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1、高电压试验除了要有产生各种试验电压的高压设备，还必须要有能测量这些高电压的仪器和设备。 电力系统中，广泛应用电压互感器配上低电压表来测量高电压；但此法在试验室中用得很少。试验室条件下广泛应用高压静电电压表、峰值电压表、球隙测压器、高压分压器等仪器测量高电压。 国标规定，高电压的测量误差一般应控制在3以内。 第四节 高电压测量技术 一、高压静电电压表 两个特制的电极间加上电压 ，电极间就会受到静电力 的作用，而且 的大小与 的数值有固定关系，设法测量 的大小就确定所加电压 的大小。利用这一原理制成的仪表即为静电电压表，它可以用来测量低电压，也可以在高压测量中得到应用。 若采用的是消除了边缘效应的
2、平板电极，那么由 静电场理论，易求得 但仪表不可能反映力的瞬时值 ，而只能反映其平 均值 。 为了尽可能减少极间距离和仪表体积，极间应采用均匀电场，所以高压静电电压表的电极均采用消除了边缘效应的平板电极，如图5-26所示。 静电电压表的特点：静电电压表的特点：内阻抗特别大，几乎不消耗什么能量内阻抗特别大，几乎不消耗什么能量 能测量相当高的交流和直流电压能测量相当高的交流和直流电压 （大气（大气50-250KV；SF6500-600KV） 不能测量一切冲击电压不能测量一切冲击电压FRC系列交直流数字分压器主要用系列交直流数字分压器主要用于工频交流和直流高电压的测量，于工频交流和直流高电压的测量，
3、可代替高压静电电压表，使用方便，可代替高压静电电压表，使用方便，显示直观，测量精度高。显示直观，测量精度高。测量范围：测量范围：0-50KV，0-100KV，0-150KV， 0-200KV，0-250KV，0-300KV 精度：精度：1.50%，1%，0.5% 三三.技术指标技术指标1.准确度：准确度：AC1.5%，DC1% 2.分压比分压比K=高压高压/低压低压=1000：1 所测量高压值所测量高压值=1000低压值（表中低压值（表中数值）数值）3.电气强度：电气强度：1.2倍额定电压倍额定电压4.环境条件：温度环境条件：温度0-40摄式度，湿摄式度，湿度度85%二、峰值电压表 （一）利用
4、（一）利用整流电容电流整流电容电流来测量交流高压来测量交流高压 图5-27（a） 利用整流电容电流来测量交 流高压的峰值电压表原理SFD-5型数字式型数字式峰值电压表：峰值电压表：主要有峰值保持主要有峰值保持器和模数转换器器和模数转换器两大部分组成，两大部分组成，当瞬间即逝的冲当瞬间即逝的冲击信号到达以后击信号到达以后该功能自行启动，该功能自行启动，判别峰值，跟踪判别峰值，跟踪并永久保持最大并永久保持最大值值 ( (二二) )利用利用电容器充电电压电容器充电电压来测量交流电压（来测量交流电压（5-27b) 5-27b) 图5-27（b）利用电容器充电电压 来测量交流高压的峰值电压表原理注意事项
5、： 选用冲击峰值电压表时，要注意其响应时间是否选用冲击峰值电压表时，要注意其响应时间是否合适于被测波形的要求，并应使其输入阻抗尽可合适于被测波形的要求，并应使其输入阻抗尽可能大。能大。 利用峰值电压表，可直接读出冲击电压的峰值，利用峰值电压表，可直接读出冲击电压的峰值，与用球隙测压器测峰值相比，可大大简化测量过与用球隙测压器测峰值相比，可大大简化测量过程。程。 但是被测电压波形必须是平滑上升的，否则就会但是被测电压波形必须是平滑上升的，否则就会产生误差。产生误差。 指示仪表可以是指针式表计，也可以是具有存储指示仪表可以是指针式表计，也可以是具有存储功能的数字式电压表。功能的数字式电压表。 三、
6、球隙测压器 唯一能直接测量高达数兆伏的各类高压峰值的测量装置。 由一对直径相同的金属球构成，测量误差约23 工作原理基于一定直径（ ）的球隙在一定极间距离（ ）时的放电（击穿）电压为一定值。 （一）球隙的优点（一）球隙的优点 击穿时延小，具有比较稳定的放电电压值和较高的测量击穿时延小，具有比较稳定的放电电压值和较高的测量精度精度 50%冲击放电电压与静态（交流或直流）放电电压的幅冲击放电电压与静态（交流或直流）放电电压的幅值几乎相等。值几乎相等。 不必对湿度进行校正。不必对湿度进行校正。 用球隙测量工频电压时，应取连续三次放电电用球隙测量工频电压时，应取连续三次放电电压的平均值，相邻两次放电的
