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電源檢測范文1

干擾產生的原因與分類

在星點高壓電源控制系統中，既有模擬信號又有數字信號，數字信號的高電平為5V，低電平為0V，實際的高電平為3.2V以上，低電平為1.4V以下；因此，控制系統所受干擾極易引起數字電路的邏輯狀態發生改變，引起系統的邏輯和時序混亂。另外，由于現場電磁干擾嚴重，影響采集數據的真實性，不利于反饋控制系統工作。針對控制系統的具體情況，其可能的干擾源包括射頻干擾、電源干擾以及信號通道產生的干擾。（1）射頻干擾[3]。射頻干擾指復雜的電磁環境對計算機控制系統及接口電路造成的干擾。實驗證明，現場接地開關的動作產生的干擾及負載設備打火都容易引起控制系統的誤動作。（2）電源干擾[4]。工頻電源電壓的大幅度波動或電流沖擊有可能通過變壓器、整流和穩壓電路進入數字電路，經過濾波，各種高頻輻射干擾有較大衰減，而一些低頻干擾疊加在50Hz電源波形上，難以濾除，形成差模干擾。此外，還存在著由電力電子和各種繼電器切換時向電網倒灌的瞬態干擾，如浪涌、快速脈沖群等現象。（3）信號通道干擾[5]。相關信號一般需要經過信號調理轉換才能接入控制系統，在信號傳輸過程中存在干擾因素，包括信號間的串擾、阻抗不匹配引起的反射及從信號輸出線間接引入的干擾。若接地不當，地線與接地回路之間也會形成干擾。（a）為現場內的某設備在實驗期間的干擾情況，比較可以發現，實驗期間的電磁干擾相當嚴重。（b）為實驗期間此套高壓電源的一些控制信號和輸出電壓的測量信號，可以發現，在現場的高壓脈沖調制器開通和關斷瞬間，對設備的干擾比較嚴重，圈A和圈B已經表示出來；圈C則是顯示當現場的接地開關動作時，對控制信號和電壓輸出信號造成的干擾，正常的控制信號是在5V范圍以內，而當接地開關動作時，控制信號可以達到10V，這也表明接地開關的動作確實對現場設備造成非常大的電磁干擾；圈D則是顯示在高壓輸出波形上疊加的測量干擾信號，這直接影響控制系統的精準度。由此可見，整個高壓電源控制測量系統工作在一個非常惡劣的環境下，有必要研究并且解決這些問題。

抗干擾設計

提高高壓電源控制測量系統的抗干擾能力可以從硬件和軟件兩個方面考慮。其中，硬件系統的抗干擾設計是提高系統抗干擾能力的根本，軟件抗干擾設計則是主要抑制外來干擾的作用。在這套高壓電源控制測量系統中，進行了大量的抗干擾方面的設計。硬件抗干擾措施（1）電源[6]。整套控制系統是由工頻電源供電，電網中本身含有浪涌電壓噪聲，同時由于現場的大功率制冷設備運行時也產生較大的高頻尖峰脈沖，為此，需要對電源進行一些處理。首先，整套控制系統采用1∶1的隔離變壓器為整套控制系統提供電源，其初級繞組和次級繞組都是分開繞制，各自加以屏蔽，可以減小初次級之間的分布電容；另外，由于控制接口部分抗干能力弱些，拋開開關電源，制作了高性能直流+5V、+12V、-12V的線性電源，為控制系統的電路提供工作電壓。（2）濾波和去耦[7]。在接口機箱的電源進線處增加電源濾波器，在電路板的設計上，在沖擊電流較大的器件電源端加旁路電容，對信號處理電路入口處、每一個集成塊電路增加濾波電容。這些措施都可以降低瞬態電流的影響，并且對高頻干擾進行濾波處理。另外，對于抗干擾能力弱、開關電流比較大的器件，在芯片的電源線和地線間直接增加去耦電容。（3）屏蔽和接地。屏蔽隔離是提高控制系統抗干擾能力的有效措施，將控制系統的接口部分用機箱屏蔽、整套控制系統用機柜屏蔽都能有效減少射頻干擾的影響。對于高壓電纜，采用了屏蔽電纜，抑制它作為噪聲源向外部信號產生干擾。而對于信號電纜，為使其在噪聲環境中不受噪聲的電磁耦合，也采用屏蔽電纜，并且屏蔽體兩端接地，減小回路所包圍的面積，盡量選擇雙絞線作為屏蔽信號導線，減小噪聲電流。考慮系統接地時，將機箱與機柜的外殼與電纜的屏蔽層直接與大地相連，能起到防漏電及屏蔽的效果。為了減小外部環境通過電源線對控制系統形成干擾，控制電路部分采用浮地方式，即將控制電路的地線與外部地線完全隔離，徹底切斷外部干擾通過電源、地線串入數字電路。另外，在接口電路中廣泛采用了光電耦合器件，使控制系統與外界通道做到完全的電氣隔離。（4）信號通道間的抗干擾。在A/D采集11路信號采用獨立的屏蔽電纜，進入A/D采集卡時采用單端輸入，可以有效地避免信號通道之間的干擾。另外，由于控制系統與外部聯系較多，大多數采用光信號傳輸，遠程的數字信號利用數字光纖，在控制機柜內，專門制作光電/電光信號轉換板，將從其他系統送來的光信號轉換為電信號，同時，送到其他系統的信號也都轉換為光信號后進行傳輸。對于其他系統送來的模擬量，也都進行V/F和F/V轉換后進行傳輸。這些措施，都可以減小信號間的相互干擾以及避免接收其他系統的干擾信號。軟件抗干擾設計軟件抗干擾主要是通過程序設計手段，使系統能識別錯誤操作、錯誤狀態和錯誤信息，避免由此產生系統程序運行方面的錯誤。在這套控制系統中，程序主要處理數字量和模擬量，采用C++[8]編寫軟件，因此，軟件設計時重點在這兩方面進行處理。（1）數字量的處理。數字量輸入接口的噪聲處理主要是程序延時和對輸入數字量的多次識別，在規定的時間范圍內，進行數字量的多次采樣，然后按位進行邏輯乘，通過比較結果的判斷來鑒別數字量輸入信號的真偽，軟件流程如圖2。（2）模擬量的處理。在整套控制系統中，采集信號的準確度直接關系到控制系統的控制精度，由于高壓輸出要控制在1%的范圍以內，需要根據電壓采集信號進行反饋；另外由于高壓電源的過壓、過流保護相當重要，采集數據的準確度也直接關系到過壓保護和過流保護是否準確到位，當系統出現過壓、過流等情況時，需要立即做出反應，切斷某些控制信號，使相關的控制信號由正值變為負值。基于以上兩點，需要對采集到的數據進行處理，既保證數據采集的準確性，又需要保證程序合理有效地對故障進行反應處理。軟件濾波的方法比較多，有限幅濾波法、中位值濾波法、算術平均濾波法、去最高最低值濾波法、遞推平均濾波法、一階滯后濾波法、加權遞推平均濾波法等。在這套高壓電源控制程序中，針對采樣數據種類的不同，綜合采用了遞推平均濾波法、限幅濾波法、去最高最低值濾波法以及一階滯后濾波法等幾種數據處理方法。在采集輸出高壓時，在采樣時間允許范圍以內，盡量多采集數據，對這些數據進行去最高最低值濾波，。在測量電機電壓信號時，由于這個信號是用于在程序中前饋使用，變化不是太大，則采用遞推平均濾波法；進行PID控制算法時，采用了一階滯后濾波法。采用這些數字濾波方法以后，可以盡可能避免采集到干擾點，最大限度地使采集值接近真實值。其他抗干擾設計由于整個高壓電源系統復雜，軟件抗干擾和硬件抗干擾不可能解決所有問題，此時，可以嘗試改變數據采集測量點等方法，在滿足數據采集要求的情況下，盡量遠離干擾源。例如，在這套電源控制系統中，由于負載遠離電源，電源與負載之間是通過高壓電纜進行連接，為了采集更為準確的高壓輸出信號，可以在負載側直接進行測量，通過模擬光纖將采集值送到電源控制系統，這樣也能減少電磁干擾。另外，對于接地開關干擾較大的情況，由于高壓電源是脈沖工作方式，則可以采取在保證系統安全的情況下，延遲接地開關的動作時間，避免控制系統在電源工作期間受到干擾。

