СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК G01R31/62 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к устройству для испытания преобразователя напряжения, например, индуктивного преобразователя напряжения или преобразователя напряжения малой мощности (англ. Low Power Voltage Transformer, LPVT - трансформатор малой мощности), и к соответствующему способу испытания преобразователя напряжения.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В связи с изменением топологии сетей распределения и передачи электроэнергии в сторону децентрализации производства электроэнергии количество электронных компонентов значительно увеличивается. Так называемая «зеленая» энергия (от ветряных электростанций, солнечных электростанций и других альтернативных источников энергии) значительно возрастает. Генерируемая таким образом электрическая энергия часто подается в сети распределения и передачи с помощью полупроводниковых технологий. Энергия из этих источников часто зависит от изменений окружающей среды, и поэтому любое изменение времени суток или погоды оказывает прямое влияние на ряд операций переключения, необходимых для контроля стабильности сети. Кроме того, на сеть оказывает влияние растущее количество нагрузок, основанных на технологиях с электронным управлением, таких как силовая электроника или приводы переменной частоты. Вследствие упомянутых влияний могут возникать повышенные импульсы переходного напряжения, высшие гармоники, низшие гармоники или напряжения смещения с напряжением постоянного тока до нескольких кГц. Такие явления можно регистрировать или соответственно контролировать только с помощью высоковольтных измерений, имеющих соответственно высокий уровень точности, в частности в диапазоне от постоянного тока до частоты в несколько кГц.

С этой целью в качестве измерительных преобразователей для измерения переменных напряжений в области электроэнергетики могут быть использованы преобразователи напряжения. Функция преобразователя напряжения заключается в пропорциональном преобразовании измеряемого высокого напряжения в более низкие значения напряжения. Это более низкое напряжение, например значение около 100 В, передается на устройства измерения напряжения, счетчики энергии и аналогичные устройства, например, для целей измерения или защиты. Преобразователь напряжения может быть реализован как индуктивный (так называемый обычный) преобразователь напряжения или как преобразователь напряжения малой мощности (так называемый LPVT, Low Power Voltage Transformer или LPIT, Low Power Instrument Transformer).

LPVT могут иметь разное выполнение. Помимо омического делителя напряжения и емкостного делителя напряжения (недемпфируемого и демпфируемого), доступны также омически-емкостные делители напряжения в самых разных вариантах. Омически-емкостные преобразователи напряжения состоят из двух параллельно включенных делителей напряжения, один из которых является емкостным делителем напряжения, а другой - омическим делителем напряжения. Как емкостной делитель напряжения, так и омический делитель напряжения обычно состоят как минимум из двух элементов, соединенных последовательно. Параллельное соединение этих двух делителей напряжения также известно как RC-делитель. Один конец RC-делителя соединен с измеряемым высоким напряжением, а другой конец - с массой. На точке съема между RC-делителем присутствует более низкое напряжение, пропорциональное измеряемому высокому напряжению, которое можно подать на вольтметр. Ошибки в омически-емкостном преобразователе напряжения могут быть вызваны дефектами омически-емкостного делителя напряжения. Причины дефектов конденсаторов емкостного делителя напряжения могут быть различными, например, попадание влаги в изоляцию.

Индуктивные преобразователи напряжения по своей конструкции аналогичны трансформаторам. Они состоят из первичной обмотки, которая электрически соединена с измеряемым высоким напряжением, и вторичной обмотки, которая гальванически развязана, но по соображениям безопасности обычно через односторонне заземление соединена с подключенными устройствами. Ошибки в индуктивном преобразователе напряжения могут возникать, например, вследствие дефектов изоляции обмоток, вследствие смещения витков обмоток или вследствие дефектов железного сердечника, магнитно связывающего первичную обмотку и вторичную обмотку.

Традиционные технологии преобразователей напряжения в основном используются во всем мире, но количество LPVT значительно увеличивается, поскольку их пригодность для измерения качества сети является более высокой.

Благодаря своей внутренней структуре преобразователи напряжения (как обычные преобразователи напряжения, так и LPVT) имеют выраженную частотно-зависимую характеристику передачи. Приложениям для регистрации вышеупомянутых явлений и, следовательно, для мониторинга качества сети требуется информация об этой частотно-зависимой характеристике передачи. Определены соответствующие методы измерения и методы оценки для определения и оценки свойств передачи и, следовательно, пригодности LPVT и обычных преобразователей напряжения для измерения качества сети энергоснабжения. Поскольку для этих методов измерения требуется очень громоздкое электрическое оборудование, эти методы измерения, по существу, выполняются поставщиком или, что с соответственно большими затратами, по месту. Как правило, выбирают эталонную установку, способную измерять частоты до 9 кГц. Для определения частотной характеристики обычных преобразователей напряжения используется так называемый двухчастотный метод, который обеспечивает предварительную линеаризацию сердечника с помощью основной гармоники 50 Гц. Высокочастотные компоненты модулируются на эту основную гармонику.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Существует потребность в расширении возможностей испытания преобразователей напряжения, как обычных преобразователей напряжения, так и LPVT, особенно с помощью способов и устройств, которые можно легко применять непосредственно на месте.

Согласно настоящему изобретению предложено устройство для испытания преобразователя напряжения и способ испытания преобразователя напряжения, как определено в независимых пунктах формулы изобретения. Зависимые пункты формулы содержат варианты осуществления изобретения.

Устройство согласно изобретению для испытания преобразователя напряжения содержит анализатор частотной характеристики и преобразователь импеданса. Анализатор частотной характеристики предназначен для измерения электрической передаточной функции в заданном диапазоне частот. Анализатор частотной характеристики имеет выход испытательного сигнала, вход опорного сигнала и вход ответного сигнала.

На выходе испытательного сигнала анализатор частотной характеристики может выдавать испытательный сигнал для испытуемого преобразователя напряжения. Испытательный сигнал может, например, включать в себя сигнал напряжения с заданным напряжением и переменной частотой. Частоту можно изменять, например, в диапазоне от 1 Гц до 30 МГц, в частности в диапазоне от 20 Гц до 2 МГц. Напряжение может находиться, например, в диапазоне нескольких вольт, например в диапазоне 5-300 В. Напряжение может составлять, например, 10 В. Напряжение может, например, включать переменное напряжение, например, с напряжением 10 В_пп (размах, от пика до пика). Выход испытательного сигнала может включать в себя вывод для коаксиального кабеля, при этом испытательный сигнал выводится на внутренний проводник коаксиального кабеля, а внешний проводник коаксиального кабеля соединяется с массой. На испытуемом преобразователе напряжения внутренний проводник подключается к контактному выводу преобразователя напряжения, например, на первичной стороне преобразователя напряжения, а внешний проводник соединяется с массой преобразователя напряжения. Это может уменьшить или предотвратить воздействие от сигналов помех из окружающей среды на испытательный сигнал.

