电磁测量线路与仪器的屏蔽防护PDF电子书下载

绪论 1

第一章　屏蔽保护的基本概念 3

一、屏蔽保护的目的、任务和对象 3

（一）屏蔽保护的目的 3

（二）屏蔽保护的任务 5

（三）屏蔽保护的对象 5

二、干扰源的分类和干扰信号进入被干扰对象的途径 6

（一）干扰源的分类 6

（二）干扰信号进入被干扰对象的途径 7

三、减小干扰信号引起误差的基本方法 8

（一）干扰信号引起的误差 8

（二）用增加中间变量的办法减小误差 8

（三）用减小绝对误差的办法减小误差 8

（四）干扰信号△X0和绝对误差△X的关系 9

第二章　直流测量线路的屏蔽保护 11

一、串联电路干扰的基本形式及其误差 11

（一）串联电路干扰的基本形式 11

（二）漏电流产生的测量误差 12

（三）结论 13

二、电流表检定电路的屏蔽方法 14

（一）屏蔽方法 14

（二）对测量端绝缘电阻的要求 15

（三）屏蔽的结构 16

三、电压表测量线路的屏蔽方法 17

（一）屏蔽方法 17

（二）漏电产生的误差 18

（三）对电压表测量线路的绝缘要求 19

四、电位屏蔽及等电位屏蔽 20

（一）电位屏蔽 20

（二）等电位屏蔽 23

五、直流分压器的屏蔽方法 25

（一）直流分压器对绝缘电阻的要求 25

（二）直流分压器的屏蔽结构 26

（三）直流分压器的分段屏蔽方法 27

（四）分段屏蔽方法的改进 29

六、兆欧表的等电位屏蔽结构及绝缘电阻测量的等电位屏蔽方法 31

（一）兆欧表的等电位屏蔽结构 31

（二）绝缘电阻测量的等电位屏蔽方法 31

七、标准电池检定电路的等电位屏蔽方法 32

（一）漏电对标准电池检定电路的影响 32

（二）标准电池检定电路的屏蔽方法 33

八、并联电路干扰的基本形式 33

（一）并联电路干扰的基本形式 33

（二）干扰电动势引起的误差 34

（三）结论 35

九、电流表中消除引线电阻所产生的测量误差的方法 35

（一）引线电阻产生的误差 35

（二）消除引线电阻引起误差的方法 36

十、热电动势及消除办法 37

（一）热电动势产生的原因 37

（二）消除热电动势的方法 37

十一、分析电测线路干扰源的方法举例 41

（一）电位差计测量电路干扰的分析方法 42

（二）电桥测量电路干扰的分析方法 43

第三章　直流电位差计和直流电桥的屏蔽保护 45

一、端钮数和干扰的关系 45

（一）端钮数和独立变量的关系 45

（二）端钮数和干扰的关系 48

二、绝缘隔离和屏蔽隔离 49

（一）从端钮的观点看绝缘和屏蔽的本质 49

（二）绝缘隔离和屏蔽隔离 50

（三）绝缘-屏蔽-绝缘隔离法 51

（四）屏蔽材料的电阻不为零对绝缘-屏蔽-绝缘隔离的影响 52

三、直流电位差计的绝缘要求及屏蔽结构 53

（一）补偿线路的绝缘要求 53

（二）直流电位差计的屏蔽结构 54

四、用电位差计和直流分压器测量电压时的屏蔽方法 56

（一）外界电源流向电位差计的漏电电流对电位差计工作的影响 56

（二）电位差计线路对屏蔽漏电时，对电位差计工作的影响 57

（三）屏蔽的连接方法 59

（四）电位差计工作电源的屏蔽方法 60

五、电位差计检定电流表、电压表电路的屏蔽方法 62

（一）电流表检定电路的屏蔽方法 62

（二）电压表检定电路的屏蔽方法 63

六、用一台电位差计测量几个电压电路的屏蔽方法 64

（一）测量多组电压电路的屏蔽方法 64

（二）测量多组极性变化的电源电路的屏蔽方法 65

七、对使用电位差计的测量电路绝缘电阻的要求及其测量方法 66

（一）对绝缘电阻的假设 67

