專利名稱：一種高壓電器電磁輻射發(fā)射型式試驗系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高壓電器電磁兼容試驗技術領域，特別涉及一種高壓電器電磁輻射發(fā)射型式試驗方法及系統(tǒng)。
背景技術：
傳統(tǒng)的高壓電器設備對電磁兼容性的考慮主要側(cè)重于傳導抗擾度，比如浪涌抗擾度、電快速瞬變脈沖群抗擾度、振蕩波抗擾度、電壓暫降跌落和短時中斷抗擾度等，幾乎不考慮設備對外界的干擾，無論是傳導干擾還是輻射干擾，因此電磁兼容型式試驗中都沒有對此提出明確的要求。隨著智能電網(wǎng)的提出，許多傳統(tǒng)的高壓電器設備都融入了匯集多種功能的電子部件，這些功能包括測量、控制、通信和在線數(shù)據(jù)處理等，形成了強弱電共存的新型高壓電 器。與此相應，對這種新型高壓電器電磁兼容型式試驗的要求也提高了，在原有試驗項目基礎上，增加了許多新的項目，其中在試驗方法上最引高壓電器行業(yè)關注的是輻射發(fā)射(簡稱RE)試驗項目，需要檢驗EUT通過空間對外產(chǎn)生的輻射騷擾電場強度(V/m或者dB μ V/m)。要完成該項目，國內(nèi)現(xiàn)有電磁兼容試驗方法和系統(tǒng)難以勝任，針對這種現(xiàn)狀，本發(fā)明提出了一種新型的高壓電器RE型式試驗方法及系統(tǒng)，用于滿足這種工程上的迫切需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提出一種高壓電器電磁輻射發(fā)射型式試驗系統(tǒng)，形成一套滿足高壓電器RE型式試驗的新系統(tǒng)并在工程中推廣應用。為了達到以上目的，本發(fā)明采取如下技術方案予以實現(xiàn)一種高壓電器電磁輻射發(fā)射型式試驗系統(tǒng)，其特征在于包括主控機、大電流變換裝置，以及雙層轉(zhuǎn)臺，其中，所述雙層轉(zhuǎn)臺包括上層轉(zhuǎn)臺和下層轉(zhuǎn)臺，所述上層和下層轉(zhuǎn)臺之間通過支撐件支撐，在所述支撐件內(nèi)部嵌有電纜通道，所述上層轉(zhuǎn)臺上放置ETU，所述下層轉(zhuǎn)臺上放置所述大電流變換裝置，所述主控機控制上層轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動；所述主控機的輸入端連接有EMI接收機，所述EMI接收機的輸入端連接有接收天線。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，所述大電流變換裝置包括三臺變壓器、三臺多磁路柜、一臺控制柜，以對輸入的交流實現(xiàn)整流、降壓和升流變換，輸出為滿足EUT需要的直流大電流；作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，所述轉(zhuǎn)臺室壁上安裝有電源濾波器，防止大電流轉(zhuǎn)換裝置與配電室之間的諧波串擾；作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，所述試驗系統(tǒng)進一步包括有雙層屏蔽暗室，該雙層屏蔽暗室包括暗室、控制室、功放室、傳導室和轉(zhuǎn)臺室，所述雙層轉(zhuǎn)臺設直在轉(zhuǎn)臺室內(nèi)；作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，所述暗室除地面外敷設有吸波材料，形成低電磁反射室；作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，所述暗室、控制室、功放室及傳導室位于同一個水平面，所述轉(zhuǎn)臺室位于暗室正下方，低于暗室；作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，所述雙層轉(zhuǎn)臺的上臺面與暗室地面平齊，下層轉(zhuǎn)臺安裝于轉(zhuǎn)臺室的地面上。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點本發(fā)明通過大電流變換裝置為EUT提供高達15KA的大電流，EUT與大電流變換裝置隨轉(zhuǎn)臺同步轉(zhuǎn)動，整個試驗過程由主控機完全控制，不需要試驗人員手動設置。