電源檢測范文2

【關鍵詞】電器產品 電源插頭 防觸電檢測

隨著電器產品的普及，在使用過程中經常會發生電源插頭在拔下時伴有電人的情況，嚴重影響到用戶人身安全。通過研究得知，主要在于電源內部的電容存有余電，在插頭拔下的瞬間電容會釋放電能，如果操作不慎，手指觸碰到插頭就有可能會被電擊。之所以會出現電擊，主要是電流流經人體而出現的，只要幾毫安的電流就會給人體造成電擊傷害。

1 電源插頭放電線路的分析

電網能夠影響電器正常工作，電器電源的開關脈沖也會影響電網，為防止電網與電器的互相干擾，很多電器產品的電源開關都實現了在交流電壓中增加電源濾波器，且與濾波電容器形成并聯。在電器正常工作時，能量將分別存在于電容器以及線圈中，在電源插頭拔下時，這些被存儲在電容器和線圈中的能量也會在一定時間內完全消失，這樣就能有效確保用戶人身安全。所以，應選取合適的跨線電容和電阻，切忌過大或過小，只有這樣才能有效防止在拔插頭時出現觸電危險。

2 國家相關標準對電源插頭防觸電的安全設計規定

2.1 信息技術設備安全指標

對于信息技術設備電容器放電安全指標，我國已經對其作出了明確規定：信息技術設備在設計時要確保電網電源不存在超負荷電容器情況，減少電擊危險的發生。只有在電網電源標準電壓在59V以上時才能進行電擊試驗。如果在信息技術設備中存有電容器，且在與電網電源相連接的電路上，電容器放電時間并未超出相關規定，這樣的設備也是合乎規定的。

2.2 電器產品安全指標

國家對電器產品的電源插頭安全指標做了如下規定：那些要用于與電網電源相連的插頭，在設計時應保證在插頭拔下時，如果手指不慎接觸到插銷時，不會因電容器中還存有電荷出現電擊危險。同時，在插頭拔下兩秒以后，要求插腳不再存有電流。

3 電源插頭放電回路的設計分析

要分析電源插頭的放電回路，最先進行的應是分析與計算放電時間，一般情況下，電容器的放電時間用T來表示，放電時間與放電容量形成反比例，也就是說，隨著放電時間的延長，放電容量就會減少。通常情況下，在拔掉電源插頭的兩秒以后，電源插頭上的電壓將從正常的220V逐漸轉變為安全電壓，甚至比安全電壓更低，電容器的放電方式所組成的時間常數也會小于一秒。這樣的設計將完全負荷國家相關規定。

4 電源插頭放電測試檢測方式方法的分析

4.1 測試電器產品的剩余電壓值

為完成這項實驗，需要選用多種類型的探頭阻抗，分別為10歐姆、66.7歐姆以及100歐姆。在實驗中，不管是哪種探頭阻抗，在插頭拔出時樣品上的峰值電壓均設定為310V，當時間為一秒時，被測樣品的電壓值理論值均為117V，時間為兩秒時，其電壓理論值為44V，但在實驗以后，測得10歐姆的探頭阻抗在一秒時的電壓值為95V，兩秒以后為29V，66.7歐姆的探頭阻抗在一秒時的電壓值為112V，兩秒時則為41V，100歐姆的探頭阻抗在一秒時的電壓值為117V，兩秒時為44V。通過這次實驗得知，10歐姆的探頭阻抗示波器，理論值與實測值之間的誤差較大，其安全性難以保證。而100歐姆的探頭阻抗示波器，理論值與實測值相差最小，安全性較為可靠。