（二）漏电产生误差的基本形式和漏电电流的途径 67

（三）电位差计输出端电阻的特点 68

（四）对被测电源的绝缘要求 69

（五）考虑到电位差计输出端电阻的影响，对电位差计绝缘电阻所提出的要求 70

（六）电位差计系统绝缘电阻的测量方法 74

八、直流电桥测量线路的屏蔽方法 75

（一）直流电桥线路中的干扰源和等效线路 76

（二）对电桥电路绝缘电阻的要求 77

（三）带有辅助支路的电桥电路 79

（四）直流电桥的屏蔽结构 79

九、静电感应的屏蔽方法 80

（一）静电感应产生的机理 80

（二）静电感应的屏蔽方法 81

十、冲击法测磁装置的屏蔽实例 82

（一）漏电对测磁装置的影响 82

（二）测磁装置漏电电导的等效电路 83

（三）漏电电流的通路及其对测量的影响 84

（四）装置的屏蔽保护方法 87

第四章　交流测量线路的屏蔽保护 90

一、交流测量线路干扰的特点 90

（一）交流测量线路中干扰信号的来源与直流测量线路的区别 90

（二）交流阻抗与直流电阻 90

二、无定向结构 92

（一）无定向结构的定义 92

（二）理想的无定向结构和实际的无定向结构 92

（三）短路扼流圈构成的无定向结构 94

三、导线的屏蔽方法 96

（一）两根导线之间容性漏电产生的误差 96

（二）减小导线之间容性漏电的方法 97

（三）两根导线之间互感耦合的屏蔽方法 99

（四）高电压导线的屏蔽方法 101

（五）大电流载流导线的屏蔽方法 101

四、阻抗元件的定义及其所受干扰的来源 103

（一）阻抗元件的定义 103

（二）影响阻抗元件阻抗值的因素 104

五、交流电阻及其频率误差 105

（一）交流电阻的等效电路 105

（二）交流电阻的频率误差 106

（三）交流电阻使用的频率范围 108

（四）γX、γR和θ之间的关系 109

六、减小电阻时间常数的工艺措施 110

（一）减小时间常数的基本方法 110

（二）减小L6和C6的工艺方法 110

七、电感、电容元件及其频率误差 112

（一）电感线圈的等效电路及使用的频率范围 112

（二）电感线圈频率误差的计算举例 113

（三）电容器的等效电路及使用的极限频率范围 115

八、阻抗元件的屏蔽及等效电路 118

（一）两端钮阻抗屏蔽的等效电路 118

（二）四端钮阻抗的无定向结构 120

（三）在高压下工作的两端钮阻抗的屏蔽 121

九、屏蔽对电阻元件电阻值的影响 122

（一）屏蔽对电阻元件电阻值影响的计算 122

（二）屏蔽对电阻时间常数的影响 125

（三）屏蔽的电容对电阻时间常数的补偿作用 128

十、屏蔽对电感、电容元件数值的影响 129

（一）屏蔽对电感线圈的影响 129

（二）屏蔽对电容元件的影响 130

十一、阻抗元件串联和并联的屏蔽方法 131

（一）阻抗元件串联后的等效电路 131

（二）阻抗元件串联的屏蔽方法 132

（三）阻抗元件串联受屏蔽影响的等效电路 133

（四）两种不同性质的阻抗串联时屏蔽对阻抗值的影响 137

（五）阻抗元件并联的屏蔽方法 139

（六）四端钮阻抗并联的等效电路 139

（七）电阻元件串联和并联后时间常数的改变 140

十二、交流电阻箱、电感箱和电容箱的屏蔽方法 141

（一）引线电感对交流电阻箱时间常数的影响 141

（二）电阻箱的内部接线方法 142

（三）电阻箱的屏蔽与线路的连接方法 145

（四）电容箱的内部连接方法 146

（五）电感籍的内部连接方法 149

第五章　电场、磁场和电磁场干扰源及其屏蔽 150

一、静电场和恒流磁场干扰源 150

