《高电压测量技术》PPT课件.ppt

,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： 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 （大气50-250KV；SF6500-600KV） 不能测量一切冲击电压,FRC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，可代替高压静电电压表，使用方便，显示直观，测量精度高。 测量范围：0-50KV，0-100KV，0-150KV， 0-200KV，0-250KV，0-300KV 精度：1.50%，1%，0.5% 三.技术指标 1.准确度：AC1.5%，DC1% 2.分压比K=高压/低压=1000：1 所测量高压值=1000低压值（表中数值） 3.电气强度：1.2倍额定电压 4.环境条件：温度0-40摄式度，湿度85%,二、峰值电压表,（一）利用整流电容电流来测量交流高压,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型数字式峰值电压表： 主要有峰值保持器和模数转换器两大部分组成，当瞬间即逝的冲击信号到达以后该功能自行启动，判别峰值，跟踪并永久保持最大值,(二)利用电容器充电电压来测量交流电压（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： 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能大。 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，可大大简化测量过程。 但是被测电压波形必须是平滑上升的，否则就会产生误差。 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。,三、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 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 50%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。 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 来 达到50放电概率，此时被测电压即等于球隙在这一距离时的50冲击放电电压。 确定50%的放电概率常用10次加压法，即对球隙 加上10次同样的冲击电压，如有46次发生了放电，即可认为已达到50放电概率。,确定球隙或其他自恢复绝缘的50冲击放电电压：,多极法,或固定电压值，逐级调节球隙距离；或固定球隙距离，逐级改变所加冲击电压的幅值。得到放电概率P与所加电压U（或球隙距离d)的关系曲线，从而得到P50时的U50 （或d50%),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 被测电压很高时，采用高压分压器来分出一小部分电压，然后利用静电电压表、峰值电压表、高压脉冲示波器等来测量。 技术要求： 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,SGY数字高显表,组装分压器,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,高、低压臂均为电阻，如图530所示。,图中的放电管F起保护作用。,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。,（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量系统 什么是高压脉冲示波器？ 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？ “高压”二字并非指需要测量的电压很高，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23kV就够了。,高电压数字测量系统 硬件系统 高压分压器、数字示波器、计算机 打印机等。 软件系统 操作、信号处理、存储、显示、 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