4.2 導致實際電壓實測值與理論值出現偏差的原因

在實際實驗中之所以會出現電壓實測值與理論值不一致情況，主要原因在于其放電電阻并不單純的是產品本身在放電，真正的放電回路在本身放電的同時也將與并聯示波器探頭阻抗。為證明該理論的正確性，將融合示波器探頭阻抗因素計算放電回路，并找出偏差的因素。

在這次實驗中依然選用10歐姆、66.7歐姆和100歐姆的示波器，在拔出插頭時其峰值電壓設定為310V，在一秒時，被測電器的電壓值理論上均為117V，兩秒時，被測電器的理論電壓值為44V，而實際上，在插頭拔下的一秒后10歐姆示波器理論值為96V，實測值為95V，66.7歐姆示波器的理論值為113V，實測值則為112V，100歐姆示波器理論值為118V，實測值為117V；兩秒后的10歐姆理論值為30V，實測值為29V，66.7歐姆示波器理論值為41.1V，實測值為41.4V，而100歐姆示波器的理論值為45V，實測值為44V。

通過以上數據證明在將示波器探頭阻抗融入到其中以后，電器產品的理論值與實測值所存在的誤差就明顯縮小，這項實驗也就證明了參與實驗的電器在實際放電時，不僅有產品本身的放電，還有示波器探頭阻抗的放電，示波器阻抗也會影響檢測結果。

4.3 轉變測試方式，注重高精度測量

為有效解決上述問題中因示波器探頭阻抗的不同而出現的測量偏差，保證測試結果，應當轉變測試方式，將帶有定時切換作用的定時器應用其中，在標準式示波器探頭在使用一定時間后，再連接到相應的設備中進行回路測試。在這項實驗中所使用示波器探頭阻抗、峰值電壓、理論值與之前實驗中所使用的均不發生變化，只是在定時器被應用以后，其實測值發生的一些變化。這些變化主要是定時器的應用使得檢測結果不再受示波器探頭的影響，縮小了實測值與理論值之間的差距，即便使用了不同阻抗的示波器探頭，定時器被應用以后也不會影響檢測結果，這樣一來就有利于電器生產商和實驗研究者做出正確的評價，保證用戶安全用電。

5 結論

綜上所述，由于電器產品電源插頭安全事故頻發，使得插頭電源檢測成為現階段重點研究問題，基于此，本文從分析電源插頭放電線路入手，結合國家相關指標，提出了一系列檢測影響電源插座安全性的方式方法，并通過實驗的方式對所提出的辦法進行了研究，極大的提升了電器產品在設計、生產中的可靠性，更有效減少了觸電事故的發生，將由此帶來的經濟損失降到最低，提高了用戶用電安全性。

參考文獻

[1]何偉洪.家用電熱水器安全使用風險評估及快速檢測技術研究[D].華南理工大學，2012.

[2]羅靜，曹衛東，劉峰.部分電子電器產品國家質量監督抽查不合格原因分析[J].家電科技，2012，07：58-60.

電源檢測范文3

關鍵詞： 孤島檢測； 奇次諧波； 模糊準PR控制； 卡爾曼濾波

中圖分類號： TN86?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）06?0175?04

Abstract： For the island phenomenon existing in the distributed power generation system， an island detection method of the distributed power grid connection based on odd harmonic estimation is proposed. The quasi proportion resonance control is introduced， which is combined with the fuzzy control to reduce the harmonics generated in the inverter. The island judgment method and harmonic estimation method based on Kalman filtering are elaborated. The simulation experiments were performed with the Matlab/Simulink platform. The simulation results show that the method has fast detection speed and small detection dead zone. Both the feasibility and availability of the experiment were verified.

Keywords： island detection； odd harmonic； fuzzy quasi?PR control； Kalman filtering

分布式發電系統中的孤島現象是指，當主電網因電氣故障、檢修或誤操作等原因與分布式發電系統失聯后，發電系統作為獨立電源將繼續對本地負載供電[1]，形成一個自持的供電系統。傳統觀點認為，孤島效應的發生會威脅電力檢修人員正常的安全，影響用電質量，從而影響電力設備的運行。

逆變器端檢測法是國內外主要研究的檢測方法，主要分為主動法和被動法兩類。被動法是通過檢測電網斷電時逆變器與電網公共端（PCC點）輸出的端電壓幅值、頻率、相位、諧波是否出現異常來判斷是否產生孤島[2]。但是此方法會存在檢測盲區，運行成本低。主動法是通過對逆變器輸出的信號產生小幅擾動，當孤島發生時，這些擾動會發生明顯變化，來判斷是否有孤島發生[2]。相對被動法，主動法的盲區較小，檢測精度相對較高，但是由于注入擾動，會對電能質量產生影響。通過電壓諧波檢測孤島是其中一種檢測方法，大部分都是主動法，主要通過注入諧波來實現，文獻[3?6]分別通過逆變器端注入偶次諧波和奇次諧波來檢測孤島。但是注入諧波后通常會影響電能質量。

本文檢測方法屬于被動法，將模糊準比例諧振控制與諧波估計結合，通過測量PCC端電壓，運用卡爾曼濾波對諧波估計，周期性的計算諧波電壓累計值，從而檢測孤島故障。最后由仿真及實驗表明，該方法能夠有效檢測到孤島，速度較快。

1 孤島檢測方法

本文所述的分布式電源孤島檢測的結構框圖如圖1所示。

眾所周知，電網的電壓不是一個純凈的50 Hz正弦波，其中必然含有一定量的諧波。在孤島故障沒有發生時，大電網具有鉗位作用，會迫使PCC處的電壓保持正常的電網電壓，此時PCC點的諧波狀況也與電網側基本相同。而在孤島故障發生后，由于分布式電源與電網斷開，分布式電源和負載單獨運行，PCC端檢測不到電網端的諧波。