Анализатор частотной характеристики может принимать опорный сигнал через вход опорного сигнала. Например, вход опорного сигнала может быть соединен с тем же контактному выводу преобразователя напряжения, на который подается испытательный сигнал. Вход опорного сигнала может включать в себя вывод для коаксиального кабеля, при этом опорный сигнал принимается через внутренний проводник коаксиального кабеля, а внешний проводник соединяется с массой. На преобразователе напряжения этот внутренний проводник соединяется с тем же выводом, на который подается испытательный сигнал, а внешний проводник соединяется с массой преобразователя напряжения. Испытательный сигнал, подаваемый в преобразователь напряжения, может быть точно определен на входе опорного сигнала и использован в качестве опорного сигнала. На основании этого опорного сигнала можно точно определить передаточную функцию преобразователя напряжения.

На входе ответного сигнала анализатор частотной характеристики может принимать ответный сигнал, который генерируется испытываемым преобразователем напряжения в ответ на выдаваемый испытательный сигнал. Вход ответного сигнала имеет заранее определенный входной импеданс, например 50 Ом.

Анализатор частотной характеристики может, например, представлять собой устройство, используемое для проверочного испытания силовых преобразователей с использованием анализа частотной характеристики (SFRA - Sweep Frequency Response Analysis). Такой анализатор частотных характеристик может быть сконструирован таким образом, чтобы его мог транспортировать оператор, например, как портативное устройство в чемодане.

Преобразователь импеданса имеет вход преобразователя импеданса и выход преобразователя импеданса. Вход преобразователя импеданса имеет регулируемый входной импеданс. Выход преобразователя импеданса соединен с входом ответного сигнала анализатора частотной характеристики и имеет выходной импеданс, согласованной с входным импедансом входа ответного сигнала. Вход преобразователя импеданса может быть соединен, например, с другим выводом преобразователя напряжения, например, с выводом на вторичной стороне преобразователя напряжения. Вход преобразователя импеданса может включать в себя вывод для коаксиального кабеля, при этом вывод вторичной стороны преобразователя напряжения соединен с внутренним проводником коаксиального кабеля, а внешний проводник коаксиального кабеля соединен с массой как на преобразователе напряжения, так и на преобразователе импеданса. Таким образом, преобразователь импеданса получает выходной сигнал от преобразователя напряжения, который он выдает в ответ на испытательный сигнал, и направляет этот выходной сигнал в качестве ответного сигнала на вход ответного сигнала анализатора частотной характеристики, при этом импеданс согласуется соответствующим образом.

Таким образом, устройство основано на подходе метода SFRA и использует, например, измерительное устройство SFRA в качестве анализатора частотной характеристики. В принципе, как обычные, так и LPVT преобразователи напряжения могут иметь любой импеданс, который, как правило, не соответствует входному импедансу входа ответного сигнала измерительного устройства SFRA. Например, вход ответного сигнала измерительного устройства SFRA, т.е. анализатора частотной характеристики, может иметь заданный входной импеданс 50 Ом, тогда как обычные преобразователи напряжения могут иметь импеданс в диапазоне до нескольких 100 Ом, а LPVT могут даже иметь импеданс до нескольких мегаом. Выходной импеданс на выходе испытательного сигнала анализатора частотной характеристики может составлять 50 Ом, а входной импеданс входа опорного сигнала анализатора частотной характеристики может составлять 50 Ом. Однако, вход ответного сигнала является критическим путем при определении частотно-зависимых характеристик передачи обычных преобразователей напряжения и LPVT. Это означает, что отклонение импеданса на вторичной стороне преобразователя напряжения от входного импеданса измерителя SFRA приведет к неточным определениям частотно-зависимых передаточных характеристик преобразователя напряжения. Чтобы избежать этого, преобразователь импеданса подключается между преобразователем напряжения и входом ответного сигнала. Выходной импеданс выхода преобразователя импеданса согласуется с входным импедансом входа ответного сигнала. Входной импеданс входа преобразователя импеданса может быть отрегулирован в соответствии с выходным импедансом преобразователя напряжения. Входной импеданс входа преобразователя импеданса может регулироваться, например, в диапазоне от 30 Ом до 100 МОм, предпочтительно в диапазоне от 50 Ом до 100 МОм. Выходной импеданс преобразователя импеданса совпадает с входным импедансом входа ответного сигнала, поэтому происходит согласование импеданса на обеих сторонах преобразователя импеданса. Таким образом, в оптимальных условиях (например, при номинальной нагрузке преобразователя напряжения) можно измерить частотно-зависимые характеристики передачи преобразователя напряжения.

Согласно одному варианту осуществления устройство, содержащее анализатор частотной характеристики и преобразователь импеданса, может быть выполнено в виде мобильного портативного устройства. Мобильный и портативный в этом контексте означает, что устройство может переносить один человек и хранить, например, в чемодане или сумке. Устройство может, например, иметь вес в несколько килограммов, например, в диапазоне от одного до 10 кг.

Согласно одному варианту осуществления устройство содержит по меньшей мере одну батарею, которая выполнена для предоставления электрической энергией для работы анализатора частотной характеристики и/или преобразователя импеданса. Например, для анализатора частотной характеристики может быть предусмотрена аккумуляторная батарея, а для преобразователя импеданса - еще одна аккумуляторная батарея. Также может быть предусмотрена общая (аккумуляторная) батарея для питания анализатора частотной характеристики и преобразователя импеданса. Батарею, например, можно разместить вместе с анализатором частотной характеристики и преобразователем импеданса в вышеупомянутом чемодане или сумке, чтобы все устройство, включая батарею и, при необходимости, соответствующие соединительные кабели, было мобильным и портативным. Это означает, что устройство для испытания преобразователей напряжения можно быстро и легко использовать в самых разных местах, охватывающих большие участки или всю сеть энергоснабжения.

В другом варианте преобразователь импеданса имеет усилитель с регулируемым усилением. Это позволяет регулировать и согласовывать ответные сигналы от испытуемого преобразователя напряжения, с диапазоном измерения анализатора частотных характеристик. Кроме того, можно испытывать большое количество различных преобразователей напряжения, которые могут иметь широкий диапазон различных характеристик передачи между первичной и вторичной сторонами.

Изобретение относится также к способу испытания преобразователя напряжения. В способе предоставляется анализатор частотной характеристики, который предназначен для измерения электрической передаточной функции в заданном диапазоне частот. Анализатор частотной характеристики включает в себя выход испытательного сигнала для вывода испытательного сигнала для преобразователя напряжения, вход опорного сигнала для приема опорного сигнала, который подается на преобразователь напряжения для испытания преобразователя напряжения, и вход ответного сигнала с заранее заданным входным импедансом для приема ответного сигнала от преобразователя напряжения. Кроме того, предусматривается преобразователь импеданса, который имеет вход преобразователя импеданса с переменно регулируемым входным импедансом и выход преобразователя импеданса. Выход преобразователя импеданса имеет выходной импеданс, согласованный с входным импедансом входа ответного сигнала анализатора частотной характеристики. Другими словами, выход преобразователя импеданса имеет, по существу, тот же импеданс, что и вход ответного сигнала анализатора частотной характеристики, т.е. происходит согласование импеданса. Выход преобразователя импеданса соединен с входом ответного сигнала анализатора частотной характеристики. Наконец, входной импеданс входа преобразователя импеданса регулируется в соответствии с импедансом испытуемого преобразователя напряжения, так что также обеспечивается согласование импеданса между испытуемым преобразователем напряжения и входом преобразователя импеданса. За счет согласования импеданса между испытуемым преобразователем напряжения и входом преобразователя импеданса, а также между выходом преобразователя импеданса и входом ответного сигнала можно точно определить передаточную функцию преобразователя напряжения.

