華科高電壓技術(shù)第12講高電壓和大電流的測量一ppt課件

1、高電壓工程系高電壓工程系劉春劉春第6 6章章 高電壓和大電流的測量高電壓和大電流的測量6.1 6.1 對高壓測量的要求和必要條件對高壓測量的要求和必要條件被測電壓高，需專門的高壓到低壓轉(zhuǎn)換裝被測電壓高，需專門的高壓到低壓轉(zhuǎn)換裝置置信號傳輸過程的畸變信號傳輸過程的畸變信號變化快，要求測量系統(tǒng)的動態(tài)特性好信號變化快，要求測量系統(tǒng)的動態(tài)特性好要充分考慮寄生參數(shù)的影響要充分考慮寄生參數(shù)的影響不確定度高，不確定度高，33測量系統(tǒng)內(nèi)部可能放電，電磁干擾復(fù)雜測量系統(tǒng)內(nèi)部可能放電，電磁干擾復(fù)雜6.2 6.2 交流高壓的測量交流高壓的測量在電力系統(tǒng)中，

2、通常用PT低壓測量儀表監(jiān)視運行電壓。但在高壓實驗室中，試驗用高壓很高，電網(wǎng)用的PT不再適用。重新定制PT的造價高，且PT體積、重量也大，所以一般不用。試驗室常用測量高壓的方法：球隙法靜電電壓表電壓互感器(PT)分壓器電容式、電阻式）電流計算法高壓電容器配合整流回路）直接測量法轉(zhuǎn)換測量法6.2.1 6.2.1 球隙法球隙法理論依據(jù)：均勻電場中，氣體擊穿電壓與間隙距離有穩(wěn)定的關(guān)系。球隙特點：電場較為均勻。測量方法：利用試驗變壓器低壓側(cè)的讀數(shù)換算。取10次的平均值，并保證標準偏差10%平均值。最后再進行大氣環(huán)境的修正。*球隙放電電壓是被測電壓的峰值球隙法的布置注意事項球隙法的布置注意事項A放電點與大

3、地之間的距離B放電點與周圍物體之間的距離圖中A、B值使用球隙法應(yīng)注意：使用球隙法應(yīng)注意：u 周圍物體的影響u 照射。規(guī)定：當(dāng)被測電壓50kV時或者DC2的容抗電壓表V輸入阻抗高1RV1R1R1R1r2r3r1nrnr2Rr：屏蔽用分壓電阻R1：分壓器高壓臂電阻R2：分壓器低壓臂電阻22211URRRU寄生電容的影響顯著；電阻上的發(fā)熱，引起阻值變化，測量電壓范圍受到限制6.2.5 6.2.5 高壓電容器配合整流回路高壓電容器配合整流回路半橋整流：全橋整流：fCIUpinm12fCIUpinm14要求：電容C1、電流Ipin和頻率f測量準確， 頻率不發(fā)生變化；6.3 6.3 直流高壓的測量直流高壓

4、的測量 留意：直流中含脈動分量U，脈動系數(shù)S3%。 U=(Umax-Umin)/2測量儀器： 高阻分壓器 旋轉(zhuǎn)電位計 靜電電壓表 規(guī)范“棒棒間隙6.3.1 6.3.1 高阻分壓器高阻分壓器1RV1R1R1R2R由于測量直流高壓時不需要考慮寄生電容的影響，所以高壓電阻可以不采取屏蔽 6.3.2 6.3.2 靜電電壓表靜電電壓表表示的是瞬時值的平方的平均值，因此在直流紋波較大時，讀數(shù)不是平均值。6.3.3 6.3.3 旋轉(zhuǎn)電位計旋轉(zhuǎn)電位計n電極轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分鐘也可把電流表換成取樣電阻，讀取電阻上的電壓值。實際上，旋轉(zhuǎn)電位計上可直接讀出電壓值。60)(2)()(1minmaxminmax112/02/