由于采用模糊準比例諧振控制，大大降低了逆變器側的電壓諧波含量，更加突顯出電網端的諧波在孤島現象前后的變化，并以卡爾曼濾波進行諧波的估計。孤島發生后PCC點有明顯的電網諧波信號變化差異，本文以此為依據作為檢測孤島的信號。

2 模糊準比例諧振控制

準比例諧振控制（準PR控制）是在比例諧振控制的基礎上改進而成。準PR控制器的傳遞函數如下：

[G（s）=KP+KRss2+2ωcs+ω02] （1）

準PR控制器相對于傳統的PR控制器多了一個ωC參數。相對傳統的比例諧振控制更大的增益和帶寬，從而解決了傳統PR控制中，因頻率突然變化導致的增益迅速下降的問題，在大電網出現頻率的偏移時，能更好適應偏移變化，從而較好地抑制諧波產生。在準PR的基礎上根據內模原理，添加諧波補償，從而盡可能地抵消因為電流諧波而導致的電壓奇數次諧波。諧波補償的傳遞函數如下：

[G2（s）=nKRss2+（nω0）2] （2）

式中，n為需要補償的奇次諧波次數。

對于準PR控制模型中，KP ，KR兩個比例系數取值的不同直接關系到控制的響應速度和諧波含量，通常系數的確定是通過大量的實驗進行設定一組固定的系數。但是由于在控制過程中，固定的系數直接導致的影響便是諧波含量的提高。

模糊控制最重要的是反應人們的經驗以及人們的常識推理規則，該算法不需要知道被控對象的精確數學模型便可根據模糊推理對被控參數系統進行調節，達到人們想要的效果。本文采用模糊準PR控制器，利用模糊控制方式調節準PR控制器的參數KP，KR。

如圖2所示，該控制器以電流的誤差信號e和其導數ec為輸入量，經過模糊算法并根據模糊控制規則表得到參數變化量作為輸出，通過實時監測信號e，ec來改變輸出增量，并傳至控制器與初始值相加作為控制參數，以滿足不同時刻諧波補償對控制器參數的不同要求。

跟經驗，對于e，ec，ΔKP，ΔKR的語言變量取7個模糊值（NB（負大），NM（負中），NS（負小），ZO（零），PS（正小），PM（正中），PB（正大）），由于ωc決定帶寬的大小，而本文中基波頻率的變化很小，因此設為定值。本模型中的隸屬函數都選用高斯函數，論域和隸屬度函數曲線如圖3所示。為使e，ec處于所示的論域中，ΔKP，ΔKR的量化因子取0.1，比例因子取10。模糊判決使用重心法[7?8]。如表1、表2所示。

3 卡爾曼濾波的諧波估計

在保證整個電網電壓諧波電壓可觀的情況下，還需要應用狀態方程、測量方程和狀態估計算法來實現檢測點諧波狀態估計，并以此為基礎，計算電壓累計值作為孤島檢測的標準。對采集的電壓信號進行建模，定義狀態方程和測量方程為：

Xk為k時刻PCC端的電壓狀態向量，即為本文最終需要求得的諧波狀態估計；n為諧波次數；Zk為k時刻的電壓測量值；wk和vk分別為狀態噪聲和測量噪聲，Q，R分別為狀態噪聲和測量噪聲的協方差矩陣；Δt為采樣時間。

卡爾曼濾波是常用的狀態估計方法，具有響應速度快，計算量小的特點[9]。下面給出卡爾曼濾波諧波估計的遞推過程。

（1） 確定初始值X0，P0，初始過程噪聲方差矩陣Q、測量噪聲方差矩陣R。

（2） 在每一個采樣周期內，進行以下迭代狀態預測：

式中：n為周期內的采樣點數，m為比例系數，用于調節變化范圍，以方便設定孤島檢測閾值。

4 仿真分析

為了驗證本文孤島檢測方法的有效性，通過Matlab/Simulink 搭建單相光伏并網發電系統孤島檢測模型[10]，如圖4所示。并以通常被動法檢測盲區的情況，即負載恰好以工頻產生諧振，并且光伏發電的功率恰好等于負載消耗的功率來設置參數。取本地負載的諧振頻率為50 Hz，在功率為2 kW的情況下計算得負載的R=24.2 Ω，L=77 mH，C=132 μF，取m=10。設定仿真時間為0.4 s，在0.2 s時刻發生孤島。此外，由于剛開始一段時間因為系統輸出還未達到穩態，會導致誤檢，所以設定初始化時間為0.05 s。用于判斷孤島的諧波選擇電網電壓諧波中含量較高的3次諧波。

如圖5所示，孤島發生前后，從基波電壓波形來看，幅值、相位、頻率基本沒有發生變化。而3次諧波波形變化明顯。在加入反孤島動作時，如圖6所示，在考慮到一定的容錯范圍，本文把動作閾值下限設定為10，上限設定為40，在0.2 s之前，由于周期性的計算諧波電壓累計值，累計值也基本保持在很小的波動范圍中，在0.2 s時電網斷開發生孤島現象，3次諧波幅值迅速減小，電壓累計值隨諧波電壓的減小也迅速降低，在大約半個基波周期的時間內，到達設定的最低閾值時，孤島現象被檢測出，同時使逆變器停止運行，而在逆變器停止運行后諧波的微小波動為噪聲干擾造成的。

通過仿真實驗可以看出，在孤島發生0.03 s內孤島檢測方法能夠快速有效地檢測到孤島并執行反孤島動作。

5 結 論

本文提出了一種基于模糊控制和諧波估計的方法來檢測孤島的發生，通過搭建的Matlab/Simulink仿真結果可以看出孤島檢測方法運算速度快、跟蹤性能較好、檢測盲區較小，且能在較短的時間內檢測到孤島現象的存在，并執行反孤島動作。

參考文獻

[1] IEEE. IEEE Standard for interconnecting distributed resources with electric power systems： IEEE 1547?2003 [S]. US： IEEE， 2003.