Согласно одному варианту осуществления способ может предусматривать калибровку анализатора частотной характеристики, преобразователя импеданса и используемых измерительных линий. Способ включает, например, соединение выхода испытательного сигнала с входом опорного сигнала и входом преобразователя импеданса через измерительные линии, которые подключены к выходу испытательного сигнала, входу опорного сигнала или соответственно входу преобразователя импеданса. Например, первый конец первой измерительной линии может быть подключен к выходу испытательного сигнала, первый конец второй измерительной линии может быть подключен к входу опорного сигнала, а первый конец третьей измерительной линии может быть подключен к входу преобразователя импеданса. Вторые концы трех измерительных линий соединены между собой. Если измерительные линии представляют собой коаксиальные кабели, внутренние проводники вторых концов трех измерительных линий соединяют друг с другом, и внешние проводники вторых концов трех измерительных линий соединяют друг с другом. Выход преобразователя импеданса подключен, как описано ранее, к входу ответного сигнала анализатора частотной характеристики.

Через выход испытательного сигнала выводят множество испытательных сигналов с различными частотами. Соответствующее множество калибровочных значений регистрируют на входе опорного сигнала и на входе ответного сигнала. Понятно, что на входе ответного сигнала испытательный сигнал, выдаваемый через выход испытательного сигнала, регистрируют через преобразователь импеданса, т.е. через третью измерительную линию, подключенную к входу преобразователя импеданса, и через связь между выходом преобразователя импеданса и входом ответного сигнала. Каждое калибровочное значение из множества калибровочных значений соотносят с соответствующим испытательным сигналом из множества испытательных сигналов или соответствующей частотой соответствующего испытательного сигнала.

Каждое калибровочное значение из множества калибровочных значений может, например, представлять собой амплитуду сигнала напряжения на входе опорного сигнала, амплитуду сигнала напряжения на входе ответного сигнала, соотношение между амплитудой сигнала напряжения на входе опорного сигнала и амплитудой сигнала напряжения на входе ответного сигнала, и/или разность фаз между сигналом напряжения на входе опорного сигнала и сигналом напряжения на входе ответного сигнала.

На основании калибровочных значений можно отрегулировать, например, усиление усилителя преобразователя импеданса, чтобы, например, учесть падение напряжения на измерительных линиях при последующих измерениях на преобразователе напряжения. Разности фаз, вызванные измерительными линиями, также можно учитывать при последующих измерениях на преобразователе напряжения.

После калибровки соединения между вторыми концами измерительных линий снова разъединяют.

Например, для испытания преобразователя напряжения можно определить передаточную функцию преобразователя напряжения на разных частотах. Передаточная функция может, например, включать в себя соотношение напряжений между напряжением на входной стороне и напряжением на выходной стороне преобразователя напряжения в заранее определенном диапазоне частот. Альтернативно или дополнительно, передаточная функция может включать в себя, например, сдвиг фазы между напряжением на входной стороне и напряжением на выходной стороне преобразователя напряжения в заранее определенном диапазоне частот.

Например, согласно одному варианту осуществления выход испытательного сигнала и вход опорного сигнала могут быть подключены к первому контактному выводу преобразователя напряжения через соответствующие измерительные линии. Первый вывод преобразователя напряжения может, например, быть выводом на входной стороне, например, первичной стороне преобразователя напряжения. Кроме того, вход преобразователя импеданса можно подключить ко второму контактному выводу преобразователя напряжения через измерительную линию. Второй вывод преобразователя напряжения может быть, например, выводом на выходной стороне, например, вторичной стороне преобразователя напряжения. Множество испытательных сигналов выдают на разных частотах через выход испытательного сигнала и подают на преобразователь напряжения. Например, может выдаваться сигнал с определенным напряжением, частота которого меняется во времени. Например, может выдаваться переменное напряжение постоянной амплитуды, частота которого непрерывно проходит через заданный диапазон, например диапазон от нескольких герц до нескольких мегагерц, например диапазон от 20 Гц до 2 МГц. Такие сигналы также известны как СВИП (Sweep) или ЧИРП (Chirp).

В то время как испытательные сигналы выдают через выход испытательного сигнала, множество измеренных значений регистрируют на входе опорного сигнала и на входе ответного сигнала. Понятно, что для регистрации измеренных значений на входе ответного сигнала сигналы поступают от преобразователя напряжения через вход преобразователя импеданса, преобразователь импеданса, включая усилитель, выход преобразователя импеданса и соединение между выходом преобразователя импеданса и входом ответного сигнала. Каждому измеренному значению из множества измеренных значений соотносят соответствующий испытательный сигнал из множества испытательных сигналов. Каждое измеренное значение из множества измеренных значений может представлять собой, например, амплитуду сигнала напряжения на входе опорного сигнала, амплитуду сигнала напряжения на входе ответного сигнала, соотношение между амплитудой сигнала напряжения на входе опорного сигнала и амплитудой сигнала напряжения на входе ответного сигнала, а также разность фаз между сигналом напряжения на входе опорного сигнала и сигналом напряжения на входе ответного сигнала.

Используемые измерительные линии, а также выводы, на которых измерительные линии соединяются с преобразователем напряжения и с устройством, обычно имеют импеданс, который может зависеть от частоты. Чтобы как можно точнее определить передаточную функцию преобразователя напряжения, желательно учесть и рассчитать влияние этих (зависящих от частоты) импедансов. Точная информация о соответствующих импедансах иногда недоступна или может быть изменена, например, из-за разной геометрии соединений или разной прокладки измерительных линий. Если, как описано выше, были определены калибровочные значения, эти калибровочные значения можно использовать для коррекции зарегистрированных измеренных значений, чтобы, по меньшей мере, в основном учесть влияние на измеренные значения со стороны (частотно-зависимых) импедансов измерительные линии. Согласно одному варианту осуществления измеренное значение из множества измеренных значений корректируется с использованием соответствующего калибровочного значения, причем измеренное значение и соответствующее калибровочное значение соотнесены с соответствующим испытательным сигналом с одинаковой частотой. Например, для соответствующей частоты соответствующее калибровочное значение, соотнесенное с этой частотой, может быть вычтено из измеренного значения, соотнесенного с этой частотой.

