《高压实验技术系列》-- 稳态高电压的测量

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1、第一篇稳态高电压试验设备第三章稳态高电压的测量主要内容概述测量球隙静电电压表高压交流分压器及充气标准电容器峰值电压表直流电压脉动的测量1概述稳态高电压的测量测量系统分类测量系统：误差要求：动态特性：幅频响应在0.2～7倍试验电压频率范围内变化不超过±2%。认可试验类型：2测量球隙2.1为什么可用球隙测量电压均匀电场下空气间隙的放电电压与间隙距离存在一定关系；测量球隙间是稍不均匀场，所以可用来测量电压；因为大地等周围物体的影响，理论计算难获准确性，球隙放电电压只能够靠试验决定；球隙测量的是电压的峰值，可用于测量交流、直流标准全波冲击电压、长波尾冲击波电压。2.2球和球隙的结构布置铜球直径：2c

2、m～2m，误差<2％。间隙距离S与球直径D比值:S/D<0.5高压线引入点距高压球放电点2D以上2.3影响球隙放电的主要因数和关于测量的规定1、周围物体的影响Amax、Amin、Bmin。2、照射。IEC：V（峰）<50kV或球径D≤12.5cm时，应用γ或紫外线照射间隙，才能获得较准确的结果。2.3影响球隙放电的主要因数和关于测量的规定3、测量方法用球隙测电压，只有当间隙放电，才能测得电压，放电时可能产生振荡，又可能引起过电压，所以测量不方便，通常作校订曲线进行测量，校正方法：原边调压器接电压表；接入试品，加至80%试品放电电压并使球隙放电；将球隙放电电压调至1.1～1.2倍试验电压。2.3

3、影响球隙放电的主要因数和关于测量的规定4、大气条件的影响及校正气压增加，击穿电压U增加；温度增加，击穿电压U降低；湿度有一定影响，但目前尚未给出校正系数。U=kUNUN：标准大气条件下的放电电压；k：修正系数标准大气条件：P0：101.3kPa；t0：20℃；湿度：11克/米3）；相对空气密度：2.4接线和保护电阻作用保护电阻R2的作用：（1）限制球隙放电时的短路电流，以免球极烧伤而成麻点；（2）阻止试品发生刷状放电时产生的振荡。（试点刷状放电在引线电感L，试品电容（C0）和球隙电容间产生高频振荡）。R2选择：R2大，限流阻尼好；但压降大，带来测量误差，所以IEC推荐为100kΩ；频率增加，需

4、降低R2；球径越大，允许的每伏电阻值越小；2.5球隙测量高电压的优缺点优点：（1）可以测量稳态高电压和冲击电压的幅值（几乎是直接测量超高压的唯一设备）。（2）结构简单、易自制或购买，不易损坏。（3）有一定准确度：交流、冲击：±3%；直流：±5%。2.5球隙测量高电压的优缺点缺点：（1）测量时必须放电，放电时可能引起过电压。（2）气体放电有统计性，数据分散，必须取多次数据平均值，为防游离气体的影响，每次放电间隔≥1min；测量费时。（3）测稳态电压要做校订曲线，测冲击要用50%放电电压法。（4）要校定大气条件。（5）被测电压越高，球径越大（D≥3米实现困难）。（6）测量球隙不宜在室外使用（室外会

5、异常放电）。3静电电压表静电电压表：测量施加电压的两板上的静电力的大小或由该静电力产生的某一极板的偏移（或偏转）来反映所加电压的大小的表计称静电电压表。3.1静电电压表工作原理一平行板电极：电容C，面积S，间距：l，电压：U电场能量：dw=fdlU为正弦波：平均力静电电压表测得的为电压有效值。3.2静电电压表的类型及结构3.2.1静电电压表的类型（1）绝对静电电压：精度高，可达0.01%；（2）工程静电电压表3.2静电电压表的类型及结构3.2.2静电电压表的结构（1）绝对静电电压表结构测电场力f和极间距l计算被测电压。天平测力；D、G起均压作用。升降接地极B维持内部电场强度在2.5kV/cm左

6、右。3.2静电电压表的类型及结构3.2.2静电电压表的结构（2）工程静电电压表结构可动电极（位移）偏转，由张丝产生的扭矩来平衡电极的静电力矩。平衡时，与可动电极连在一起的反射光线的小镜子也偏转，指示被测电压值。3.2静电电压表的类型及结构3.2.2静电电压表的结构（2）工程静电电压表结构Q4-V型100kV静电电压表3.3静电电压表的使用特点测定直交、直流（或两者叠加）的有效值；（交流可达1MHz）。基本上不从电路里吸取功率或是吸取极小量功率，内阻抗极大。（极间电容5～50pF）。可接上分压器扩大其量程。高压源及高压引线对表有影响。不能在有风环境使用。F∝U2，其刻度不均匀，起始部分粗略。4高

7、压交流分压器及充气标准电容器分压器的定义：分压器的分压比：4.1高压分压器的基本接线及要求4.1.1高压分压器的基本接线k：分压比4高压分压器及充气标准电容器4.1.2高压分压器的基本要求分压器的接入应基本不影响被测电压的幅值和波形；低压臂波形应与被测波形相同，分压比应与频率和幅值无关；分压比与大气条件（P、T、湿度）无关或基本无关。分压器耗能应不大，其耗能形成的温升不应引起分压比变化。分压器应无