[2] 程啟明，王映斐，程尹曼，等.分布式發電并網系統中孤島檢測方法的綜述研究[J].電力系統保護與控制，2011，39（6）：147?154.

[3] 羅振環，楊富文.一種新型偶次諧波注入的主動式孤島檢測方法[J].電源學報，2014（1）：15?22.

[4] 張琦，孫向東，鐘彥儒，等.用于分布式發電系統孤島檢測的偶次諧波電流擾動法[J].電工技術學報，2011，26（7）：112?119.

[5] 貝太周，王萍，蔡蒙蒙.注入三次諧波擾動的分布式光伏并網逆變器孤島檢測技術[J].電工技術學報，2015，30（7）：44?51.

[6] 趙耀，趙庚申，陳曦，等.分布式電源中三次諧波擾動孤島檢測方法的研究[J].電力系統保護與控制，2013，41（8）：54?60.

[7] 魯雄文.模糊PID控制系統的設計與研究[J].現代電子技術，2014，37（24）：146?149.

[8] 姚鑫，羅曉曙，廖志賢，等.光伏并網逆變器模糊準PR控制仿真研究[J].電測與儀表，2014（19）：86?91.

[9] 王康寧，王金浩，徐龍，等.基于卡爾曼濾波的諧波檢測分析[J].計算機系統應用，2015，24（3）：188?192.

電源檢測范文4

關鍵詞：雷擊故障 電池監測系統 檢測準確度 自學習

中圖分類號：TM855 TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）05（b）-0102-02

隨著電力系統的不斷發展，供電可靠性和安全性的要求也越來越高，運行經驗表明，輸電線路的故障80%是由于雷擊引起，因此，加強雷擊的監測和防護就成為電力工作的重點。雷擊監測系統就是一種可以較為準確的對雷擊進行定位和識別的監測裝置，為保證雷擊監測數據的準確性，需要提高雷擊監測裝置工作的可靠性，故而需要提高監測終端備用電池的供電可靠性，從而避免由于監測裝置工作電壓不穩定而導致的數據丟失現象的發生。為此，監測終端的備用電池的實時監測具有很大的研究價值。

1 基本原理

電池最大可用電量可以通過電池監測裝置內部數據處理單元“自學習”過程計算得到，具體可通過以下方式實現該功能。

電池電量監測單元內部結構如圖1所示。

其中，RBI：備用寄存器信號輸入。VCC：電源輸入。VSS：地。HDQ：單線HDQ 串行接口。BAT：電池電壓檢測信號輸入。SRN：電池充電、放電電流檢測輸入（負）。SRP：電池充電、放電電流檢測輸入（正）。GPIO：通用輸入/ 輸出。

電池電量監測單元可以對由單個鋰離子電池等構成的電源系統進行高精度的監測和報警。其通過檢測串聯在電池負極的小阻值電阻RS上的壓降，判斷當前電池為充放狀態還是放電狀態。通過內部“自學習”過程實現檢測電池電量，電量的自動測量通過進行計算。電池每經過一次完整的充放電過程，就會進入一輪新的“自學習”，經過本次“自學習”可以更新電池從滿到空的總電量，并寫入LMD寄存器當中。通過檢測NAC寄存器中當前可用電量的數值來計算出電池可用電量相對狀態并寫入LMD寄存器當中。通過檢測NAC寄存器中當前可用電量的數值來計算出電池可用電量相對狀態并寫入寄存器RSOC，即

電池電量監測單元通過一個5kbits/s的雙向串行接口HDQ總線與數據處理單元進行數據傳輸如圖2所示。

其中，HDQ為一個漏極開路輸出引腳，使用時需在HDQ上外接一只上拉電阻R。

雙向串行接口HDQ總線與數據處理單元進行數據傳輸主要采用異步傳輸方式，每8位一組，低位在前高位在后，由下降沿觸發。通過設置不同的低電平保持時間，來分別區分“0”和“1”，如圖3所示。

電池充電單元通過BAT引腳與雷擊故障監測終端電源備用電池連接相連接如圖2所示，當電池電量監測單元監測得到電池進入低壓工作狀態時，即驅動電池充電單元工作給電池供電。此時電池電量監測單元開始計算電池相關信息并存入內部寄存器如圖4所示。

由于電池最終可用電量，電壓，溫度等基本信息并不只是受單一因素影響，所以電池電量監測單元必須綜合所有主要影響因素進行分析計算才能得出最終電池正確信息，其內部工作流程如圖5所示。

電池標稱可用電量（NAC）=電池充電電流-電池放電電流-溫度補償。最新測得電池放電量（LMD）=電池放電電流+溫度補償-電池充電電流。上述計算由電池電量監測單元內部“自學習”過程自動完成，不需要進一步計算，非常方便。

2 實測案例

某地區雷擊故障監測裝置長時間工作，電池老化程度不一，可以等效成工作電量不同，造成相同信號不同雷擊故障監測裝置監測結果存在差異，給數據分析造成隱性不準確因素，所以可以安裝雷擊故障監測終端電源備用電池的監測系統，以便合理分析不同終端監測得到的數據。

如圖6，7兩組電池測試結果顯示，LMD明顯不一，電池放電持續時間以及電池掉電速率也存在很大差異，因此可以判斷圖6測試組電池較圖7測試組電池老化程度更加嚴重，應當及時更換電池。圖8顯示電池監測系統準確捕捉電池低壓工作狀態同時進行充電工作。

實測結果表明，引用本監測原理的系統將對監測終端電池電壓、電池溫度、電池可用電量等全面信息進行監測，為排除因電池因素造成的終端損壞或者數據丟失發揮巨大的作用。

3 結語

通過實測監測終端的備用電池的電量狀態，結果表明本文所述方法能很清晰的記錄備用電池的充放電的電量波形，從而避免了因電池因素造成的終端損壞或者數據丟失，為雷擊故障監測終端正常使用，雷擊故障監測數據準確可靠提供保障。具有全面監測電池當前工作信息，準確反映電池工作狀態；自動識別電池低壓狀態并進行充電，不需要對戶外雷擊故障監測終端定期更換備用電池；動態設置不同生理電信號；實現雷擊故障監測終端電源備用電池監測的自動化、智能化和信息化的優點。

參考文獻

[1] 王欣欣.BES Ⅲ超導磁體電源的控制和監測[J].核電子學與探測技術，2006（2）.