圖I專用雙層轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)原理圖。圖2雙層屏蔽暗室結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是雙層屏蔽暗室另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖?！D4大電流濾波及轉(zhuǎn)換裝置原理圖。圖5高壓電器RE試驗系統(tǒng)原理圖。圖中1、主控機；3、轉(zhuǎn)臺控制光纖；4、驅(qū)動及控制器；5、上層轉(zhuǎn)臺(直徑7米，可定制);6、支撐件；7、下層轉(zhuǎn)臺(直徑6米,可定制);8、屏蔽門(供試驗人員進出);9、控制室；10、功放室；11、傳導室；12、吸波材料；13、暗室；14、轉(zhuǎn)臺室；15、屏蔽門(供EUT進出)；16、電源濾波器(IkA/相);17、配電室；18、輸入電源線，包括IkA/相和20A/相兩種，前者輸出到變壓器，后者輸入到控制柜；19、大電流變換裝置的控制柜專用光纖；20、電源濾波器(20A/相)；21、大電流變換裝置；22、大電流接線端子；29、EMI接收機；30、50歐姆同軸電纜；31、墻面轉(zhuǎn)接板(包括N型、BNC型或SMA型);32、接收天線(包括雙錐天線、對數(shù)周期天線);33、EUT。
具體實施方案本發(fā)明包括以下幾個內(nèi)容I、提出新型高壓電器RE試驗方法高壓電器輻RE型式試驗中，需要為EUT提供必需的大電流(約15kA左右)，并且需在試驗過程中旋轉(zhuǎn)EUT到任意角度以搜尋最大干干擾方位。當前，為了達到這個試驗目的，需將接收天線繞EUT旋轉(zhuǎn)一周，試驗周期很長，而且試驗中需要試驗人員頻繁介入(挪移天線)，十分不方便，且容易引入隨機誤差，比如天線位置放置不精確引入的誤差等。本發(fā)明提出的新型試驗方法是①試驗中給EUT供給高達15kA的大電流 ’②EUT與大電流轉(zhuǎn)換裝置可隨轉(zhuǎn)臺同步轉(zhuǎn)動；③通過主控機控制大電流轉(zhuǎn)換裝置，不需試驗人員手動設置。2、研制專用硬件裝置要實現(xiàn)上述試驗方法，需要研制三套關鍵硬件裝置專用雙層轉(zhuǎn)臺、雙層屏蔽暗室以及大電流濾波及轉(zhuǎn)換裝置，分別闡述如下(I)專用雙層轉(zhuǎn)臺研制雙層轉(zhuǎn)臺的目的在于①既可以支撐EUT，也須支撐大電流轉(zhuǎn)換裝置 ’②EUT和大電流轉(zhuǎn)換裝置能保持同步轉(zhuǎn)動 ’③為EUT轉(zhuǎn)動中提供大電流。傳統(tǒng)上，用于RE試驗的轉(zhuǎn)臺只具有單層結(jié)構(gòu)，用以支撐EUT，但不能同時支撐大電流轉(zhuǎn)換裝置，當然也不能實現(xiàn)上述②③。
