测量冲击电压的精密电容分压器

<正> 一、前言 分压器的基本型式是电阻和电容型二类。电阻分压器应用中主要的问题在于杂散电容的存在,其分压比与频率有关;纯电容分压器的分压比与频率无关,杂散电容的影响较小。 无论那种分压器总是需要引线连到电源上,而引线本身的寄生电感和电容,构成串连谐振回路在方波响应中又会造成过渡的振荡。唯一的措施是引入与引线特性阻抗相匹配的电阻,但依然会出现阻尼振荡。由于测量冲击电压的高压臂电容是由若干电容串联组成的,因而在高频下应按传输线理论来考虑,即或引线两端完全匹配也会因行波振荡而使方波响应曲线变得面目全非。     

用于Marx发生器电压测量的水电阻分压器

为了测量PTS单路样机Marx发生器的输出电压,设计并标定了一个二级分压的水电阻分压器。水电阻分压器设计中需注意在不同介质的分界面及三相点位置产生的局部高电场,采取适当的均压设计可避免绝缘击穿。水电阻分压器用比对法标定,短路实验和100Ω水电阻负载实验的标定结果相差约15%。分析认为误差的原因是标准分压器和Marx发生器输出端的连接线与主回路之间存在互感,造成短路负载情况下标准分压器的测量值低于实际值,导致标定结果出现较大偏差。改进实验线路后标定结果偏差<3%。     

电阻型冲击电压分压器阶跃波响应的仿真

利用模拟电荷法获取冲击电压分压器的杂散电容分布 ,在考虑其残余电感、导线电阻和相关因素的分布参数后 ,得到了分压器系统过渡过程的等效网络。比较利用EMTP对该系统的阶跃波响应的仿真与测量结果表明 ,这种方法可较准确地仿真分压器系统的阶跃波响应和某些参数 ,并给出电阻分压器系统某些部件的优化设计方案     

带引线的冲击电压分压器

在数百万伏的特高压下,由于冲击电压测量回路的空间尺寸很大,随频率而变的传输特性不可避免地会受到分布电磁场的强烈影响,而为了判断快速电压脉冲的测量误差,首先必须弄清传输特性。这时,电磁过程的有限传播速度具有特殊重要的意义,这种电磁过程在一级近似中可以看作是行波传输过程。本文将系统地探讨测量回路的方波响应,尤其是测量回路的等效电路的响应时间。在测量回路中,连到分压器上的一根金属引线大体上可用行波传输线来模拟,而电压分压器本身则用链式网络来模拟。研究结果表明,无论是阻尼的或不阻尼的引线,对整个测量回路的传输特性有很大影响,在实验测定方波响应时,对本文提出的一些看法必须加以考虑。     

冲击电阻分压器高压臂电阻绕法分析

对于冲击电阻分压器,在测量短脉冲时需要考虑剩余电感的影响.对冲击电阻分压器高压臂电阻的三种无感绕法进行介绍,比较了相同条件下三种无感绕法的电感值,分析了不同骨架形状和骨架周长对于电感值的影响.结果表明:在骨架相同的情况下,双线单层绕法的电感最小;对于双线双层反向绕法,骨架周长相同时,矩形骨架的电感小于圆形骨架的电感,矩形骨架长宽比越接近1电感越大;对于圆形骨架,电感值随着骨架周长的变化基本不变.     

冲击电阻分压器响应特性的研究

笔者研制了500 kV精密冲击电阻分压器,用于测量冲击全波及波前截波.笔者使用ATP软件对冲击电阻分压器进行了电路仿真,并且利用纳秒方波源对其进行了阶跃波响应试验,通过改变阻尼电阻大小、高压臂阻值及高压臂距离地面高度,研究了影响冲击电阻分压器响应特性的因素.所研制的分压器样机部分响应时间为7.4 ns,过冲18.8％.     

高压直流分压器内部故障对电压测量的影响

高压直流分压器是换流站的主设备之一,其准确测量是确保高压直流输电系统正常运行的关键因素。介绍了高压直流分压器内部结构和电压测量原理,通过仿真分析几种常见的内部故障对分压器测量输出值的影响,提出了相应的预控措施。     