[2] 吳承琴.TS-03C全固態PDM發射機電源監控原理及故障剖析[J].東南傳播，2012（5）.

[3] 許世博.基于嵌入式系統的鐵路智能電源監測系統[D].北京交通大學，2007.

電源檢測范文5

【關鍵詞】高壓絕緣子；電暈；紫外線；檢測系統

基于檢測的思想，利用日盲型光電倍增管為核心元件，研制了絕緣子紫外光脈沖檢測裝置；從電源的驅動到整套裝置的外形設計都以實用化為目標，使用虛擬儀器來編寫軟件系統，具有在線數據實時采集，同時后臺數據處理相應數據功能，此套裝置具有能夠實現非接觸式測量，不影響被測系統的正常運行和靈敏度高等特點，通過分析采集的紫外光脈沖信號來研究絕緣子表面放電的特性和規律。

1.系統構成

整個檢測系統可分為硬件和軟件兩個功能系統，系統的硬件由以下六個子功能模塊構成：光-電轉換模塊、高壓及驅動電源模塊、放電定位模塊、濾光系統、I/U轉換及脈沖信號放大及數據采集模塊。

當紫外光經過濾光系統被光電倍增管檢測到，將紫外光信號轉換成電流脈沖信經過I/U轉換和脈沖放電，信號進入數據采集系統，系統使用基于虛擬儀器的軟件對采集的數據進行分析和處理。

2.光-電轉換模塊

光電轉換模塊是檢測系統的核心，主要包括光電倍增管、分壓電路、高壓電源模塊以及電源驅動。

2.1 R2078日盲型光電倍增管

電暈放電輻射出的日盲波段紫外光信號非常微弱，必須選擇高靈敏度的紫外傳感器才能探測到該信號。綜合考慮探測器的靈敏度和探測的光譜響應范圍，本系統選擇HAMAMATMU公司的R2078日盲型光電倍增管，該光電倍增管為端窗型結構，R2078外形結構圖如圖3.2，最大陰極有效面積直徑為21ram，其光電陰極采用了極度改進型Cs.Tc陰極材料，可見光譜響應范圍為160.320nm，有著更好的日盲區響應特性，該管的典型增益高達，但其陽極暗電流卻低至15pA，陽極脈沖上升時間為1.5ns，因此它具有靈敏度高、低噪聲、響應速度快、具有極高信噪比和陰極面積大的特點，適合于放電這類脈沖信號的檢測。

R2078日盲型光電倍增管的增益和外加電壓具有密切的關系，外加電壓的大小不僅決定了光電倍增管的增益，也決定了探測的距離和紫外光脈沖的幅值。

2.2高壓模塊和驅動電源

光電倍增管需要在陰極、各個打拿極和陽極上施加直流的高壓，光陰極在光子作用下發射電子，這些電子被外電場（或磁場）加速，聚焦于第一次極，這些沖擊次極的電子能使次極釋放更多的電子，它們再被聚焦在第二次極，這樣，一般經十次以上倍增，放大倍數可達到108～1010。最后，在高電位的陽極收集到放大了的光電流。本系統采用日本濱松公司生產的小型高壓電源C9619提供加速電場， C9619高壓電源其特點是集成化高，體積小，結構緊湊，輸入電源適應范圍寬，輸出電壓連續可調，便攜式，驅動電源可采用多種形式等，一般用于小型儀器。光電倍增管對高壓供電電源的穩定性要求很高，一般要達到0.01%～0.05%，高壓電源的穩定性通常要比光電倍增管所要求的穩定性高大約10倍。

2.3分壓電路

光電倍增管的供電電路種類很多，可以根據應用的情況設計出各具特色的供電電路。本系統使用了最經典的電阻分壓式供電電路。如圖1所示為典型光電倍增管的電阻分壓式供電電路。電路由11個電阻構成電阻鏈分壓器，分別向l0級倍增極提供電壓。

圖1 典型光電倍增管的電阻分壓式供電電路

3.濾光系統

紫外線的波長范圍是40nm-400nm，高壓電氣設備放電產生的紫外線大部分波長在280nm-400nm的區域內，也有小部分波長小于280nm，太陽光中也含紫外線，由于波長小于300nm的紫外線被大氣中的臭氧所吸收，所以可以通過大氣傳輸的只有300nm-400nm的紫外線，而我們采用的紫外光電倍增管R2078探測波段為160nm-320nm，有超過300nm的部分，會受到日光中.-部分紫外光的干擾，由于這部分光線在日光中的輻射強度相對放電輻射光大很多，所以必須在前端加日盲紫外濾光片以去除這部分紫外輻射的干擾。這樣就避開了最強大的自然光源一太陽造成的復雜背景，保證了在日盲紫外波段對絕緣子放電進行探測時接收到的紫外線信號免受日光和其他因素的干擾。基于本系統的探測要求，本系統選擇了沈陽匯博公司的“太陽盲打濾光片，它是一種寬帶干涉濾光片，在整個光通范圍內的透光百分比T%為10%-20%，中心波長為252.8nm，正好位于日盲區域，半波寬度16.9nm，峰值投射率28.4%，具有良好的波長定位精度、半波帶寬精度，波形系數（矩形化程度）、峰值透射率等均達到指標。使用濾光片雖然避開了最強大的自然光源一太陽造成的復雜背景，保證了在日盲紫外波段對絕緣子放電進行探測時接收到的紫外線信號免受日光和其他因素的干擾，但也對探測系統造成一定的影響，一是紫外光透過濾光片好，信號減弱。

