浅谈交流高电压的测量方法
电力运行部门测量交流高电压，是通过电压互感器和电压表来实现的，下面是小编搜集整理的一篇探究交流高电压测量方法的论文范文，供大家阅读查看。
【摘要】 高电压的测量在工业领域，尤其在电力系统方面经常遇到，但有时所要测量的高电压常常比现有电压互感器的额定电压高许多，本文正是针对此类问题分析比较其他测量高电压的常用方法。
关键词：高电压 高电压测量
电力运行部门测量交流高电压，是通过电压互感器和电压表来实现的。把电压互感器的高压边接到被测电压，低压边跨接一块电压表，把电压表读数乘上电压互感器的变比。就可得被测电压值。但这种方法在高电压实验室中用得不多，因为高电压实验室中所要测的电压常常比现有电压互感器的额定电压高许多，特制一个超高压的电压互感器比较昂贵，而且很高电压的互感器也比较笨重，所以来用别的方法来测量交流高电压。在高压实验室中用来测量交流高电压的方法很多，目前最常用的有下列几种方法：
一.球隙测量
1.球隙测量原理
球隙法测量高电压是试验室比较常用的方法之一。空气在一定电场强度下，才能发生碰撞游离。均匀电场下空气间隙的放电电压与间隙距离具有―定的关系。可以利用间隙放电来测量电压，但绝对的均匀电场是不易做到的，只能做到接近于均匀电场。测量球隙是由一对相同直径的金属球所构成。加压时，球隙间形成稍不均匀电场。当其余条件相同时，球间隙在大气中的击穿电压决定于球间隙的距离。对一定球径，间隙中的电场随距离的增长而越来越不均匀。被测电压越高、间隙距离越大。要求球径也越大.这样才能保持稍不均匀电场。出于测量球并不是处在无限大空间里，而是有外物及大地对球间电场发生影响，所以很难用静电场理论来计算球间的电场强度和击穿电压，因此测量球隙的放电电压主要
靠试验来决定的。
2.球隙测量特点
我们对测量球隙作为一种高电压测量方法的优缺点进行比较。其优点是：
(1) 可以测量稳态高电压和冲击电压的幅值，几乎是直接测量超高压的唯一设备。
(2) 结构简单，容易自制或购买，不易损坏。
(3) 有一定的准确度，测量交流及冲击电压时准确度在 3%以内。
球隙测量法的缺点是：
(1) 测量时必须放电，放电时将破坏稳定状态可能引起过电压。
(2) 气体放电有统计性，数据分散，必须取多次放电数据的平均值，为防止游离气体的影响，每次放电间隔不得过小.且升压过程中的升压速度应较缓慢，使低压表计也球隙放电瞬间能准确读数，测量较费时间。
(3) 实际使用中.测量稳态电压要作校订曲线，测量冲击电压要用50%放电电压法，手续都较麻烦。
(4) 要校订大气条件。
(5) 被测电压越高，球径越大，目前已有用到直径为3m的铜球，不仅本身越来越笨重，而且影响建筑尺寸。
(6) 一般来说测量球隙不宜使用于室外，实践证明，出于强气流以及灰尘、砂土、纤维和高湿度的影响，球隙法在室外使用时常会产生异常放电。
二 静电压表法测量
1.静电压表法测量原理
静电压表法测量原理是加电压于两电极，由于两电极上分别充上异性电荷，电极就会受到静电机械力的作用，测量此静电力的大小或是由静电力产生的某一极板的偏移(或是偏转)就能够反映所加电荷的大小。
静电电压表有两种类型，一种是绝对静电电压表，另一种是非绝对的静电电压表，由于绝对静电电压表结构和应用都非常复杂。在工程上应用较多的还是构造相对简单的非绝对静电电压表，其测量不确定度为1%～3%。量程可达1000KV。此种测量表测量时可动电极有位移。可动电极移动时，张丝所产生的扭矩或是弹簧的弹力产生了反力矩，当反力矩和静电场的力矩相平衡时，可动电极的位移达到一个稳定值。与可动电极相连接在一起的`指针或反射光线的小镜子就指出了被测电压的数值。静电电压表从电路中吸取的功率相当小，当测量交流电压时，表计通过的电容电流的多少决定于被测电压频率的高低以及仪器本身电容的大小，由于仪表的电容一般仅有几皮法到几十皮法，所以吸取的功率十分的微小，因此静电电压表的内阻抗极大。通常还可以把它接到分压器上来扩大其电压量程，目前国内已生产有250～500kV的静电电压表。
2.静电压表法测量特点
静电电压表的优点是它基本上不从电路里吸取功率，或是只吸取极小量的功率。但是静电电压表的测量也存在着明显的缺点：
(1) 容易受到外界电场的干扰，同时静电电压表不能在有风的环境中使用，否则活动电极会被风吹动，造成较大的测量误差。
(2) 静电电压表的准确等级通常在1.5级左右，有一定的测量误差。若其安放位置或高压引线的路径处置不当，往往会造成显著的误差，另外它携带不方便。否则活动电极会被风吹动，造成较大的测量误差。所以一般被用于实验室里测量100～250kV及以下的电压。
三 分压器测量法
1.分压器测量原理
分压器是一种将高电压波形转换成低电压波形的转换装置，它由高压臂和低压臂组成。输入电压加在整个装置上，而输出电压则取自低压臂。通过分压器可以解决低压仪器测量高压峰值以及波形的问题。分压器可以分为电阻分压器如图1所示，电容分压器如图2所示，阻容分压器，各种分容器都有自身的特点。例如在工频耐压试验很多时候电压会很高，在使用电阻分压器和阻容分压器时会产生杂散电容，影响测量的精度，同时电阻分压器在工频耐压试验中会消耗很多功率，所以在工频耐压试验中，往往用到的分压器是电容分压器。用电容分压器测量高电压的原理是，将被测电压通过串联的电容分压器进行分压，测出其中低阻抗电容器上的电压，再用分压比算出被测电压，如图2所示，图中C1、C2分别代表高电压臂和低电压臂的电容，测量仪表接在C2两端，可以用高阻抗的交流电压表或静电电压表测量电压的有效值，也可以用峰值表测量电压的峰值;还可以用示波器观察波形和测量电压的峰值。R为并联在C2上的一个高电阻，可以用它防止C2在加压前或加压后所存在的残余电压。假定被测电压为U，C2两端电压为U2，根据电流连续性原理
2.分压器测量基本要求
对于分压器，一般有以下的基本要求：
(1) 分压器接入被测电路基本不影响被测电压的幅值和波形。
(2) 分压器所消耗的电能不能太大。在一定的冷却条件下，分压器消耗的电能所形成的温升不应引起分压比的变化。
(3) 由分压器低压臂所测得的电压波形与被测电压波形相同，分压比在一定的频带范围内应与被测电压的频率和幅值无关。
(4) 分压比与大气条件基本无关。
(5) 分压器中应无电晕及绝缘之泄漏电流，或者说即使有极微量的电晕和泄漏，它们应对分压比的影响很小。
(6) 分压器应采取适当的屏蔽措施，使它的测量结果基本上或完全不受周围环境的影响。
四 小结
高电压的测量方法还有很多，如利用整流电容电流测量交流高电压的峰值，利用整流充电电压测量交流高电压峰值等等。我们应该根据不同工程项目的特点选择最合适的测量方法。
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