（一）静电场的产生和它的性质 150

（二）恒流磁场的产生和它的性质 151

（三）运动电荷产生的电场 152

二、交变电磁场干扰源 153

（一）交变电磁场的产生及特性 153

（二）似稳场 154

（三）辐射场 154

（四）电磁波的传播及辐射场中的波阻抗 154

（五）似稳场的传播及似稳场中的波阻抗 156

（六）交变电磁场对测量线路或仪器的干扰 157

三、静电场、恒流磁场和低频似稳场的屏蔽方法 158

（一）静电场的屏蔽方法 158

（二）恒流磁场的屏蔽方法 159

（三）低频似稳场的屏蔽方法 161

四、电磁波的屏蔽方法 162

（一）电磁波的屏蔽方法及屏蔽系数 162

（二）电磁波的吸收损耗 163

（三）电磁波的反射损耗 165

（四）结论 166

五、似稳场的屏蔽方法 168

（一）似稳场的吸收损耗和反射损耗 168

（二）似稳场的总损耗 170

六、屏蔽体的缝隙和孔洞对屏蔽效果的影响 170

（一）缝隙和孔洞影响屏蔽效果的原因 170

（二）减小孔洞和缝隙对屏蔽效果影响的方法 171

七、磁屏蔽和静电屏蔽的应用举例 171

（一）电源变压器的屏蔽方法 171

（二）感应分压器的屏蔽方法 173

（三）隔离式三绕组感应分压器的屏蔽方法 176

（四）电流比较仪的屏蔽方法 178

第六章　交流电桥的屏蔽保护 180

一、交流电桥线路干扰信号的来源、通路和选择屏蔽方法的依据 180

（一）交流电桥线路干扰的来源 180

（二）干扰信号的通路 180

（三）选择屏蔽方法的依据 180

二、四臂电桥顶点对地导纳引起的误差及其消除的办法 181

（一）四臂电桥顶点对地漏电产生的误差 181

（二）卡尔瓦罗定理 182

（三）用辅助支路满足卡尔瓦罗定理要求的条件的方法 183

（四）对辅助支路调节细度的要求 185

三、电桥线路的屏蔽方法 189

（一）电桥线路的屏蔽方法 189

（二）对称变压器的应用 194

（三）辅助支路和屏蔽同时采用的电桥线路 195

四、交流电桥指零仪的屏蔽方法 196

（一）指零仪接地 196

（二）指零仪的等电位屏蔽法 196

（三）带有辅助支路的指零仪等电位屏蔽法 197

（四）带有运算放大器的指零仪屏蔽方法 198

五、根据被测阻抗的工作条件选择电桥的屏蔽方法 198

（一）相邻臂带有并联支路的电桥的性质 198

（二）相对臂带有并联支路的电桥的性质 200

（三）固有阻抗测量的屏蔽方法 201

（四）工作阻抗测量的屏蔽方法 202

（五）局部阻抗测量的屏蔽方法 202

六、有纯电阻比例臂的交流电桥的屏蔽方法举例 203

（一）电感电桥的屏蔽方法 203

（二）电容电桥的屏蔽方法 204

七、欧文电桥的屏蔽方法举例 207

（一）分布参数对欧文电桥的影响 207

（二）欧文电桥的屏蔽方法 208

八、麦克斯韦电桥和西林电桥的屏蔽方法举例 211

（一）麦克斯韦电桥的屏蔽方法 211

（二）西林电桥的屏蔽方法 211

九、变压器电桥的特点及其屏蔽方法举例 214

（一）四臂电桥测量三端钮电容时产生的误差 214

（二）变压器电桥的特点及屏蔽方法 215

第七章　电测量仪表的屏蔽保护 219

一、电测量仪表的工作、干扰和屏蔽的特点 219

（一）电测量仪表的工作特点 219

（二）电磁机械式仪表和数字式仪表在性能上的差别 219

（三）串模干扰源及其对电测量仪表的影响 220

（四）共模干扰源及其对电测量仪表的影响 220

（五）两种电测量仪表在屏蔽保护方面的特点 222

