PRBTEK PKV3020 高压衰减棒直流高压实测应用案例

一、项目背景与测试痛点

客户概况

国内储能设备研发制造企业，主营 1500V 储能 PCS、大功率直流高压电源、高压绝缘老化试验台，实验室常态化开展 0~18kV 直流稳态电压、母线纹波、耐压冲击测试。此前使用进口高压衰减棒，长期存在多项测试短板：

1.采购周期长、单品采购成本高，多实验室批量配置投入大；

2.0~2kV 低压直流区间测量偏差大，高压母线上叠加的小幅高频纹波波形失真严重；

3.原厂线缆绝缘层耐用性差，长期高压工况下绝缘余量不足，单人操作安全隐患突出。

核心测试需求

1.安全采集 0~18kV 直流稳态电压，额定耐压预留 2kV 以上安全余量；

2.同步还原直流高压叠加 kHz 级交流纹波，带宽 DC~100MHz，幅频响应满足 0±3dB；

3.全量程直流测量误差控制在 ±3% 以内，完整捕捉断电瞬间高压放电尖峰；

4.兼容市面通用数字示波器，无需更换现有测量主机，实现国产探头替代降本。

整套测试设备清单

二、PKHV3020 适配直流高压测量核心优势

1.充足直流耐压冗余：额定耐受 DC 20kV，客户 18kV 极限测试工况留有安全余量，支持单次 30min 连续高压稳态测量；

2.精密 1000:1 阻容分压结构：最高 18kV 高压衰减至 18V 低压信号，完美匹配示波器低压输入量程；

3.超低负载效应：200MΩ 高输入阻抗搭配 1.5pF 极低输入电容，测量高内阻直流高压源时不会拉低被测电压，无负载压降失真；

4.DC~100MHz 平坦通带 0±3dB：直流静态分量、叠加高频纹波可同步完整还原，AM 调幅类复合高压信号无包络畸变；

5.高压安全绝缘设计：高亮黄色高压警示外壳、一体式陶瓷高压探针、2 米加长耐高压绝缘线缆，符合 EN61010 CAT II 安规标准。

三、标准化直流高压测试操作流程

前置高压安全规范（强制执行）

1.全程佩戴绝缘手套，站立绝缘垫，保证台面、手部干燥无积水油污；

2.严格遵守操作顺序：先可靠接地，后搭接高压；先断电放电，再拆除探头；

3.上电前目视检查线缆、探针无开裂、破损、老化，绝缘外观完好。

步骤 1：断电完成探头补偿校准

1.将 PKHV3020 BNC 接头接入示波器通道，示波器垂直档位衰减设置为 1000X；

2.接入示波器内置 1kHz 标准方波校准信号，使用配套调节棒微调探头补偿电容；

3.校准后方波边沿无过冲、无下塌，保证 DC~100MHz 全频段增益波动控制在 0±3dB，消除直流叠加交流复合信号波形失真。

步骤 2：回路硬件接线

1.高压衰减棒重型接地鳄鱼夹紧固连接直流电源负极，设备整机可靠接入大地地线；

2.确认接地无松动后，将 PKHV3020 陶瓷高压探针平稳接触直流电源高压输出正极；

3.裸露金属接线部位包裹绝缘胶带，杜绝电弧、漏电风险。

步骤 3：分梯度直流高压实测工况

工况 1：低压直流稳态（0~2kV 储能辅助电源）

直流源分别输出 500V、1000V、1500V 稳定直流，示波器读取衰减后数值换算实际电压：

标准 1000V 直流，示波器读数 1.002V，折算实际电压 1002V，测量误差 + 0.2%；

全低压区间静态误差稳定≤±2.5%，大幅优于原进口探头测量精度。

工况 2：中压储能直流母线（1500V 主母线 + 10kHz 纹波）

输出 1500V 直流基础电压，叠加 10kHz、200mV 高压纹波，验证 0±3dB 带宽平坦度：

1.直流静态分量：标准 1500V，实测 1496.25V，误差 - 0.25%；

2.交流纹波分量：示波器测得衰减后 0.197V，折算实际纹波 197mV，误差 - 1.5%；

3.FFT 频域分析：DC~100kHz 区间纹波幅度无明显衰减，增益波动小于 ±1dB，满足 0±3dB 指标要求。

工况 3：极限高压稳态（18kV 直流耐压老化测试）

1.直流源缓慢升压至 18kV，持续通电 30min，PKHV3020 无发热、无表面漏电现象；

2.示波器稳定读取 17946V，测量误差 - 0.3%，长时间高压下数值无漂移；

3.紧急切断高压电源，探头完整捕捉母线放电瞬态尖峰，峰值 19.2kV，波形无削波、失真。

四、新旧探头实测数据对比

对比结论

1.全量程直流测量精度全面优于进口对标产品，高低压区间误差稳定控制在 ±3% 以内；

2.DC~100MHz 通带满足 0±3dB 平坦度，直流叠加交流复合高压信号无幅度畸变；

3.200MΩ 高阻输入特性，针对高内阻直流高压源测量不会造成被测电压跌落，测试数据可信度更高。

五、客户落地应用价值

成本优势：PKHV3020 采购单价仅进口高压衰减棒约 1/3，现货直发无长期订货周期，多实验室批量配置大幅降低采购成本；

测试性能升级：直流稳态、高压纹波测量精度显著提升，解决原有探头低压段误差大、纹波波形失真问题，提升储能电源研发波形分析效率；

测试安全升级：20kV 额定直流耐压、加长双层绝缘线缆搭配高压警示外观，降低实验室 18kV 高压测试触电、绝缘击穿风险；

多场景通用：除直流稳态耐压测试外，同时适配直流脉冲、功率器件开关尖峰采集，单支探头覆盖储能、高压电源全研发测试场景；

运维售后便捷：硅橡胶耐油污绝缘外壳，全套标准配件，本土技术售后，故障响应周期短。

六、直流高压使用注意事项

1.PKV3020 连续测量 DC＞12kV 时，单次测试时长不超过 30s，测试结束断电静置 5 分钟充分散热；

2.本款无源高压衰减棒仅适用于单端接地直流高压测量，悬浮母线、浮地回路测量需搭配 PKDV 系列有源差分探头；

3.潮湿、粉尘较多环境测试前，用无水酒精擦拭探头绝缘外壳，避免表面爬电漏电；

4.测量配套示波器必须可靠接入大地地线，禁止在隔离供电工况下使用本高压衰减棒。

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