7、时间间隔一般不小于压的平均值，相邻两次放电的时间间隔一般不小于1min，以便在每次放电后让气隙充分电离，各次击，以便在每次放电后让气隙充分电离，各次击穿电压与平均值之间的偏差不应大于穿电压与平均值之间的偏差不应大于3。(二)球隙的放电电压 国际电工委员会综合比较了各国高压试验室所得 实验数据编制成标准球隙放电电压表。R1为限流电阻，R2为球隙测压器的专用保护电阻。用球隙测量冲击电压时，应通过调节极距用球隙测量冲击电压时，应通过调节极距 来来 达到达到50放电概率，此时被测电压即等放电概率，此时被测电压即等于球隙在这一距离时的于球隙在这一距离时的50冲击放电电压。冲击放电电压。 确定确定50%的
8、放电概率常用的放电概率常用10次加压法，即次加压法，即对球隙对球隙 加上加上10次同样的冲击电压，如有次同样的冲击电压，如有46次发生了放电，即可认为已达到次发生了放电，即可认为已达到50放放电概率。电概率。确定球隙或其他自恢复绝缘的50冲击放电电压： n多极法 或固定电压值，逐级或固定电压值，逐级调节球隙距离；或固定调节球隙距离；或固定球隙距离，逐级改变所球隙距离，逐级改变所加冲击电压的幅值。得加冲击电压的幅值。得到放电概率到放电概率P P与所加电压与所加电压U U（或球隙距离（或球隙距离d)d)的关系的关系曲线，从而得到曲线，从而得到P P5050时的时的U50U50 （或（或d50%)
9、d50%) n 升降法 预先估计一个大致50击穿电压的23作为级差 ，凡是加压引起击穿，则下次加压比上次高 。反复加压2040次，分别统计各级电压 的加压次数 ， 四、高压分压器四、高压分压器 被测电压很高时，采用被测电压很高时，采用高压分压器来分出一小部分电压，然后利高压分压器来分出一小部分电压，然后利用静电电压表、峰值电压表、高压脉冲示用静电电压表、峰值电压表、高压脉冲示波器等来测量。波器等来测量。 技术要求：技术要求： 分压比的准确度和稳定性分压比的准确度和稳定性 分出的电压与被测高电压波形的相似性分出的电压与被测高电压波形的相似性 SGY数字高显表数字高显表组装分压器组装分压器 n分压
10、比分压比 每一个分压器均由高压臂和低压臂组成，在低压臂上得到的就是分给测量仪器的低电压 ，总电压 与 之比称为分压比（ ）。 （一）电阻分压器（一）电阻分压器 高、低压臂均为电阻，高、低压臂均为电阻，如图如图5 53030所示。所示。 图中的放电管图中的放电管F F起保护作用。起保护作用。221RRRN+= 高压试验室中，电阻反压器的测量回路如图531所示，同轴电缆可以避免输出波形在这段距离内受到周围电磁场的干扰。终端并联匹配电阻R以避免冲击波在终端处的反射。 （二）电容分压器 分压比 电容分压器也存在对地杂散电容，但由于分压器电容分压器也存在对地杂散电容，但由于分压器本身也是电容，所以杂散电
11、容只会引起幅值误差，而本身也是电容，所以杂散电容只会引起幅值误差，而不会引起波形畸变。不会引起波形畸变。（三）阻容分压器 电容分压器在冲击电压 作用下存在着一些列高频 振荡回路，其中的电磁振 荡将使分压器输出电压波 形发生畸变。阻容分压器 可阻尼各处的振荡。 五、高压脉冲示波器和新型冲击电压数字测五、高压脉冲示波器和新型冲击电压数字测量系统量系统 什么是高压脉冲示波器？什么是高压脉冲示波器？ 用来测量、记录冲击波的专用仪器。用来测量、记录冲击波的专用仪器。 为什么叫高压脉冲示波器？为什么叫高压脉冲示波器？ “高压高压”二字并非指需要测量的电压很高，二字并非指需要测量的电压很高，而是指这种示波器
12、的加速电压很高。例如要而是指这种示波器的加速电压很高。例如要1020kV，而普通示波器的加速电压只要，而普通示波器的加速电压只要23kV就够了。就够了。 高电压数字测量系统高电压数字测量系统 硬件系统硬件系统 高压分压器、数字示波器、计高压分压器、数字示波器、计算机算机 打印机等。打印机等。 软件系统软件系统 操作、信号处理、存储、显示、操作、信号处理、存储、显示、 打印等软件。打印等软件。 小 结进行高电压试验，除了要有能产生各种试验电压的高压设备之外，还必须要有能测量这些高电压的仪器和装置。 试验室条件下高压静电电压表、峰值电压表、球隙测压器、高压分压器等仪器广泛应用于测高电压。 现代高电压测量技术也向数字测量技术方向发展。 1、画出高效率多级冲击电压发生器（、画出高效率多级冲击电压发生器（3级）级）接线图，并画出等效电路图，解释其高效接线图，并画出等效电路图，解释其高效性工作原理。性工作原理。2、画出、画出3种倍压整流电路图，比较优缺点。种倍压整流电路图，比较优缺点。3、对设备进行工频耐压试验时，耐压时、对设备进行工频耐压试验时，耐压时间规定为多少？间规定为多少？4、在进行雷电冲击试验电压测量时，能、在进行雷电冲击试验电压测量时，能否用电阻型分压器，为什么？否用电阻型分压器，为什么？
