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1、感应分压器检定规程（试 行）JG 241Vrificat RglatioofIuci Vtag Dvder本检定规程经国家计量总局于1981年2月11日批准,自982年月日起施行.归口单位：中国计量科学研究院起草单位：中国计量科学研究院主要起草人：张功铭 赵复真本规程技术条文由起草单位负责解释。感应分压器检定规程本规程适用于新制造的、使用中和修理后的音频感应分压器，包括低压(0V以下)和高压的（1000V以上)、单盘和多盘的、自耦式和隔离式音频感应分压器.一、概 述1 感应分压器结构单盘感应分压器从结构上可认为是一个公共环芯上，由几个密耦合绕组串联起来提供电压比率的器件。它具有分压比接近匝比的
2、特点。如图1所示，它是一个自耦式感应分压器，具有二个输入端，二个输出端和一个分压输出端，在输入端、之间加上输入电压入，在输出端、之间可给出被分出的电压E出,与此同时，在输出端和分压输出端之间的电压为E入E出，这部分电压与E出的比可提供一个电压比作为电桥比率使用。图1感应分压器示意图多盘感应分压器是包括几个单盘感应分压器的电势迭加电路，各盘的电势按一定的比率衰减，因此可以获得连续可调的分压输出。图所示，是一个多盘感应分压器的原理线路，2（a)是串联连接方式，2（b)是并联连接方式，2（c)是隔离变压器连接方式。从电路原理来定义感应分压器，可以把单盘或多盘感应分压器看成五端网络，此网络具有两个输入
3、端、，两个输出端、和一个分压端。当作为分压器使用时,构成输入端为、，输出端为、的四端网络。在接上电源和负载的情况下可视为两端口网络，但按97IEC3B规定的感应分压器定义,在负载可忽略的前提下，可以四端网络来定义感应分压器，即一个自耦式感应分压器或一个隔离式分压器可以图3所示的四端网络来定义.图 2 多盘感应分压器的原理图图 3感应分压器四端网络定义 传递比率的定义感应分压器开路输出电压复量与输入电压复量的比值,即：感应分压器的传递比率亦称为感应分压器的分压系数。3 传递比率的误差感应分压器传递比率误差D名义传递比率实际传递比率由于感应分压器的传递比率误差是复量，它可分为实部和虚部分量(=j)
4、,所以传递比率误差，其模为：比差=输出电压的实部误差与输入电压的比值.角差输出电压的虚部误差与输入电压的比值.传递比率的实部误差是感应分压器检定的主要指标,通常简称为比差。传递比率的虚部误差，由于它表示相移的关系，而且通常数值不大，所以一般以tg（为输出电压复量相对于输入电压复量的相移）的关系来代替,并称之为角差，以微弧度来表示.实际上,感应分压器的总的误差表达式为:式中:N感应分压器的总段数;ni-感应分压器抽头的序号;r-感应分压器各段绕组的电阻；l-感应分压器各段绕组的漏感；g-感应分压器各段绕组的分布电导；C-感应分压器各段绕组的分布电容；角频率。把D表达式中的实部和虚部分开，以表示实
5、部,表示虚部，则D=+j式中：按上列关系式得出典型的感应分压器误差分布，如图4所示,比差和角差的分布状态都是S型曲线，与正弦曲线非常近似,进一步可以看出,比差基本上随2变化，而角差基本上随变化.图 典型感应分压器(非等电位屏蔽绕组)的误差分布图 感应分压器结构参量4.1 测量绕组的输入阻抗：感应分压器输出端开路时，对电源所呈现的阻抗。对组合铁芯结构(双级)的分压器是指测量绕组输入端的阻抗,但此时激磁绕组由一个与测量绕组相同幅值和相位的电压来供电.42 激磁绕组的输入阻抗：在组合铁芯结构（双级）的分压器中，当测量绕组由一个与激磁绕组相同幅值和相位的电压来供电时,激磁绕组对电源所呈现的阻抗。4.