Поскольку осуществляется коррекция измеренных значений с использованием калибровочных значений, в следующих вариантах осуществления измеренные значения предпочтительно относятся к измеренным значениям, скорректированным с использованием калибровочных значений.

Согласно одному варианту осуществления ошибка соотношения напряжений между ожидаемым сигналом напряжения и измеренным сигналом напряжения на разных частотах определяется на основе множества измеренных значений. Ожидаемый сигнал напряжения может быть определен, например, на основе сигнала напряжения на входе опорного сигнала и коэффициента преобразования напряжения преобразователя напряжения. Например, для разных частот на основе амплитуды сигнала напряжения на входе ответного сигнала и на основе амплитуды сигнала напряжения на входе опорного сигнала, принимая во внимание коэффициент преобразования преобразователя напряжения, может быть определена соответствующая ошибка соотношения напряжений. Кроме того, на основе измеренных значений можно определить сдвиг фазы на разных частотах. Например, сдвиг фазы между сигналом напряжения на входе ответного сигнала и сигналом напряжения на входе опорного сигнала может быть определен для разных частот.

Ошибка соотношения напряжений или соответственно сдвиг фазы на различных частотах могут отображаться на устройстве отображения, соединенным с анализатором частотной характеристики. Устройство отображения может представлять собой, например, соединенное с анализатором частотной характеристики устройство отображения на ноутбуке, планшетном ПК или смартфоне.

Кроме того, могут быть определены характеристические значения преобразователя напряжения на основе множества определенных измеренных значений. К характеристическим значениям преобразователя напряжения относятся, например, частота при ошибке соотношения напряжений 2%, частота при ошибке соотношения напряжений 5%, частота при ошибке соотношения напряжений 10%, резонансная частота, и/или ошибка соотношения напряжения на частоте 50 Гц.

Характеристические значения преобразователя напряжения также могут отображаться на устройстве отображения, соединенным с анализатором частотной характеристики, и сохраняться, например, для долговременного контроля, например, на ноутбуке, планшетном ПК или смартфоне.

На основании ошибки соотношения напряжений и смещения фаз, а также характеристических значений можно определить состояние преобразователя напряжения, например, путем сравнения с соответствующими целевыми значениями или соответствующими значениями во время ввода в эксплуатацию или путем наблюдения за изменением этих значений в течение более длительного периода времени. Это дает возможность определить, в исправном ли состоянии преобразователь напряжения.

Описанный выше способ можно осуществить, например, с использованием описанного выше устройства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Изобретение поясняется более подробно далее со ссылкой на чертежи с использованием предпочтительных вариантов осуществления. На чертежах одинаковые ссылочные позиции обозначают идентичные элементы.

На фиг. 1 схематически показано устройство для испытания преобразователя напряжения согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения в сочетании с испытуемым традиционным преобразователем напряжения.

На фиг. 2 схематически показано устройство для испытания преобразователя напряжения по фиг. 1 в сочетании с испытуемым LPVT (например, омически-емкостным делителем напряжения).

На фиг. 3 показаны этапы способа испытания преобразователя напряжения согласно варианту осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Настоящее изобретение поясняется далее более подробно с использованием предпочтительных вариантов осуществления, со ссылками на фигуры. На фигурах одинаковые ссылочные номера обозначают одинаковые или аналогичные элементы. Фигуры представляют собой схематические изображения различных вариантов осуществления изобретения. Элементы, показанные на фигурах, не обязательно изображены в масштабе. Более того, различные элементы, показанные на фигурах, воспроизведены таким образом, что их функция и назначение понятны специалистам в данной области техники.

Соединения и связи между функциональными блоками и элементами, показанные на фигурах, могут быть реализованы как прямые или непрямые соединения или связи. Соединение или связь может быть реализовано проводным или беспроводным способом.

Способы и устройства испытания преобразователя напряжения подробно описаны далее. На состояние обычного преобразователя напряжения (т.е. индуктивного преобразователя напряжения) могут влиять дефекты обмоток, например, нарушения изоляции или смещения обмоток. На состояние LPVT могут влиять дефекты конденсаторов или омических компонентов RC-делителя напряжения. Причины этих дефектов могут быть разными, например, проникновение влаги в изоляцию. Испытание преобразователя напряжения может способствовать предотвращению неправильного управления сетью передачи энергоснабжения вследствие ошибочных измеренных значений преобразователя напряжения или предотвратить полный выход из строя преобразователя напряжения. Полный выход из строя может поставить под угрозу другие части объекта или людей.

На фиг. 1 схематически показан обычный индуктивный преобразователь 10 напряжения. Преобразователь 10 напряжения содержит трансформатор 11, который расположен в корпусе 12. Трансформатор 11 включает в себя первичную обмотку 13 и вторичную обмотку 14. Первичная обмотка 13 и вторичная обмотка 14 определяют коэффициент Ü преобразования трансформатора 11. Один конец первичной обмотки 13 подключен к контактному выводу 15, а другой конец первичной обмотки 13 подключен к контактному 19, который соединен с массой. Вторичная обмотка 14 соединена с двумя выводами 17 и 18. Ссылочная позиция 16 обозначает массовое соединение корпуса 12. Выходной импеданс преобразователя 10 напряжения, который может быть измерен, например, на выводах 17 и 18, по существу определяется вторичной обмоткой 14 и может, например, быть в пределах от нескольких Ом до нескольких сотен Ом или нескольких килоом.

На фиг. 1 дополнительно показано устройство 50 для испытания преобразователя 10 напряжения. Устройство 50 включает в себя анализатор 60 частотной характеристики и преобразователь 70 импеданса. Анализатор 60 частотной характеристики и преобразователь 70 импеданса показаны на фиг. 1 как два отдельных блока, но они могут быть выполнены как одно целое или хотя бы интегрированы в общий корпус.

Анализатор 60 частотной характеристики включает в себя устройство 63 генерации сигнала с выходным импедансом 62, которое предназначено для выдачи испытательного сигнала с переменной частотой и заданным напряжением на выходе 61 испытательного сигнала. Испытательным сигналом может быть, например, низковольтный сигнал с напряжением, например, 10 В. Устройство 63 генерации сигнала может, например, выдавать синусоидальное напряжение с постоянно возрастающей частотой, например, в диапазоне частот от 10 Гц до 10 МГц или, например, в диапазоне от 20 Гц до 2 МГц.

Анализатор 60 частотной характеристики дополнительно включает в себя устройство 66 регистрации опорного сигнала с входным импедансом 65, которое соединено с входом 64 опорного сигнала.

Кроме того, анализатор 60 частотной характеристики включает в себя устройство 69 регистрации измерительного сигнала с входным импедансом 68, которое соединено с входом 67 ответного сигнала.

Анализатор 60 частотной характеристики может представлять собой устройство, которое можно использовать для измерения SFRA (Sweep Frequency Response Analysis) на силовых трансформаторах. Выходной импеданс 62 и входные импедансы 65, 68 могут составлять, например, 50 Ом.