為了達到上述目的，研制了專用的雙層轉(zhuǎn)臺，如圖I所示。上層轉(zhuǎn)臺5支撐EUT，最大承重為8噸(可定制)；下層轉(zhuǎn)臺7支撐大電流變換裝置21，最大承重為7噸(可定制)；上下層之間通過鋼構(gòu)件連接為一體，以實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動；大電流變換裝置21對輸入的交流電壓(三相、50Hz、380V、IkA/相)進行整流、降壓和升流后，輸出直流大電流(24 48V，15kA)供給EUT。另外，為便于計算機控制，該配置了計算機控制接口，通過專用光纖與計算機通信。(2)雙層屏蔽暗室為了保證高壓電器RE型式試驗結(jié)果具有良好的復現(xiàn)性，試驗需要在具有良好電磁環(huán)境電平的條件下進行，一般要求低于對應限值10dB，最多放寬至低于對應限值6dB，因此需要建立屏蔽暗室。另外，建立的屏蔽暗室還需要對研制的雙層轉(zhuǎn)臺提供合理的安裝空間。能實現(xiàn)上述兩個目的的專用屏蔽暗室如圖2所示。暗室13、控制室9、功放室10及傳導室11位于同一個水平面上，轉(zhuǎn)臺室14位于暗室13正下方，低于暗室水平面3. 6米(gp·轉(zhuǎn)臺室高為3. 6米)。上述五室都是用鍍鋅鋼板拼接而成的屏蔽室，屏蔽效能達到國家標準的最高要求(C級)。雙層轉(zhuǎn)臺安裝于暗室13和轉(zhuǎn)臺室14內(nèi)，雙層轉(zhuǎn)臺的上層轉(zhuǎn)臺5與暗室地面平齊，用于放置EUT，下層轉(zhuǎn)臺7安裝于轉(zhuǎn)臺室的地面上，大電流轉(zhuǎn)換裝置放置在下層轉(zhuǎn)臺臺面上。( 3 )大電流濾波及轉(zhuǎn)換裝置配電室提供的交流電源不能滿足EUT對直流大電流的需要，因此需要對其進行整流、降壓和升流處理；另外，為了避免電網(wǎng)諧波對EUT試驗的影響，同時也為了避免大電流轉(zhuǎn)換裝置工作中產(chǎn)生的諧波通過配電室反饋到電網(wǎng)，應該在配電室與大電流轉(zhuǎn)換裝置之間進行電氣隔離。為了達到上述兩個目的，研制了專用的大電流濾波及轉(zhuǎn)換裝置，如圖3所示。大電流轉(zhuǎn)換裝置包括三臺變壓器、三臺多磁路柜(含調(diào)壓器)、一臺控制柜，可對輸入的交流實現(xiàn)整流、降壓和升流變換，輸出為滿足EUT需要的直流大電流(24 48V，15kA);為了防止大電流轉(zhuǎn)換裝置與配電室之間的諧波串擾，在轉(zhuǎn)臺室壁上安裝了專用的電源濾波器16、20，其中供給變壓器的電流為IkA/相，供給控制柜的較小，為20A/相。3、集成新型高壓電器RE試驗系統(tǒng)將上述研制的專用硬件裝置按照第I部分提出的方法集成，得到可以自動完成高壓電器RE試驗的新型試驗系統(tǒng)，如圖5所示。主控機通過轉(zhuǎn)臺控制光纖3控制下層轉(zhuǎn)臺上的驅(qū)動及控制器4驅(qū)動轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動，同時通過大電流變換裝置的控制柜專用光纖19控制大電流轉(zhuǎn)換裝置，產(chǎn)生需要的電流供給EUT ;計算機控制EMI接收機29，將接收天線32獲得的EUT干擾頻譜數(shù)據(jù)讀進計算機中，進行數(shù)據(jù)處理，并出具原始記錄(或報表)。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明試驗系統(tǒng)進行詳細闡述圖I給出了雙層轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)原理圖，由上層臺面5和下層臺面7形成雙臺面,上層臺面5支撐EUT33 (承重8噸，可定制)，下層臺面7支撐大電流變換裝置(控制柜、變壓器和多磁路柜，承重7噸，可定制)；上層臺面5和下層臺面7通過鋼構(gòu)件的支撐件6連接起來，形成一個整體，提供對上層臺面5支撐的同時保證上層臺面5和下層臺面7同步轉(zhuǎn)動，另夕卜，支撐件6中內(nèi)嵌一個電纜通道，以便將下層臺面7產(chǎn)生的大電流傳遞到上層臺面5上的EUT ;驅(qū)動及控制器4為轉(zhuǎn)臺傳動機構(gòu)及控制器，驅(qū)動轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動并提供計算機程控接口 ；主控機I通過控制光纖3控制轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)臺的自動控制。