4.實驗結論

（1）利用日盲型光電倍增管可有效探測到棒一板間隙的電暈放電，紫外光脈沖與電暈脈沖有著良好的對應關系，可將紫外光脈沖作為研究電暈現象的重要表征參數，是一種有效的探測放電的新方法。

（2）探測距離對系統的輸出影響較大，因此在檢測放電時需要對探測距離進行標定，以便對在不同的探測距離的所得的數據進行比對。

（3）驅動電壓對光電倍增管的靈敏度起著決定性的作用，選擇合適的驅動電壓對系統的在檢測弱信號時尤為重要。

（4）放電間隙固定時，紫外光脈沖數隨這電壓的增大而增大，脈沖數變化較大，紫外脈沖的最大幅值也隨電壓的增大而增大，但其幅值變化緩慢，并且當電壓上升到接近間隙擊穿電壓（U50%）時，紫外脈沖幅值基本上不再隨電壓的改變而增大，而是保持在一定的幅值。

（5）對于不同的放電間隙，相同電壓下，間隙越小，脈沖數越多，紫外光脈沖幅值越大。

【參考文獻】

電源檢測范文6

【關鍵詞】 光幕 技術標準 檢測方法

電梯作為現代建筑中不可缺少的交通運輸工具，已與人們的日常生活息息相關。隨著電梯的大量使用，電梯安全事故越來越受到公眾的關注，其中電梯關門過程中夾人或撞擊貨物的事故發生較多，日益引起關注。早期的電梯門安全保護裝置普遍采用安全觸板開關，這種保護裝置靈敏度低、反應遲鈍，使用過程中需要撞擊到乘客才起作用，更無法識別乘客的衣裙、提兜等輕柔之物。現在較為普遍使用的是專用的電梯光幕。

1 電梯光幕結構和工作原理

電梯光幕是一種利用光電感應原理而制成的電梯門安全保護裝置，由安裝在電梯轎門兩側的紅外發射器和接收器和電源與輸出控制器三大部分組成。光幕發射端內有若干個紅外發射管，在MCU的控制下，發射接收管依次打開，一個發射頭發射出的光線被多個接受頭接收，形成多路掃描。通過這種自上而下連續掃描轎門區域，形成一個密集的紅外線保護光幕。當其中任何一束光線被阻擋時，由于無法實現光電轉化，光幕判斷有遮擋，因此輸出一個中斷信號。這個中斷信號可以是開關量的信號，也可以是高低電平的信號。控制系統接到光幕給的信號后，立即輸出開門信號，轎門即停止關閉并反轉開啟，直至乘客或阻擋物離開警戒區域后電梯門方可正常關閉，從而達到安全保護目的，這樣可避免電梯夾人事故的發生。

光幕的一邊等間距安裝有多個紅外發射管，另一邊排列著紅外接收管，每一個紅外發射管都對應著若干個紅外接收管。當紅外發射管發出的調制信號（光信號）能順利到達紅外接收管。紅外接收管接收到調制信號后，進行光電轉換，而在有障礙物的情況下，紅外發射管發出的調制信號（光信號）不能順利到達紅外接收管，這時該紅外接收管接收不到調制信號，從而無法進行光電轉換。這樣，通過對內部電路狀態進行分析就可以檢測到物體存在與否的信息。

電梯光幕分直線掃描方式和交叉掃描方式，在直線掃描模式下，單片機每次向發送端和接收端發送相同的通路選擇信號，即第一路發第一路收、第二路發第二路收、…第十五路發第十五路收、第十六路發第十六路收。而在交叉掃描模式下，單片機每次向發送端和接收端發送不同的通路選擇信號。即第一路發第二路收、第二路發第一路收、……第十五路發第十六路收、第十六路發第十五路收。相比之下，交叉掃描模式對物體的高度測量更為精確，且在檢測區域中心1/3處的檢測精度最高。最小檢測高度可縮至直線掃描模式下的2/3。但是考慮到實際需要，現在普遍使用的都是直線掃描方式的安全光幕。

2 電梯光幕的技術標準

目前我國電梯光幕的生產企業較多，產量也很大，但直到現在還沒有專門的國家標準或行業標準，與之較為接近的標準有GB/T 19436.1-2004《機械電氣安全電敏防護裝置 第1部分：一般要求和試驗》（idt IEC61496-1-2004）和GB/T 19436.2-2004《機械電氣安全電敏防護裝置 第2部分：使用有源光電防護器件（AOPDs）設備的特殊要求》（idt IEC61496-2-2004），下面對這兩個標準的對光幕的主要要求做簡單的介紹。

GB/T 19436.1-2004《機械電氣安全電敏防護裝置 第1部分：一般要求和試驗》主要規定了用于機械防護的電敏防護裝置的設計、制造和試驗的一般要求，主要包括：

（1）電源：規定了不同供電的光幕的電源的適用范圍，如采用換能裝置供電的光幕其電源電壓范圍為0.9～1.1倍額定電壓。（2）使用環境溫度和濕度。（3）電騷擾，包括電源電壓變動、電壓中斷、電快速瞬變脈沖群、浪涌沖擊、電磁場干擾、傳導騷擾、靜電放電等。（4）機械環境，包括振動、碰撞、外殼防護等要求。

GB/T 19436.2-2004《機械電氣安全電敏防護裝置 第2部分：使用有源光電防護器件（AOPDs）設備的特殊要求》規定了使用有源光電防護器件（AOPDs）設備的機械電氣安全電敏防護裝置的要求，而電梯光幕屬于這一類型的設備。該標準的主要要求包括：（1）發射/接收裝置允許的偏離角。（2）光電元件工作波長。（3）光干擾，包括不同的干擾光類型及強度。