В то время как анализатор 60 частотной характеристики, например, выдает синусоидальное испытательное напряжение с непрерывно возрастающей частотой на выходе 61 испытательного сигнала, анализатор 60 частотной характеристики может принимать опорный сигнал на входе 64 опорного сигнала и ответный сигнал на входе 67 ответного сигнала и ставить в соответствие ответный сигнал к опорному сигналу.

Анализатор 60 частотной характеристики может, например, снабжаться электрической энергией от батареи 90 для работы анализатора 60 частотной характеристики.

Устройство 50 дополнительно содержит преобразователь 70 импеданса. Преобразователь 70 импеданса имеет вход 71 преобразователя импеданса с регулируемым входным импедансом 72. Входной импеданс 72 может быть отрегулирован, например, в диапазоне от нескольких Ом до нескольких МОм. Входной импеданс можно, например, регулировать в диапазоне от 1 Ом до 10 МОм. Преобразователь 70 импеданса дополнительно содержит усилитель 73, например операционный усилитель, с регулируемым усилением. Усиление можно регулировать в диапазоне от 1 до нескольких тысяч, например до 2000 или 10000. Выход усилителя 73 подключен к выходу 75 преобразователя импеданса через выходной импеданс 74. Выходной импеданс 74 может быть, например, равным входному импедансу 68 анализатора 60 частотной характеристики, например составлять 50 Ом. Преобразователь 70 импеданса может, например, снабжаться электрической энергией от батареи 91 для работы преобразователя 70 импеданса. Батареи 90, 91 могут быть предоставлены как отдельные батареи или как общая батарея. Батареи 90, 91 могут быть перезаряжаемыми батареями. Альтернативно или дополнительно, анализатор 60 частотной характеристики и преобразователь 70 импеданса могут получать электроэнергию через сетевой блок питания.

Для испытания преобразователя 10 напряжения первичная обмотка 13 трансформатора связывается с выходом 61 испытательного сигнала и входом 64 опорного сигнала. Соответствующие линии 81, 82, которые также обычно называют измерительными линиями, могут быть выполнены, например, в виде коаксиальных кабелей. Каждый из внешних проводников коаксиальных кабелей 81, 82 соединен с массой на анализаторе 60 частотной характеристики, например, через корпус анализатора 60 частотной характеристики. На преобразователе 10 напряжения каждый из внешних проводников коаксиальных кабелей 81, 82 подключен к массе 16 корпуса. Внутренний проводник коаксиального кабеля 81 соединен с выводом 61 испытательного сигнала на анализаторе 60 частотной характеристики, и на преобразователе 10 напряжения - с выводом 15, который связан с первичной обмоткой 13 трансформатора 11. Внутренний проводник коаксиального кабеля 82 соединен с входом 64 опорного сигнала на анализаторе 60 частотной характеристики и с выводом 15 на преобразователе напряжения 10. Через вход 64 опорного сигнала устройство 66 регистрации опорного сигнала регистрирует испытательный сигнал от устройства 63 генерации сигнала, по мере его подачи в преобразователь 10 напряжения, т.е. с учетом любых помех или потерь, вызванных передачей по коаксиальному кабелю 81. Понятно, что линии 81, 82 могут быть реализованы любым другим способом, например в виде витых пар или отдельных линий, которые передают только испытательный сигнал или соответственно опорный сигнал, но не создают массового соединения. В этом случае соответствующее массовое соединение может быть установлено через отдельное соединение между устройством 50 и преобразователем 10 напряжения.

Другая линия 83, в частности измерительная линия, например, коаксиальный кабель, соединяет вторичную сторону преобразователя напряжения 10 с входом 71 преобразователя импеданса. Например, на преобразователе 10 напряжения внутренний проводник коаксиального кабеля 83 может быть присоединен через вывод 17 одной стороны вторичной обмотки 14 трансформатора 11, а внешний проводник коаксиального кабеля 83 может быть присоединен через вывод 18 другой стороны вторичной обмотки 14. вывод 18 также можно соединить с массой. На преобразователе 70 импеданса внутренний проводник коаксиального кабеля 83 может быть соединен с входом 71 преобразователя импеданса, а внешний проводник коаксиальной линии 83 может быть соединен с массой, например, через корпус преобразователя импеданса 70.

Выход 75 преобразователя импеданса соединен с входом 67 ответного сигнала через линию 84, в частности, дополнительную измерительную линию, например, коаксиальный кабель. Например, на преобразователе импеданса 70 внутренний проводник коаксиального кабеля 84 может быть соединен с выходом 75 преобразователя импеданса, а внешний проводник коаксиального кабеля 84 может быть соединен с массой, например, через корпус преобразователя 70 импеданса. На анализаторе 60 частотной характеристики внутренний проводник коаксиального кабеля 84 может быть соединен с входом 67 ответного сигнала, а внешний проводник коаксиального кабеля 84 - с массой, например, через корпус анализатора 60 частотной характеристики.

Линии 83, 84 могут быть реализованы любым другим способом, например, как витые линии или как отдельные линии, которые передают только ответный сигнал от преобразователя 10 напряжения на преобразователь 70 импеданса или соответственно согласованный по импедансу ответный сигнал от преобразователя 70 импеданса к анализатору 60 частотной характеристики, но не образуют массового соединения. Соответствующее массовое соединение может быть установлено через отдельные соединения между преобразователем 10 напряжения, преобразователем 70 импеданса и анализатором 60 частотной характеристики.

На фиг. 2 схематически изображен преобразователь 20 напряжения омически-емкостного типа LPVT. Преобразователь 20 напряжения включает последовательно соединенные два конденсатора 21 и 22, которые работают как емкостные делители напряжения. Последовательное соединение соединяется с выводами 15 и 19. Параллельно ему включен резисторный делитель 23 и 24. Таким образом, выходной импеданс преобразователя 20 напряжения, которое можно измерить на выводах 17 и 18, по существу определяется конденсатором 22 и резистором 24. В отличие от выходного импеданса преобразователя 10 напряжения, показанного на фиг.1, которое может находится в диапазоне от нескольких ом до нескольких килоом, выходной импеданс преобразователя 20 напряжения находится в диапазоне от нескольких 100 килоом до нескольких мегаом. Коэффициент преобразования напряжения омически-емкостного преобразователя 20 напряжения определяется как емкостями С₁ и С₂ конденсаторов 21 или соответственно 22, так и омическими значениями R₁ и R₂ резисторов 23 или соответственно 24. Комплексная передаточная функция с комплексным напряжением между выводами 15 и 16 и комплексным напряжением между выводами 17 и 18 составляет:

Показанный на фиг. 2 омически-емкостный преобразователь 20 напряжения подключается к устройству 50 с помощью измерительных линий 81-83 так же, как и индуктивный преобразователь 10 напряжения, показанный на фиг. 2.

