武汉特高压旗下的串联谐振可以帮助众多电力工作者更加方便的进行各类电力测试。
分压器按分压原理可分为电阻分压器、电容分压器和电阻电容分压器三种。
1、电阻分压器
内阻为纯电阻,结构简单,使用方便,测量精度高,稳定性好,应用广泛。在雷电冲击电压条件下,采用电阻分压器作为转换器件具有一定的优势:
1)当用低温度系数的铜线或低温度系数高电阻系数的卡马线绕制时,具有高温稳定性和长期稳定性。
2)具有可压缩性的电阻分压器的响应特性可能更高。
由于以上优点,许多标准测量系统都由电阻分压器组成。但是,它有一些缺点:
1)为了追求高响应性能,其阻值不宜过高。因为它会影响冲击电压发生器的负载,它的接入会缩短冲击波的半峰时间。但一般可以通过调整发生器的波尾电阻来解决。
也由于上述原因,阻性电容器的操作冲击电压很难测量。
电阻分压器测量瞬态脉冲电压时产生的误差与电阻值与对地杂散电容的乘积有关,因此应尽量减小对地杂散电容的大小和影响。电阻分压器应尽量减小电感。为此,应将卡马线或铜线紧紧缠绕在绝缘管上,层间仅垫一层薄绝缘纸,然后浸入盛有变压器油的绝缘筒中,以减小分压器的尺寸,降低电容对地,并在其顶部加装屏蔽环进行补偿。其结构见图1
电阻分压器在测量冲击电压时产生的误差与电阻值R与对地杂散电容C的乘积有关。所以我们可以改变相应的参数来提高电阻分压器的性能。例如测量高压快脉冲的电阻分压器、方波响应最佳的电阻分压器、两种变截面高压纳秒级电阻分压器、小微秒级200kV脉冲电阻分压器、以及新型600kV冲击电阻分压器。
2、电容分压器
用于测量脉冲电压的电容分压器可分为两种类型。一个分压器的高压臂由若干个高压电容组成,而另一个分压器的高压臂只有一个电容。前一种分压器多采用带绝缘外壳的油纸绝缘脉冲电容器组装而成。要求这个电容的电感比较小,能承受短路放电。高压油纸电容器由多个元件串并联组装而成。每个元件不仅有电容,还有固有电感和串联的接触电阻,以及并联的绝缘电阻。当然,每个元件也有对地杂散电容。这种分压器应该看作是分布参数,所以称为分布电容分压器,如图2所示。后一类分压器的高压臂只有一个电容,通常是一对几乎均匀电场中的金属电极。它的电极是一个以空气为介质的集中电容器,故称集中式电容分压器。
分布式电容分压器由多个脉冲电容组成,只有幅度误差,没有波形误差。至于幅值误差,用标准分压器校正后可以完全消除。但是,在测量陡波时,电容分压器屏蔽环的杂散电容要大得多,响应时间也大得多。所以对于陡波的测量,电容分压器的响应特性不如屏蔽电阻分压器。单电容分压器不耗能,无发热烦恼。电容分压器比电阻分压器更适合测量长波前和半峰时间的波。此外,
充有压缩气体的标准电容器可作为集中式电容器分压器的高压臂。该电容容值准确稳定,介质损耗很小。因为是屏蔽的,所以电容值不受周围物体的影响。已成功用于工频测量。但作为脉冲电容分压器使用时,会出现一些问题,即叠加高频振荡。
3、阻容分压器
阻容分压器按连接方式可分为阻容串联分压器和阻容并联分压器。阻容串联分压器又称阻尼电容分压器。最近,高压分压器常被称为这种形式。它克服了电容电路的残余电感,防止了分压器的振荡,具有优良的性能。根据加入的阻尼,阻容串联分压器可分为高阻尼电容分压器和阻尼电容分压器两种。
高阻尼电容分压器不能用作冲击电压发生器的负载(调波)电容器。它仅用作测量电压的转换装置。低阻尼电容分压器的串联阻尼电阻很小,其连接不会使测试电路难以产生标准波。它还可以用作负载电容器,是一种通用分压器。在方便性方面,比高阻尼电容分压器有很多优点;但在响应特性方面不如高阻尼电容分压器,因为它也有振荡。在设计中,电阻被放置在电容中。每个电阻只有几十欧姆,总电阻只有几千欧姆。这是现代使用最广泛的高压分压器(“3MV”)。也可用作工频电压测量。额定电压应降低到脉冲电压的1/3左右。图 3 显示了一个 6MV 户外阻尼电容分压器。其顶部双环为高压电极,用于均压。
理论上,当电压变化较快时,分压比主要由电容决定,而当变化较慢时,则由电阻决定。他的电阻丝紧紧地缠绕在瓷管上,与各个电容并联。实践证明,所选电阻值不能太小,否则会影响发生器的输出负载,所以一般选择偏大,偏大偏小,与纯电容分压器类似没有抵抗力。因此,在实验室实际测试中已经去除了电阻。