3 電梯光幕的產品性能要求

由于以上兩個標準均為推薦性標準，且部分條款也不是專門針對電梯光幕，電梯光幕因其使用環境的特殊性，其性能參數還有其它一些具體的要求，但目前沒有專門的國家標準或行業標準，我們經過對國內外主要電梯光幕的性能參數的研究，歸納其出其主要性能參數。

3.1 光點數、光點間距、光束數和盲區

光點數指光幕的發射和接收光電器件對數，常用的有16點、32點。光點間距指發射裝置或接收裝置中光電器件的光點中心距離之最大值。光束數是指一個完整的工作周期中，光幕以幾種不同方式所形成的光束線的數量總和（如圖1所示）。光束數和光點數是兩個不同的概念，電梯光幕在設計時利用光的散射性原理，一個發射頭發射出來的光在遠距離能覆蓋到多個個接收頭，逐個掃描，這就是所謂的多路掃描。當然最上端和最下端的發射頭，都會有幾束光由于光線散射的物理原因接收不到。例如，一款光幕的光點數是32，即有32組發射和接收光電器件，每個接收管能收到7個發射管的信號，這樣的光束數即為32*7-12=212。

盲區指光幕發射端和接收端之間光束沒有經過的區域，在該區域內光幕無法檢測到阻擋物。同樣光點數的情況下增加光束數可以減小盲區，但要注意光幕的有效光束數是隨著發射端和接收端的距離變化而變化的，如下圖，TX是發散端，RX是接受端。發射端的紅外光是散射出來的。一般來說透鏡的設計是角度恒定的，所以當RX處于B處的時候，實現3路掃描；當RX處于C處時實現5路掃描。當RX處于A處時候，只能實現1路掃描，就是所謂的平行光。實際上電梯要夾人，都是在最后的 15～20CM行程中，而這時光幕的有效光束數已經減少，甚至與光點數一致了（如圖2所示）。

因此，決定光幕探測性能和成本的主要參數是光點數而不是光束數，一般普通安全等級的光幕只有16個發射、接收頭，這樣在轎門夾人的最后一段行程，將會有十幾厘米的盲區，如果手臂在該區域內不動，還是由可能被夾的，但主要乘客揮一下手臂，肯定能越過盲區，轎門會重開。安全等級高的光幕，有32個發射、接收器件，這樣在轎門夾人的最后一段行程，盲區只有不到6厘米，成年人即使手臂不動也不會夾到了。

3.2 最大有效探測距離

最大有效探測距離發射裝置與接收裝置被置于一個無外界紅外光源和反射紅外光線的空間平面內時，光幕能持續穩定地有效探測物體的情況下，發射裝置的透鏡表面與接收裝置的透鏡表面之間的最大距離。一般電梯開門寬度在2.5m之內，所以大部分電梯光幕的最大有效探測距離為3m。

3.3 安裝允差

安裝允差指光幕能確保正常工作的情況下，發射裝置和接收裝置在安裝時在垂直、水平、傾斜方向的最大允許偏差，其中垂直、水平方向允差以mm為單位，傾斜允差以角度為單位。

3.4 響應時間

從光束線被確定阻斷的那一刻到光幕對外輸出（繼電器觸點或邏輯電平等）信號時所經歷的時間為遮光響應時間。響應時間是考核電梯光幕響應速度的參數，通常為毫秒等級。

3.5 抗光干擾

光幕經受太陽光、白熾光、高頻電源激發的熒光、頻閃光以及來自相同設計的發射元件的輻射時應能正常工作。在電梯實際使用環境中，這種光干擾最大的可能是太陽光，特別是轎門有陽光直射到的電梯。

3.6 工作可靠性

帶額定負載進行探測工作100萬次，系統探測失效次數N應不大于4 。

4 電梯光幕的檢測方法

GB/T 19436.1-2004《機械電氣安全電敏防護裝置 第1部分：一般要求和試驗》中對電梯光幕的一般項目，如電源、電騷擾、振動、碰撞、等給出了具體要求，但對光幕的一些具體的產品性能參數，需要專用的檢測設備在專門環境下進行檢測。

4.1 檢測設備

可采用專用的試驗裝置或其它等效的試驗臺架，如我們研制的電梯光幕綜合性能測試裝置機械部分由鋁合金支架，水平錯位步進電機，垂直錯位步進電機，角度錯位步進電機，光柵尺，各種限位開關，伺服電機，導軌和滑輪等組成，如（圖3）所示。

該裝置能適應各種型號和尺寸的電梯光幕，測試的最大有效探測距離可達5.5m，并可實現垂直方向和水平方向錯位距離、角度錯位等多個變量的自動調節，再配與干擾光源、響應時間測量的雙通示波器等，可以測量電梯光幕的光點數、盲區、有效距離、允許錯位、響應時間、光干擾、動作可靠性等全部的項目。

4.2 測試環境

試驗場所應為頂高大于3m的室內，四周墻面應無紅外光源，無反光鏡面，無電磁輻射源和熱輻射源。室內照明光源距接收裝置的最小距離應始終大于2m。試驗環境的溫度、濕度、氣壓等應符合被測試樣品的使用環境。

4.3 檢測方法

電梯光幕的檢測項目較多，各項目可按照試驗裝置的使用說明書逐一完成，現以光幕響應時間測試為例，簡單介紹試驗方法：將光幕輸出信號接到雙通示波器的輸入1通道，將遮光物的位置開關信號接到示波器的輸入2通道，調節遮光物位置開關，使遮光物能在光幕工作區剛起作用的位置時該開關同時動作。遮光物先退出光幕工作區，再以最高速度運動進入光幕工作區并停留不少于50ms，從示波器讀取兩個階躍信號的時間差，就是遮光物進入檢測區開始，到電梯光幕輸出的時間，也就是光幕的響應時間，該時間一般為幾十毫秒，而示波器的精度為1ms，可以滿足測試的精度要求。