Со ссылкой на фиг. 3 ниже будет подробно описан способ 300 испытания преобразователя напряжения с использованием устройства 50, показанного на фиг. 1 и 2.

На этапе 301 анализатор 60 частотной характеристики и преобразователь 70 импеданса размещают рядом с преобразователем напряжения, подлежащим испытании. Преобразователь напряжения может, например, включать в себя индуктивный преобразователь 10 напряжения, показанный на фиг. 1, или омически-емкостный преобразователь 20 напряжения, показанный на фиг. 2. На этапе 302 выход 75 преобразователя импеданса 70 соединяют со входом 67 ответного сигналом анализатора 60 частотной характеристики через линию 84. Как описано ранее, выходной импеданс 74 преобразователя 70 импеданса на выходе 75 преобразователя импеданса по существу соответствует входному импедансу 68 анализатора 60 частотной характеристики на входе 67 ответного сигнала.

В зависимости от подлежащего испытании преобразователя 10, 20 напряжения, на этапе 303 задается входной импеданс 72 преобразователя 70 импеданса. Выходной импеданс преобразователя 10, 20 напряжения может быть либо зарегистрирован путем измерения, либо снят с паспортной таблички преобразователя напряжения, либо определен по ней, например, по нагрузке, указанной на паспортной табличке преобразователя напряжения.

При необходимости, калибровку устройства 50 можно выполнять на этапах 304-306 с учетом измерительных линий 81-83. Для этого на этапе 304 можно установить (настроить) конфигурацию калибровки. Линию 81 подключают к выходу 61 испытательного сигнала, линию 82 подключают к входу 64 опорного сигнала, а линию 83 подключают к входу 71 преобразователя импеданса. Три свободных конца линий 81, 82 и 83 соединяют непосредственно друг с другом. Если линии 81, 82 и 83 являются коаксиальными кабелями, то внутренние проводники кабелей 81, 82 и 83 непосредственно соединяют друг с другом, и отдельно от этого, внешние проводники кабелей 81, 82 и 83 непосредственно соединяют друг с другом. На этапе 305 испытательные сигналы генерируют устройством 63 генерации сигналов и выдают через выход 61 испытательного сигнала. Испытательные сигналы могут включать в себя, например, так называемые ЧИРП-сигналы, например, сигнал, частота которого изменяется во времени. Испытательные сигналы могут, например, включать в себя так называемые СВИП-сигналы, т.е. переменное напряжение постоянной амплитуды, частота которого периодически и непрерывно проходит через заданный диапазон. Испытательные сигналы могут включать в себя, например, сигналы напряжения с амплитудой в пределах нескольких вольт, например, 10 В.

Пока испытательные сигналы выдаются на этапе 305, соответствующие калибровочные значения, например, сигналы напряжения, регистрируют на этапе 306 на входе 64 опорного сигнала и (через преобразователь 50 импеданса) на входе 67 испытательного сигнала. Свойства передачи, в частности линии 82, линии 83, преобразователя 70 импеданса и линии 84, могут быть определены путем анализа калибровочных значений и впоследствии использованы для коррекции измеренных значений при испытании преобразователя 10, 20 напряжения. Калибровочное значение может, например, содержать сигнал напряжения на входе опорного сигнала, а дополнительное калибровочное значение может, например, содержать сигнал напряжения на входе ответного сигнала. Дополнительные калибровочные значения можно определить на основе зарегистрированных калибровочных значений. Например, соотношение амплитуд между амплитудой сигнала напряжения на входе опорного сигнала и амплитудой сигнала напряжения на входе ответного сигнала может быть определено как дополнительное калибровочное значение. Например, разность фаз между сигналом напряжения на входе опорного сигнала и сигналом напряжения на входе ответного сигнала может быть определена как дополнительное калибровочное значение. Зарегистрированные и дополнительно определенные калибровочные значения могут быть зарегистрированы при разных частотах или соответственно определены для разных частот и соотнесены с разными частотами. Например, соответствующие соотношения амплитуд и разности фаз могут быть соотнесены с некоторыми или всеми из множества различных частот, на которых выдавался испытательный сигнал.

По окончании калибровки непосредственно соединенные концы линий 81, 82 и 83 отсоединяют друг от друга.

Затем, на этапе 307, регулируется усиление усилителя 73 преобразователя 70 импеданса. Например, при регулировке усиления можно принять во внимание результаты предыдущей калибровки. Например, можно определить соотношение амплитуд при определенной частоте или среднее значение соотношений амплитуд в определенном диапазоне частот, чтобы отрегулировать усиление усилителя 73 так, чтобы соотношение амплитуд было по существу сбалансированным. Кроме того, при регулировке усиления усилителя 73 можно учитывать коэффициент преобразования преобразователя напряжения, а также входную чувствительность входа ответного сигнала, так что ожидаемый на основе испытательного сигнала диапазон напряжения на выходе преобразователя 10 напряжения находится в пределах диапазона измерения устройства 69 регистрации измерительного сигнала и также использует его в максимально возможной степени.

На этапе 308 устанавливается тестовая конфигурация для преобразователя 10 или соответственно 20 напряжения. Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, выход 61 испытательного сигнала связан через линию 81 с выводом 15 преобразователя 10 или соответственно 20 напряжения. Если линия 81 содержит еще и массовое соединение, то ее подключают к массе 16 корпуса 12 преобразователя 10, 20 напряжения. Вход 64 опорного сигнала также соединен с выводом 15 преобразователя 10, 20 напряжения через линию 82, и, если линия 82 содержит массовое соединение, то ее соединяют с выводом 16 (масса) корпуса 12 преобразователя 10, 20 напряжения. Преобразователь 71 импеданса соединяют с выводом 17 преобразователя 10, 20 напряжения через линию 83 и, если линия 83 содержит массовое соединение, ее соединяют с выводом 18 корпуса 12 преобразователя 10, 20 напряжения. Следует обратить внимание на то, что линия 84 по-прежнему соединяет выход 75 преобразователя импеданса с входом 67 ответного сигнала анализатора 60 частотной характеристики.

На этапе 309 испытательные сигналы генерируют устройством 63 генерации сигналов и выдают на первичную обмотку преобразователя 10, 20 напряжения через выход 61 испытательного сигнала и линию 81. Испытательные сигналы могут включать в себя, например, так называемые ЧИРП-сигналы, например, сигнал, частота которого изменяется во времени. Испытательные сигналы могут, например, включать в себя так называемые СВИП-сигналы, т.е. переменное напряжение постоянной амплитуды, частота которого периодически и непрерывно проходит через заданный диапазон. Испытательные сигналы могут включать в себя, например, сигналы напряжения с амплитудой в пределах нескольких вольт, например, 10 В. Возможны и другие испытательные сигналы, например, сигналы постоянной частоты, сигналы переменной амплитуды, импульсные сигналы и подобное.

