟，但是没有一种试验是模拟瞬态空间辐射骚扰。因此亟需一种开关设备产生的瞬态空间辐射骚扰的模拟装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种气体绝缘金属封闭开关设备产生的空间辐射骚扰的模拟装置，采用阻尼振荡网络将脉冲电压信号转化成阻尼振荡电压信号，信号在平行板传输线中形成均匀的阻尼振荡空间辐射骚扰，负载与平行板传输线阻抗匹配消除反射波并将能量转化为热能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种气体绝缘金属封闭开关设备产生辐射骚扰的模拟装置，由脉冲源、工作空间和负载构成；

所述脉冲源由直流电源、储能电容和触发开关组成；所述直流电源提供直流高压为储能电容充电；所述储能电容与所述触发开关串联；所述储能电容两端电压达到试验要求后闭合触发开关产生脉冲电压信号；

所述工作空间由阻尼振荡网络和平行板传输线搭建而成；所述阻尼振荡网络由电感和电容串联组成；所述阻尼振荡网络与触发开关串联，构成串联回路；

所述平行板传输线为一对传输线，由上下两块金属板组成；所述阻尼振荡网络中的电感和负载串联在平行板传输线中，电感的一端通过螺丝与平行板传输线连接，另一端连接触发开关，负载的两端均通过螺丝与平行板传输线连接，使电感，负载和脉冲源构成串联回路；所述阻尼振荡网络中的电容的两端均通过螺丝与平行板传输线连接，与负载构成并联结构；

所述阻尼振荡网络将触发开关产生的脉冲电压信号转化成阻尼振荡电压信号，所述阻尼振荡电压信号在平行板传输线中形成均匀的阻尼振荡空间辐射骚扰；所述平行板传输线的特性阻抗与负载的阻抗一致。

前述的平行板传输线由前过渡段、平行板段和后过渡段构成，三段的宽高比始终不变。

前述的平行板传输线的特性阻抗与平行板传输线的宽高比存在关系：R0＝120πh/w，其中，R0为平行板传输线的特性阻抗，h为平行板段的高，w为平行板段的宽。

前述的工作空间位于上、下平行板段之间，为平行板段至下而上高度的1/3。

前述的电感，电容和负载组成RLC振荡电路，在两平行板传输线中间产生波形与直流电源波形相同的均匀电场，电场强度为直流电源电压与平行板段高度h的比值；根据所需要的辐射骚扰电场波形计算决定RLC振荡电路中的电感，电容和负载值，再根据负载阻抗计算平行板传输线的宽高比，最后根据工作空间高度要求计算平行板段的高度和宽度。

前述的RLC振荡电路中的电感，电容和负载值根据微分方程通过仿真软件计算，其中，L，C，R分别为仿真计算的电感，电容和负载。

前述的平行板段的高度和宽度计算如下：