6、输出阻抗：指当分压器输入端短路时,分压器对任意负载所呈现的阻抗.输出阻抗与分压器的分压端位置有关，其电抗部分还与频率有关,但可以测定出极大输出阻抗。极限工作电压:输入电压的允许数值不得超过下列规定：41 制造厂所规定的极大工作电压（均方根值)Uc.4.2 在较低频率下,电压与频率的关系:Uf=kf式中:f-以V为单位的电压值；k-制造厂给出的系数;频率，以HZ为单位.二、技术要求及检定条件5 感应分压器准确度在感应分压器国家标准未颁布前，感应分压器的准确度,暂按比差和角差评定。比差的准确度规定于表1，对角差在检定证书中应同时给出检定数值。6 外观及标记6.1 感应分压器外貌上应当无机械损伤及裂
7、痕，标记应齐全清晰，便于读数.各盘有分压系数和表示位置的数字,开关转动灵活，输入端和输出端应当连接可靠，部件齐全,屏蔽接地方式应有标记，工作电压和频率应当表示出来，准确度及出厂编号均应明确，有封印的不得随意启封。6。2 标记：62。制造厂名称。2。2 产品型号。62。3产品编号。6.2 准确度.。2。5工作电压范围.。2.6 工作频率范围.6。2。7 测量范围。表16。2. 接线端钮文字标记.6。2。9 屏蔽和接地方式标记。.2。0 放置位置符号.621各盘的分压系数。7感应分压器测量电路与外壳之间的绝缘电阻，按制造厂给出的技术条件要求。8感应分压器的输入端与外壳之间的绝缘强度,按制造厂给出的
8、技术条件要求。9检定条件表2感应分压器应在表规定的条件下进检定。感应分压器在作分压器使用时,屏蔽应接在分压器的低端（0端).感应分压器在作其它方面使用时,应按实际要求连接屏蔽，并应在相应的屏蔽方式下进行检定。三、检定项目及检定方法0外观及标记的检查,应符合本规程8。1款及8。2款的要求。1 绝缘电阻及绝缘强度的检定，应符合本规程第条及第8条的要求,绝缘强度在周期检定时可不进行2 基本误差的检定12. 单盘感应分压器的检定：2。1.1 两向平衡参考电势法:原理性线路如图所示。图 5 用两向平衡参考电势法检定单盘感应分压器示意图图中：Fx-被检定感应分压器; 1补偿器示值,分实部FG屏蔽保护电位分
9、压器； 和虚部;1i+jFs-参考分压器；、S倒向开关，联动检定原理如下：设被检定感应分压器F的各段电势Ed相对于其平均值E的偏差为xi，则分压抽头的分压系数误差Dii xi，如以降压比为N的参考分压器提供一段电势Es,它的名义值接近于0,设其与0之差为,并称它为参考电势误差，当以参考电势Es与各段电压d逐段比较，并用补偿器使回路平衡,则有如在检定过程中认为参考电势不变化,则s为常数,而且对分压器来说Nxi0，于是（4）式为（)式说明在检定过程中，s值可以通过次补偿器示值的算术平均值计算出来，而且进一步把(6）式代入(3）式中，可以把i计算出来。由于Di xi于是被检定分压器的传递比率误差即可
10、获得，这种方法对于低频和低压情况,可以满足前面的为常数的假设，所以能够成立，但对于高频和高压,例如常规结构的分压器在5kH以上、100V以上时，由于分布参量引起泄漏而使检定方法带来了很明显的误差,分布参量与各段的导纳和分布电容有关,以Y0=G0+jC0来代表，按照自耦式感应分压器的基本误差分析可知，它对各段的影响有下列规律：由于这些分面布参量的存在，加上感应分压器是在各段电位分布不相同的条件下检定的，由于不同的电位分布，使得检定装置出现随着各段电势的变动而变化的泄漏，这就给检定结果带来了一个随着电位逐段增加而逐渐增大的系统误差，这个误差的关系式:式中: k-误差曲线的斜率；-角频率;E0段电势