В то время как испытательные сигналы выдаются на этапе 309, соответствующие измеренные значения, например, сигналы напряжения, регистрируют на этапе 310 на входе 64 опорного сигнала и (через преобразователь 50 импеданса) на входе 67 испытательного сигнала посредством устройства 66 регистрации опорного сигнала или соответственно устройства 69 регистрации измерительного сигнала. Характеристики передачи преобразователя 10, 20 напряжения могут быть определены путем анализа этих измеренных значений, например, с помощью устройства обработки (не показано) (например, микропроцессора с соответствующей памятью) анализатора 60 частотной характеристики. Если ранее описанная калибровка была выполнена, на этапе 311 зарегистрированные измеренные значения можно скорректировать с помощью калибровочных значений. В частности, можно корректировать таким образом влияние линии 82, линии 83, преобразователя 70 импеданса и линии 84 на зарегистрированные измеренные значения.

Измеренные значения могут включать, например, сигнал напряжения на входе опорного сигнала и сигнал напряжения на входе ответного сигнала. Дополнительные значения можно определить по зарегистрированным измеренным значениям. Например, может быть определено соотношение амплитуд между амплитудой сигнала напряжения на входе опорного сигнала и амплитудой сигнала напряжения на входе ответного сигнала. Кроме того, может быть определена разность фаз между сигналом напряжения на входе опорного сигнала и сигналом напряжения на входе ответного сигнала. Зарегистрированные измеренные значения и дополнительно определенные значения могут быть зарегистрированы на разных частотах или соответственно определены для разных частот и соотнесены с разными частотами. Например, соответствующие соотношения амплитуд и разности фаз могут быть соотнесены с некоторыми или всеми из множества различных частот, на которых выдавался испытательный сигнал.

Соотношение амплитуд и/или разность фаз можно скорректировать, используя соответствующие калибровочные значения. Коррекция может осуществляться для соответствующей частоты, с которой соотнесено соотношение амплитуд или соответственно разность фаз.

На основе измеренных значений, определенных таким образом, и дополнительно определенных значений можно определить передаточную функцию преобразователя напряжения. Например, на этапе 312 может быть определена ошибка соотношения напряжений преобразователя напряжения; в частности, ошибки соотношения напряжений могут быть определены для различных частот, на которых испытательный сигнал подавался в преобразователь напряжения. Кроме того, на этапе 312 может быть определен сдвиг фазы преобразователя напряжения для различных частот. На этапе 313 ошибка соотношения напряжений и/или сдвиг фазы могут отображаться на устройстве отображения, например, в форме диаграммы в зависимости от частоты. Устройство отображения может, например, представлять собой устройство отображения ноутбука, планшетного ПК или смартфона, подключенного к устройству 50.

Кроме того, на этапе 314 характеристические значения преобразователя 10, 20 напряжения могут быть рассчитаны и переданы для отображения на основе определенных измеренных значений и дополнительно определенных значений. Характеристическим значением преобразователя 10, 20 напряжения может быть, например, частота с ошибкой соотношения напряжений 2%. Например, начиная с номинальной частоты 50 Гц, можно определить, до какой более высокой частоты ошибка соотношения напряжений составляет менее 2%. Частота, на которой ошибка соотношения напряжений впервые составляет 2% или более, может отображаться как соответствующее характеристическое значение. Соответствующее характеристическое значение можно определить, например, начиная с номинальной частоты 50 Гц в сторону меньших частот. Дальнейшими характеристическими значениями преобразователя напряжения может быть, например, частота с ошибкой соотношения напряжений 5% или 10%. Другим характеристическим значением преобразователя напряжения может быть резонансная частота преобразователя 10, 20 напряжения, например, частота, при которой достигается наибольшая выходная амплитуда при постоянной входной амплитуде или выходной сигнал имеет фазовый угол 90° к входному сигналу. Ошибку соотношения напряжений при номинальной частоте, например, при 50 Гц, можно определить как еще одно характеристическое значение.

Таким образом, комбинация анализатора 60 частотной характеристики и преобразователя 70 импеданса обеспечивает возможность испытания как обычных индуктивных преобразователей 10 напряжения, так и LPVT преобразователей 20 напряжения. Кроме того, такой анализатор 60 частотной характеристики может быть выполнен вместе с преобразователем 70 импеданса в виде компактного портативного устройства, так что такие испытания можно легко проводить на месте.

Описанный способ подходит для измерений на месте, так что целостность и характеристика передачи проверяются в смонтированном состоянии (например, во время приемки на месте или во время планового измерения) и критические частоты (например, при ошибках соотношения напряжений 2%, 5%, 10%) можно проверить или соответственно отобразить во времени. Кроме того, этот способ также подходит для производителей в производственном процессе, поскольку используемое устройство 50 является компактным и легким и поэтому может быть легко интегрировано в производственный процесс. Кроме того, используемые уровни напряжения являются низкими, что может снизить риски для обслуживающего персонала. Само по себе измерение является очень точным, особенно благодаря согласованию импедансов и, при необходимости, калибровке.

Преобразователь 70 импеданса не только обладает тем свойством, что он согласует импеданс с номинальной нагрузкой преобразователя 10, 20 напряжения, но также усиливает сигнал, прикладываемый на вторичной стороне преобразователя 10, 20 напряжения. Кроме того, это измерительное устройство имеет то преимущество, что соединение между преобразователем 70 импеданса и вторичной обмоткой преобразователя 10, 20 напряжения может сохраняться коротким, чтобы избежать отражений. С другой стороны преобразователя импеданса достигается согласование импеданса (50 Ом). Кроме того, с помощью этого измерительного устройства калибровку усиления/фазы можно выполнить простым способом, например, как калибровку измерительной установки.

Изобретение относится к испытаниям преобразователей напряжения. Сущность: устройство (50) для испытания преобразователя (10, 20) напряжения содержит анализатор (60) частотной характеристики и преобразователь (70) импеданса. Анализатор частотной (60) характеристики предназначен для измерения электрической передаточной функции в заданном диапазоне частот. Анализатор (60) частотной характеристики имеет выход (61) испытательного сигнала для выдачи испытательного сигнала преобразователю (10, 20) напряжения, вход (64) опорного сигнала для приема опорного сигнала, подаваемого на преобразователь (10, 20) напряжения для испытания преобразователя (10, 20) напряжения, и вход (67) ответного сигнала с заданным входным импедансом (68) для приема ответного сигнала от преобразователя (10, 20) напряжения. Преобразователь (70) импеданса содержит вход (71) преобразователя импеданса, который имеет переменный входной импеданс (72), который можно регулировать в соответствии с импедансом преобразователя (10, 20) напряжения, и выход (75) преобразователя импеданса, который соединен с входом (67) ответного сигнала и имеет выходной импеданс (74), согласованный с входным импедансом (68) входа (67) ответного сигнала. Технический результат: расширение возможностей испытания, снижение уровня напряжения повышение точности измерения, упрощение калибровки. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для испытания преобразователя напряжения, содержащее:

- анализатор (60) частотной характеристики, который выполнен для измерения электрической передаточной функции в заданном диапазоне частот, при этом анализатор (60) частотной характеристики включает в себя выход (61) испытательного сигнала для вывода испытательного сигнала для преобразователя (10, 20) напряжения, вход (64) опорного сигнала для приема опорного сигнала, подаваемого на преобразователь (10, 20) напряжения для испытания преобразователя (10, 20) напряжения, и вход (67) ответного сигнала с заданным входным импедансом (68) для приема ответного сигнала от преобразователя (10, 20) напряжения, и

- преобразователь (70) импеданса с входом (71) преобразователя импеданса, имеющим переменный входной импеданс (72), регулируемый в соответствии с импедансом преобразователя (10, 20) напряжения, и выходом (75) преобразователя импеданса, который связан с входом (67) ответного сигнала и имеет выходной импеданс (74), согласованный с входным импедансом (68) входа (67) ответного сигнала.

