稳态高电压的测量-2010 [兼容模式]

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1、主要内容1.概述第三章稳态高电压的测量2.测量球隙3.静电电压表4.高压交流分压器及充气标准电容器5.峰值电压表6.直流高电压的测量测量系统分类（什么叫测量系统？）1概述⎧标准测量系统(referencemeasuringsystem）⎪测量系统：⎨⎪⎩认可的测量系统(approvedmeasuringsystem)稳态高电压的测量交流电压（有效值、峰值）⎫误差要求：⎬误差<3%误差要求：直流电压（平均值、最大值）⎭脉动幅值误差<10%或直流电压平均值的1%（IEC规定）⎧直接接入式测量装置:测量球隙、高压静电电压表;⎪⎪⎧测通过高

2、阻抗的电流确定电压;幅频响应在0.2～7倍试验电压频率范围内⎪⎪动态特性：⎪⎪⎨高阻抗与低压仪表配合法⎨变化不超过±2%。⎪⎪测两串联阻抗中低阻抗上的电压⎪⎪⎩确定高电压(分压器测量法);⎧验收试验⎪认可试验类型：⎪⎪利用其它物理效应的测量装置，如核反应法（绝对测量）光电法等⎨性能试验⎩⎪⎩性能校核2测量球隙2.1为什么可用球隙测量电压2.2球和球隙的结构布置ò均匀电场下空气间隙的放电电压与间隙距离存在一定关1、铜球：系。ò直径：2cm～2mò测量球隙间是稍不均匀场，所以可用来测量电压。ò球径误差<2％ò因为大地等周围物体的影响，球

3、隙放电电压只能够靠试ò精心制作，表面光滑ò一般为紫铜或黄铜验，理论计算难获准确性。（附表A1是1960年的IEC球2、间隙距离S与球直径D比值要求：隙放电电压标准表）S/D<0.5;ò球隙测量的是电压的峰值（因为球隙放电与峰值相关），3、高压引线引入点距高压球放电可用于测量交流、直流、冲击电压。点2D以上。12.3影响球隙放电的主要因素和关于测2.2球和球隙的结构布置量的规定1、周围物体的影响（如表2-1所示）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

4、准确的结果。2.3影响球隙放电的主要因素和关于测2.3影响球隙放电的主要因素和关于测量的规定量的规定3、测量方法4、大气条件的影响及校正标准大气条件：P0：101.3kPa；t0：20℃；湿度：11g/m3气压增加，击穿电压U增加；温度增加，击穿电压U降低；湿度亦有一定影响。校正公式为：U=k1·k2·UN用球隙测电压，只有当间隙放电，才能测得电压，放电时UN：标准大气条件下的放电电压；k1、k2：修正系数可能产生振荡，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。p273+t0k=相对空气密度：1p273+t0原边调压

5、器接电压表；校正方法：接入试品，加至80%试验电压并外推；温度校正因数：k2=1+0.002(h/δ−8.5)2.4接线和保护电阻作用2.5球隙测量高电压的优缺点1、保护电阻R2的作用：优点：ò限制球隙放电时的短路电流，以免球极烧伤而成麻点；ò可以测量稳态高电压和冲击电压的幅值（几乎是直接ò阻止试品发生放电时产生的振荡。（试品放电在引线电测量超高压的唯一设备）；感L，试品电容（C0）和球隙电容间产生高频振荡）。ò结构简单、不易损坏。2、保护电阻R2的选择：ò有一定准确度：交流、冲击：±3%；直流：±5%。òR2大，限流阻尼好；但压降

6、大，带来测量误差，所以（为什么？）IEC推荐为100kΩ-1MΩ；ò频率增加，需降低R2；ò球径越大，允许的电阻值越小。22.5球隙测量高电压的优缺点3静电电压表缺点：静电电压表：ò测量时必须放电，放电时将破坏稳定状态可能引起过电压；测量施加电压的两板上的静电力的大小或是由ò气体放电有统计性，数据分散，必须取多次数据的平均值，该静电力产生的某一极板的偏移（或偏转）来反映为防游离气体的影响，每次放电间隔≥1min；ò测稳态电压要做校订曲线，测冲击要用50%放电电压法；所加电压的大小的表计称静电电压表。ò要校定大气条件；ò被测电压越高，

7、球径越大（对特高压D≥3米实现较困难）；ò测量球隙不宜在室外使用（室外会异常放电）。3.1静电电压表的工作原理3.2静电电压表的类型及结构一平行板电极：电容C，面积S，间静电电压表的类型：距l，电压U，则电场能量为：12ò绝对静电电压：精度可达0.01%；W=CU2ò相对静电电压表：（工程用）dw12dcdw=fdlf==u•精度可达1%~3%；dl2dl•需用比它高两级的电压互感器来校核。SεεC=0ru475.6lf(S)=εrl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静电电压表的类型及结构（2）工程静电

8、电压表（1）绝对静电电压表可动电极（位移）偏转，由张丝产ò测电场力f和极间距l计算被生的扭矩来平衡电极的静电力矩。平测电压；衡时，与可动电极连在一起的反射光ò天平测力；线的小镜子也偏转，指示被测电压值。òD、G起均压作用；33.2静电