11、的平均值；n-段数；C-等效分布电容；Z-检定回路中的等效阻抗。在高频和高压下、0都变大,因此s就愈来愈大，大大地影响检定结果,但是这个误差是属于系统性的，假如采用对称消除方法,即在反向电位分布情况下,把感应分压器再检定一遍，此时，对同一分压器各段的泄漏误差是以反符号出现的，由于绝对值大致不变,所以有可能用二次结果平均值的方法得以消除，为此用换向开关改变F的电位分布，即可达到此目的，这就是两向平衡法的基本点，采用两向平衡时,检定结果做如下处理:式中：i正在第i段正向平衡时，补偿器示值;i反-在第段反向平衡时，补偿器示值.从而得到各抽头的传递比率误差:两向平衡参考法，在kHZ下准确度为319,1
12、0kHZ下为17。实施两向平衡参考法时,要注意保护电位的同步调节，务使指零系统的屏蔽与芯线之间的电位差趋近于零，避免空间干扰，并注意被检分压器的屏蔽连接方式。12.1。2 参考绕组两次平衡方法:如图6所示，利用一个固定的参考绕组，在相对检定方法中提供一个参考电势E，当与被检分压器一段比较时,先作一次引入参考电势的状态下的段平衡，然后作一次引出参考电势状态下的零平衡,从段平衡时补偿器示值i(i，s）减去相应零平衡时补偿器示值i1,1，则得到被检分压器第i段电势与参考电势的比较关系,因而应用12。1中所介绍的单向参考电势法即可求得x和Di。实施参考绕组两次平衡法,仍然要采用等电位保护，辅助分压器应
13、当与被检分压器具有相同的值，用它提供的电位把参考绕组的电位提升，但它对准确度要求不高，在两次平衡过程中它的误差可消除。在实施这个方法时，引线压降对测量结果有影响,应当采取技术措施加以消除(见12.。1c）.这个方法要求参考绕组所提供的电势保持恒定，但在不等电位分布的参考法检定中，参考绕组的变动是必然的，所以这个方法的系统误差问题应加以消除。如果消除系统误差,这个方法在1kHZ可达210-8，1kZ下可达1的准确度。1.3 参考绕组相对平衡法:原理图见图7。被测分压器接到电源0和1端，微差补偿器串接在参考变压器的电压绕组的高端.微差补偿器提供电势0（是微差补偿器的比率系数），它与U是叠加的，于是
14、得:图 参考绕组两次平衡法检单盘感应分压器原理图式中:-被检分压器的两端压;Ux被检分压器的输出电压；Us参考分压器的输出电压；D-参考分压器电压绕组抽头的分压系数;Ds参考绕组的变化;D7-七位分压器的分压系数;s-参考分压器总的分压系数(即D=s+s)。图 参考绕组相对平衡法原理图当值调节到Ds的标称时，微差补偿器的输出电势使线路平衡,则微差补偿器的读数值直接为D的相对误差。参考绕组相对平衡法的准确度与参考组绕两次平衡法的准确度一致。1.2 多盘感应分压器的检定:12.2.1 相对法检定:原理图见图所示.图 8 感应分压器的相对检定线路Fs-标准分压器;x-被检分压器；FG保护电位分压器当已建立了标准分压器以后来，要对法就是很有用的方法,因为它可以实现整体检定.设标准分压器的传递比率误差为Ds,被检分压器的传递比率误差为Di，对于i抽头用微差补偿器来补偿其差值，使指零仪指零，设其差值为i，可是式中：E入电源电压；-微差补偿器的示值,可视为误差改正值；D-分压系数的名义值。a 被检定点：如由个单盘十进感应分压器组成的一个盘感应分压器，则它的示值组合数有0个，如m=个,则示值数目达10个,要逐个检定是不可