二、电磁机械式仪表的屏蔽保护方法 223

（一）电磁机械式仪表的干扰源及屏蔽方法 223

（二）磁电系仪表的屏蔽方法 224

（三）电磁系仪表的屏蔽方法 225

（四）电动系仪表的屏蔽方法 225

（五）静电系仪表的屏蔽方法 227

三、数字仪表中对串模干扰的屏蔽方法 227

（一）屏蔽串模干扰的一般原则 227

（二）用滤波器减小串模干扰引起的误差 228

（三）用测量平均值的原理消除对称的串模干扰引起的误差 228

（四）对输入回路中热电动势的抑制方法 229

四、数字仪表中对共模干扰的屏蔽方法 229

（一）屏蔽共模干扰的一般原则 229

（二）用差分放大器减小共模干扰 229

（三）用仪表浮地法减小共模干扰 230

（四）用被测信号源浮地法减小共模干扰 233

（五）用中和变压器减小共模干扰 235

（六）用双层屏蔽减小共模干扰 237

五、工频供电电源在指示仪表中产生的共模干扰 240

（一）单层屏蔽的工业电网供电仪器的等效电路 240

（二）单层屏蔽的仪器工作时工业电网电压引起的干扰 242

六、工业电网供电仪器的双层屏蔽 244

（一）双层屏蔽的工业电网供电仪器的等效电路 244

（二）双层屏蔽的仪器运行时工业电网电压引起的干扰 244

七、电源变压器的屏蔽方法 248

（一）电源变压器完整的屏蔽方法 248

（二）变压器屏蔽的简化 248

（三）从减小漏电的观点分析整流电路 249

第八章　XF1、XF1a和XF1b型交、直流精密电表校验装置的屏蔽保护系统 251

一、XF1、XF1a和XF1b型交、直流精密电表校验装置的工作原理 251

（一）YY4和YY10型热电比较仪的原理电路 251

（二）交、直流电压回路系统 254

（三）交、直流电流回路系统 255

（四）交、直流功率回路系统 256

二、直流测量系统、热电比较仪和交流电源的屏蔽方法 257

（一）直流测量系统的屏蔽方法 257

（二）热电比较仪的屏蔽方法 259

（三）交流供电电源的屏蔽方法 259

三、交、直流电压回路系统的屏蔽方法 261

（一）XF1型装置交、直流电压回路系统的屏蔽方法 261

（二）XF1与XF1a型装置交、直流电压回路系统屏蔽的区别 264

（三）XF1a型装置在屏蔽方面的缺陷 264

（四）XF1b型装置在屏蔽方面的改进 266

（五）连接导线和寄生参数引起的干扰 266

四、交、直流电流回路系统的屏蔽方法 269

（一）交、直流电流回路系统的屏蔽方法 269

（二）电流和电压回路系统接地点的区别 272

（三）电流回路系统连接导线的屏蔽方法 272

五、XF1、XF1a和XF1b型装置测量功率时的屏蔽方法 273

（一）XF1a型装置测量功率时的屏蔽方法 273

（二）热电比较仪测量功率时电源漏电产生的误差 273

（三）漏电电流的性质及减小漏电电流的方法 276

六、XF1、XF1a和XF1b型装置使用时应注意的几个问题 282

（一）直流电位差计工作电源的选择 282

（二）装置直流供电电源的选择 282

（三）装置交流供电电源使用注意事项 282

（四）装置工作时屏蔽系统连接一览表 282

第九章　分析和测量干扰信号的基本方法 284

一、分析和测量干扰信号的一般原则 284

（一）分析干扰信号的一般原则 284

（二）干扰信号和干扰信号引起的误差的测量方法 285

二、测量方法举例 286

（一）绝缘阻抗的测量方法 287

（二）漏电电流的测量方法 289

（三）分布电容的测量方法 290

（四）交流漏磁通的测量方法 290

参考文献 292