圖2給出了雙層屏蔽暗室結(jié)構(gòu)不意圖，包括暗室13、控制室9、功放室10、傳導室11和轉(zhuǎn)臺室14共計五間屏蔽室，其中暗室13除地面外都敷設特制的吸波材料，形成低電磁反射室(即暗室)；暗室13、控制室9、功放室10、傳導室11位于同一平面上，轉(zhuǎn)臺室14位于暗室13的正下方,下沉3. 6米；雙層轉(zhuǎn)臺安裝于暗室13和轉(zhuǎn)臺室14內(nèi)，RE試驗在暗室13內(nèi)進行，試驗人員在控制室9中控制試驗過程；功放室10用于高壓電器其他電磁兼容試驗所需的功率放大器，傳導室11用于高壓電器其他傳導試驗；另外，屏蔽門8用于試驗人員進出屏蔽室，屏蔽門15用于EUT進出暗室。圖3給出了大電流濾波及轉(zhuǎn)換裝置原理圖，包括濾波、大電流轉(zhuǎn)換及程控三部分。其中，濾波由配電室17、輸入電源線18、電源濾波器16、20組成，將轉(zhuǎn)臺室14與配電室17進行電氣隔離，避免電源線上的干擾互串；大電流轉(zhuǎn)換裝置由控制柜、變壓器和多磁路柜和大電流接線端子22組成，大電流轉(zhuǎn)換裝置21將工頻電流(三相、50Hz、380V、IkA/相)轉(zhuǎn)換 為EUT需要的直流大電流(24 48V，15kA)，在大電流接線端子22處接上合適的引流排(比如銅排)，通過支撐件6，將大電流引入暗室13，供給EUT。圖5給出了完成高壓電器RE試驗系統(tǒng)的試驗原理圖，EUT放置在上層轉(zhuǎn)臺5上，通過接收天線32獲取EUT產(chǎn)生的干擾電場，經(jīng)墻面轉(zhuǎn)接板31和50歐姆同軸電纜30傳遞到EMI接收機29上進行頻譜分析，然后主控機I將讀取頻譜數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，形成原始記錄(或出具報表)；在此過程中，主控機可以通過設置大電流變換裝置參數(shù)，控制大電流的產(chǎn)生和大?。恢骺貦C可以設置雙層轉(zhuǎn)臺參數(shù)，控制轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動方向(順時針或逆時針)和轉(zhuǎn)速大小，以確定EUT最大干擾方位。有益效果I.針對高壓電器RE試驗要求，提出了一種新型的型式試驗方法，該方法解決了現(xiàn)有方法上的三個不足，為行業(yè)提供了新思路①試驗中給EUT供給高達15kA的大電流；②EUT與大電流轉(zhuǎn)換裝置可隨轉(zhuǎn)臺同步轉(zhuǎn)動；③通過軟件控制大電流轉(zhuǎn)換裝置，不需試驗人員手動設置。2.研制出三套專用硬件裝置雙層轉(zhuǎn)臺、雙層屏蔽暗室、大電流濾波及轉(zhuǎn)換裝置，系統(tǒng)解決了大電流產(chǎn)生、EUT與大電流轉(zhuǎn)換裝置同步轉(zhuǎn)動、雙層轉(zhuǎn)臺安裝及防止干擾互串等一系列工程難題，奠定了新型試驗方法的硬件基礎。3.研制出了高壓電器RE專用測量軟件，該軟件不但具有傳統(tǒng)軟件的所有功能，還特別增加了對大電流轉(zhuǎn)換裝置的自動控制，大大提高了試驗效率和試驗質(zhì)量(降低隨機誤差)；另外，該軟件因采用了 IVI-Driver技術和混合總線技術(支持RS-232、GPIB、LAN或USB)，相比于傳統(tǒng)的RE測量軟件，在程控儀器互換上得到了極大提高，使得不需要更改軟件代碼就可以支持所有主流測試儀器。4.