2. Устройство по п. 1, в котором входной импеданс (72) входа (71) преобразователя импеданса регулируется в диапазоне от 30 Ом до 100 МОм, предпочтительно в диапазоне от 50 Ом до 100 МОм.

3. Устройство по п. 1 или 2, в котором заданный входной импеданс (68) входа (67) ответного сигнала анализатора (60) частотной характеристики составляет 50 Ом.

4. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором выходной импеданс (62) на выходе (61) испытательного сигнала анализатора (60) частотной характеристики составляет 50 Ом, а входной импеданс (65) входа (64) опорного сигнала анализатора (60) частотной характеристики составляет 50 Ом.

5. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором устройство (50) содержит по меньшей мере одну батарею (90, 91), которая выполнена для обеспечения электрической энергии для работы анализатора (60) частотной характеристики и/или преобразователя (70) импеданса.

6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором устройство (50) выполнено в виде мобильного портативного устройства.

7. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором преобразователь (70) импеданса содержит усилитель (73) с регулируемым усилением.

8. Способ испытания преобразователя напряжения, при этом способ (300) включает:

- предоставление (301) анализатора (60) частотной характеристики, который выполнен для измерения электрической передаточной функции в заданном диапазоне частот, при этом анализатор (60) частотной характеристики имеет выход (61) испытательного сигнала для вывода испытательного сигнала для преобразователя (10, 20) напряжения, вход (64) опорного сигнала для приема опорного сигнала, который подается на преобразователь (10, 20) напряжения для испытания преобразователя (10, 20) напряжения, и вход (67) ответного сигнала с заданным входным импедансом (68) для приема ответного сигнала от преобразователя (10, 20) напряжения,

- предоставление (301) преобразователя (70) импеданса с входом (71) преобразователя импеданса, который имеет переменно регулируемый входной импеданс (72), и выходом (75) преобразователя импеданса, который имеет выходной импеданс (72), согласованный с входным импедансом (68) входа (67) ответного сигнала,

- связывание (302) выхода (75) преобразователя импеданса с входом ответного (67) сигнала, и

- регулировка (303) входного импеданса (72) преобразователя (70) импеданса в соответствии с импедансом (10, 20) преобразователя напряжения.

9. Способ по п. 8, дополнительно включающий:

- соединение (304) выхода (61) испытательного сигнала с входом (64) опорного сигнала и входом (71) преобразователя импеданса через измерительные линии (81-83), которые присоединены к выходу (61) испытательного сигнала, входу (64) опорного сигнала или соответственно входу (71) преобразователя импеданса,

- выдачу (305) нескольких испытательных сигналов через выход (61) испытательного сигнала на разных частотах, и

- регистрацию (306) множества калибровочных значений на входе (64) опорного сигнала и входе (67) ответного сигнала через преобразователь (70) импеданса и вход (71) преобразователя импеданса, причем каждое калибровочное значение из множества калибровочных значений соотносят с соответствующим испытательным сигналом из множества испытательных сигналов.

10. Способ по п. 9, в котором каждое калибровочное значение из множества калибровочных значений содержит по меньшей мере одно из следующих значений:

амплитуда сигнала напряжения на входе (64) опорного сигнала,

соотношение между амплитудой сигнала напряжения на входе (64) опорного сигнала и амплитудой сигнала напряжения на входе (67) ответного сигнала, и

разность фаз между сигналом напряжения на входе (64) опорного сигнала и сигналом напряжения на входе (67) ответного сигнала.

11. Способ по п. 9 или 10, дополнительно включающий:

- регулировку усиления (307) усилителя (73) преобразователя (70) импеданса в зависимости от по меньшей мере одного из нескольких калибровочных значений.

12. Способ по любому из пп. 8-11, дополнительно включающий:

- соединение (308) выхода (61) испытательного сигнала и входа (64) опорного сигнала через измерительные линии (81, 82) с первым выводом (15) преобразователя (10, 20) напряжения и соединение (308) входа (71) преобразователя импеданса через измерительную линию (83) со вторым выводом (17) преобразователя (10, 20) напряжения,

- выдачу (309) нескольких испытательных сигналов через выход (61) испытательного сигнала на разных частотах, и

- регистрацию (310) нескольких измеренных значений на входе (64) опорного сигнала и входе (67) ответного сигнала через преобразователь (70) импеданса и вход (71) преобразователя импеданса, причем каждое измеренное значение из множества измеренных значений соотносят с соответствующим испытательным сигналом из нескольких испытательных сигналов.

13. Способ по п. 12, в котором каждое измеренное значение из множества измеренных значений содержит по меньшей мере одно из следующих значений:

амплитуда сигнала напряжения на входе (64) опорного сигнала,

соотношение между амплитудой сигнала напряжения на входе (64) опорного сигнала и амплитудой сигнала напряжения на входе (67) ответного сигнала, и

разность фаз между сигналом напряжения на входе (64) опорного сигнала и сигналом напряжения на входе (67) ответного сигнала.

14. Способ по п. 12 или 13, дополнительно включающий:

- корректировку (311) измеренного значения из нескольких измеренных значений с использованием калибровочного значения, причем измеренное значение и калибровочное значение соотнесены с соответствующим испытательным сигналом с одинаковой частотой.

15. Способ по любому из пп. 12-14, дополнительно включающий:

- определение (312) ошибки соотношения напряжений и/или сдвиг фазы на разных частотах на основе нескольких измеренных значений, и

- отображение (313) ошибки соотношения напряжений и/или сдвиг фазы на различных частотах на устройстве отображения, соединенном с анализатором (60) частотной характеристики.

16. Способ по любому из пп. 12-15, дополнительно включающий:

- определение (314) характеристических значений преобразователя (10, 20) напряжения на основе нескольких измеренных значений, причем характеристические значения содержат по меньшей мере одно значение из группы, включающей:

- частота с ошибкой соотношения напряжений 1%,

- частота с ошибкой соотношения напряжений 5%,

- частота с ошибкой соотношения напряжений 10%,

- резонансная частота и

- ошибка соотношения напряжений на частоте 50 Гц.