一种用于测量快前沿高压脉冲的电阻分压器

第２９卷第１期２０１０年１月

电工电能新技术

ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎｅｒｇｙ

Ｖ０１．２９，Ｎｏ．１

Ｊａｎ．２０１０一种用于测量快前沿高压脉冲的电阻分压器

马连英，曾正中，安小霞，钱航

（西ｊ匕核技术研究所，陕西西安７１００２４）

摘要：分析了电阻分压器中电感和对地电容对分压器响应特性的影响，在此基础上研制了一种用于测量快前沿高压脉冲的同轴型电阻分压器，介绍了分压器的制作过程，对其进行了方波响应标定，并应用于实验测量中。实验结果表明，该电阻分压器能满足测量要求，可用于幅值１０ｋＶ左右、ｎｓ前沿的短脉冲测量。

关键词：电阻分压器；快前沿脉冲；同轴结构

中图分类号：ＴＬＳ０３．９０文献标识码：Ａ文章编号：１００３－３０７６（２０１０）０１－００５８－０４

１引言

在高功率脉冲技术领域，如何准确地测量高压快前沿脉冲信号是人们不断研究的课题，采用分压器是一种应用很广泛的测量手段。当高压信号脉宽达ｎｓ量级时，要求分压器具有良好的响应特性和稳定性，因此，研制高性能的高压脉冲分压器很有必要。

在某实验中，需要在线监测一个幅值约１０ｋＶ，上升前沿小于２ｎｓ，脉宽几十ｎｓ的方波脉冲，此方波脉冲由ＳＹＶ５０－５同轴电缆输出。为了不影响实际的实验系统，在进行在线监测时，要求分压器的输入阻抗足够高。

目前，实验室中测量高压脉冲的电阻分压器普遍采用硫酸铜水电阻两极分压构型ｒｌ引，总阻值较大：长度均在十几、几十公分，耐压高，但无法连接同轴电缆进行测量；常用的标准分压器输入端采用同轴连接方式，但输入阻抗为５０１１，且耐压较低（直流时仅为３ｋＶ），无法满足实验要求。因此，需要研制专用的具有较高耐压和高输入阻抗的分压器。

２电阻分压器原理及分析

电阻分压器由高压臂电阻尺．和低压臂电阻尺：构成，设待测电压为ｙ。，理想情况下，分压器低压臂上的电压Ｋ为：

Ｒ．

％２矿磊Ｈ（１）实际上，电阻分压器中总是存在着电感工。和杂散电容Ｃ。（主要考虑对地电容），假设不考虑杂散电

容Ｃ。的存在，则分压器等效电路如图１（ａ）所示，此

时，分压器低压臂上的电压Ｋ为¨１：

Ｋ＝箍【１－ｅ一半】（２）由上式看出，由于Ｌ。的存在使得输出电压发生畸

变，￡。越小则畸变越小。假设待测电压脉冲的上升时间为ｔ。，在设计电阻分压器时，Ｌ。的选择应满足下式‘引：

若％＜孟（３）

Ｒ．＋Ｒ，。２０

…７如果电阻分压器的回路电感Ｌ。忽略不计，分压器等效电路如图１（ｂ）所示，Ｃ。表示分压器的总的对地电容。此时，分压器低压臂上的电压也为Ｈ］：Ｋ＝箍【１＋２妻（＿１ｍ。赫】（４）

由于对地电容Ｃ。的存在，测量电压Ｋ的上升时间比实际的要大，在设计电阻分压器时，Ｃ。（ＲＩ＋Ｒ２）应满足下式Ｈ３：

Ｃ５（ＲＩ＋Ｒ２）＜ｔｒ／０．２３（５）综合上述分析与推导，在设计电阻分压器时，应尽量满足（３）式和（５）式。

３电阻分压器的设计及标定

实际的方波脉冲由同轴电缆输出，因此，拟设计

同轴式电阻分压器。

３．１电阻分压器中电阻的选择

收稿日期：２００９－０４－０９

作者简介：马连英（１９６７．），女，陕西籍，副研究员，主要从事脉冲功率技术方面的研究工作。万方数据