5、0maxminnCCUCCUfdCTUdtdtdCTUidtTICCTTpin6.3.4 6.3.4 規(guī)范規(guī)范“棒棒棒棒間隙間隙棒棒類似于球間隙。球間隙的問題：測量直流高壓時，球隙放電的分散性較大，其不確定度超過了3，到達5。用棒棒間隙取代球間隙測量直流高壓。6.3.5 6.3.5 直流高壓紋波的測量直流高壓紋波的測量紋波分量的計算rrUfCRjfCRjfCjRRUU21221假設(shè) 12fCR那么rUU 6.4 6.4 沖擊高壓的測量沖擊高壓的測量u沖擊電壓的特點：持續(xù)時間短，波形變化快，幅值高u 國標規(guī)定，沖擊電壓測量系統(tǒng)的不確定度為：u 幅值3%；波形時間 10%。u 對于雷電沖擊截波,如

6、果截斷時間在0.52 s,那么允許幅值測量的不確定度為5%；u6.4.1 球隙法u 測量沖擊電壓的峰值；u 測量沖擊電壓時，與球隙串聯(lián)的電阻500 ，寄生電感30 H? Why?6.4.2 6.4.2 沖擊分壓器系統(tǒng)沖擊分壓器系統(tǒng)沖擊分壓器系統(tǒng)由分壓器和測試回路組成測量回路一般需要同時測量峰值與波形一一 分壓器分壓器u雷電沖擊：電阻式、屏蔽電阻式、電容式、雷電沖擊：電阻式、屏蔽電阻式、電容式、u 阻容式并聯(lián)阻容式）、阻尼電容式串聯(lián)阻容阻容式并聯(lián)阻容式）、阻尼電容式串聯(lián)阻容式）式）u操作沖擊：主要采用電容式操作沖擊：主要采用電容式理想情況下的變比為:（R1R2）/R2 和穩(wěn)態(tài)的電阻分壓器相比，其

7、電阻值要小得多。用于測量雷電沖擊，一般為10-20k ，測量電壓為1MV左右。為減少對地雜散電容的影響，避免高壓端放電，一般用屏蔽式的電阻分壓器。經(jīng)過仔細屏蔽的電阻分壓器，可測量到2.5MV，阻值可到40 k。電阻式分壓器屏蔽式電阻式分壓器電容分壓器電容分壓器u理想分壓比為(C1+C2)/C1u分為兩種：u 串聯(lián)電容式、集中電容式u測量電壓可達數(shù)MV。u因為連接線的電感與電容器中的寄生電感與電容器之間發(fā)生振蕩，因此適用與持續(xù)時間比較長的操作沖擊波C1C2u1u1u2u2阻容分壓器阻容分壓器阻容分壓器（并聯(lián)阻容分壓器）阻尼電容分壓器（串聯(lián)阻容分壓器）并聯(lián)阻容分壓器容易引起高頻振蕩，因此發(fā)展了串聯(lián)

8、式阻容分壓器，R1約為幾個 ，可阻尼雜散振蕩。首端引入匹配電阻Rd，與導(dǎo)線波阻抗相等，約300400 。如果在串聯(lián)阻容分壓器的基礎(chǔ)上，再加上高值的并聯(lián)電阻，即構(gòu)成“通用分壓器”。評價分壓器的性能評價分壓器的性能從兩方面：比例系數(shù)瞬變響應(yīng)特性反映波形是否畸變 響應(yīng)特性：分壓器回路的輸入端施加某一波形A(t)，在分壓器的輸出端出現(xiàn)相應(yīng)U(t)（歸一化）。通常A(t)采用直角波。 用響應(yīng)時間T來衡量。0)(1 dttUT也可采用與標準分壓器的響應(yīng)曲線相對比的方法。二二 低壓測試回路低壓測試回路匹配電阻：ZRRR324屏蔽：測量儀器的電源要通過濾波器和帶靜電屏蔽的隔離變壓器，傳輸電纜要采用雙層屏蔽電纜，外屏蔽層與屏蔽室相連，而內(nèi)屏蔽層與測量儀器的接地端連接 分壓比分壓比42214321434322143214324321)()(K )()()( )/()/()(RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRKdkdkkdkdkkd，因此由于6.4.3 6.4.3 沖擊峰值電壓表沖擊峰值電壓表uCS的電容量不能過大，因為