GIS瞬态外壳电压测量用电阻性阻抗分压器研制

随着国内特高压输电技术的发展,气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulated switchgear,GIS)瞬态外壳电压(transient enclosure voltage,TEV)对人员和二次设备的安全越来越构成威胁,对TEV进行准确测量是十分必要的。文中针对特高压GIS的TEV测量需要,研制了电阻性阻抗分压器,通过仿真和实验研究该分压器的结构和参数对其阶跃响应的影响。仿真和实验结果表明当分压器高压臂电阻高压侧有均压套筒时,随着均压套筒长度增加,阶跃响应上升时间逐渐减小,当套筒长度超过一定长度后,继续增大套筒长度会使得阶跃响应的过冲迅速增加;当分压器高压电阻低压侧有屏蔽套筒时,由于对地电容的增加,分压器阶跃响应上升时间显著增大。文中研制的分压器电压上升时间约为3 ns,部分响应时间1.9 ns,过冲约为8.7%,实验表明其绝缘性能、刻度因数以及阶跃响应满足特高压GIS中TEV的测量需要。使用该测量系统已进行了TEV现场测量,测量结果稳定。     

用于测量GIS中瞬态外壳电压的电阻性阻抗分压器

设计了用于测量GIS中TEV的阻抗分压器及其测量系统 ;分析了该系统的特性 ,并对其刻度因数和阶跃响应进行了实测 ,在实验室和现场进行了应用。结果表明 ,该系统主要性能满足IEC6 132 1标准的要求 ,可以在工程中应用     

在冲击电阻分压器低压侧进行测量误差的补偿

一个由电阻和电容并联组成的补偿网络插入到冲击电阻分压器低压臂电阻和测量电缆输入端之间。如果这个补偿网络的参数选择得适当,就可以相当显著地减少测量系统的响应时间和部分响应时间。这种带补偿网络的测量系统的记录叠加高频振荡的能力也提高了。本文在一个1.2MV电阻分压器测量系统上进行了实验,给出了结果,还进行了相应的理论计算。     

一种同轴高压电容分压器的设计

叙述了电容分压器的电路原理,分析并推导出同轴电容分压器的容值计算公式,给出了波形无畸变条件;在此基础上,设计出适用于强流电子束加速器的电容分压器,并应用于实验测试中。实验结果表明,设计的高压同轴电容分压器满足测量要求。     

冲击电压分压器线性度试验研究

冲击电压测量系统在溯源过程中通常使用低压直流源或冲击电压校准器测量分压器的刻度因数,因而必须考虑分压器线性度对测量系统测量不确定度的影响问题。在现今我国尚未建立标准系统的情况下,提出用试验的方法测量分压器的线性度:首先用线性度可忽略的电阻分压器R200S得到冲击电压发生器的线性度,采用直流分压器测量冲击电压发生器的充电电压,测量试品分压器HCR600示值与充电电压的比值,修正发生器的影响后得到分压器的线性度,结果显示HCR600的线性度单调下降,从+0.4%至-0.8%,正负极性最大差值为0.14%,且负极性的线性度优于正极性。然后进行试验验证:用线性度已知的500kV电阻分压器与HCR 600进行比对而得到线性度变化曲线,并与之前的试验结果进行比较,两者变化趋势相同,相同电压下最大差值点仅为0.15%。说明此方法可较准确地测量分压器的线性度,可用于冲击电压建标时的试验验证,发生器等试验设备满足一定条件时此方法也可用于特高压冲击设备的校准。     

冲击电压分压器关键计量性能解析(上)

冲击电压试验是电气设备尤其是电力设备必不可少的绝缘试验项目,冲击分压器的准确度直接影响到电气设备的绝缘可靠程度,关系到电力系统的安全运行水平.电力行业标准《冲击分压器校准规范》即将颁布,上篇重点对几项关键计量性能指标:适用范围的界定、响应时间对雷电波的峰值测量误差分析、校准条件解读等做了详细的分析和讨论,并就分压器分压比的误差、等电位屏蔽等要素进行了阐述,以便加深对新颁标准的理解及应用.     

一起冲击电压分压器故障缺陷的分析和处理

对冲击电压波形异常现象进行了分析,确定是由于冲击分压器故障引起。对故障原因进行了分析,认定冲击分压器存在缺陷,修复了冲击分压器,并总结了相应的改进措施。     

标准冲击分压器的研制与特性校验

为在我国开展冲击电压测量基准传递工作,提高冲击电压测量准确度水平,本文研制了一台250kV标准冲击分压器,并讨论了分压器方波响应及分压比等特性校验的正确方法。经特性校验和国际对比试验证明,该分压器具有优良的技术性能,其部分响应时间T_α≈3ns,过冲β≈9%,与加拿大国家研究委员会(NRC)的标准分压器的冲击测量结果相差+0.51%(全波)及+0.7%(截波),达到了国际同类分压器的先进水平。该分压器现已作为标准测量设备在我国国家高电压计量站投入使用。     

按暂态电场原理计算电阻分压器的方波响应

提出用暂态电场原理及其计算方法来计算电阻分压器的方波响应。文中以一台1.5MV的电阻分压器为实例作了计算,证明该法能对分压器在方波作用下的暂态行为给出完整的概念,能对其冲击测量特性作出详尽的评价。