研制成功新型試驗系統(tǒng)，是國內(nèi)首套投入工程應用的系統(tǒng)，也適用于同行業(yè)的其他單位，或略作改造，推廣到其他行業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種高壓電器電磁輻射發(fā)射型式試驗系統(tǒng)，其特征在于包括主控機(I)、大電流變換裝置(21)，以及雙層轉(zhuǎn)臺(5)，其中，所述雙層轉(zhuǎn)臺包括上層轉(zhuǎn)臺(5)和下層轉(zhuǎn)臺(7)，所述上層和下層轉(zhuǎn)臺之間通過支撐件(6)支撐，在所述支撐件內(nèi)部嵌有電纜通道，所述上層轉(zhuǎn)臺上放置EUT，所述下層轉(zhuǎn)臺上放置所述大電流變換裝置(21)，所述主控機控制上層轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動；所述主控機的輸入端連接有EMI接收機(29)，所述EMI接收機的輸入端連接有接收天線(32)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種高壓電器電磁輻射發(fā)射型式試驗系統(tǒng)，其特征在于所述大電流變換裝置包括三臺變壓器、三臺多磁路柜、一臺控制柜，以對輸入的交流實現(xiàn)整流、降壓和升流變換，輸出為滿足EUT需要的直流大電流。
3.如權(quán)利要求I所述的一種高壓電器電磁輻射發(fā)射型式試驗系統(tǒng)，其特征在于轉(zhuǎn)臺室壁上安裝有電源濾波器，防止大電流轉(zhuǎn)換裝置與配電室之間的諧波串擾。
4.如權(quán)利要求I所述的一種高壓電器電磁輻射發(fā)射型式試驗系統(tǒng)，其特征在于所述試驗系統(tǒng)進一步包括有雙層屏蔽暗室，該雙層屏蔽暗室包括暗室(13)、控制室(9)、功放室(10)、傳導室(11)和轉(zhuǎn)臺室(14)，所述雙層轉(zhuǎn)臺設置在轉(zhuǎn)臺室內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的一種高壓電器電磁輻射發(fā)射型式試驗系統(tǒng)，其特征在于所述暗室(13)除地面外敷設有吸波材料，形成低電磁反射室。
6.如權(quán)利要求4所述的一種高壓電器電磁輻射發(fā)射型式試驗系統(tǒng)，其特征在于所述暗室(130、控制室(9 )、功放室(10 )及傳導室(11)位于同一個水平面，所述轉(zhuǎn)臺室(14 )位于暗室(13)正下方，低于暗室。
7.如權(quán)利要求4所述的一種高壓電器電磁輻射發(fā)射型式試驗系統(tǒng)，其特征在于所述雙層轉(zhuǎn)臺的上臺面與暗室地面平齊，下層轉(zhuǎn)臺安裝于轉(zhuǎn)臺室的地面上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高壓電器電磁輻射發(fā)射型式試驗系統(tǒng)，包括主控機、大電流變換裝置，以及雙層轉(zhuǎn)臺，其中，所述雙層轉(zhuǎn)臺包括上層轉(zhuǎn)臺和下層轉(zhuǎn)臺，所述上層和下層轉(zhuǎn)臺之間通過支撐件支撐，在所述支撐件內(nèi)部嵌有電纜通道，所述上層轉(zhuǎn)臺上放置試品(EUT)，所述下層轉(zhuǎn)臺上放置所述大電流變換裝置，所述主控機控制上層轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動；所述主控機的輸入端連接有EMI接收機，所述EMI接收機的輸入端連接有接收天線。
文檔編號G01R1/18GK102944800SQ20121051322
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者劉易勇, 任穩(wěn)柱, 姜楠, 吳玲, 姜寧 申請人:中國西電電氣股份有限公司