约瑟夫逊电压标准

前言约瑟夫逊效应是超导体所特有的一种效应,是在液体氦的沸点4.2K(-269℃)温度下产生的。铅与铌等超导金属作弱连结时所见到的这种现象,是一般金属所不可能具有的性质。     

开尔文—瓦莱分压器的分析计算

开尔文—瓦莱分压器(Kelvin—Varley Divider)简称K—V分压器,是一种精密的电阻分压器,能给出准确、可变的比例关系,它与标准电压源配合可产生足够调节细度的标准电压,也可与任意量程的测量仪器配合准确地去测量电压。因此K—V分压器在标准实验室中占有重要地位。     

DCTV阻容分压器热平衡条件下温度及传热特性分析与计算

传统直流电压互感器用阻容分压器作传感器,阻容分压器具有明显的自热效应,而且容易受到空气温度的影响,了解阻容分压器的温度分布及散热情况具有重要的意义。为此,结合经典的传热理论,建立了阻容分压器的传热模型,分析了热平衡时阻容分压器的传热过程,介绍了一种在热平衡条件下计算阻容分压器温度分布和散热情况的迭代算法,对典型尺寸的阻容分压器进行了计算,研究了阻容分压器的温度分布和散热情况以及空气温度、分压器功率对变压器油温度的影响。计算结果表明:①绝缘套管的散热量占总散热量的96%以上,金属盖板的散热量不到金属底板散热量的1/3;②在20°C、500W条件下达到热平衡时,变压器油的温度为43.04°C,绝缘套管内、外壁的温度差为3.61°C;③40°C条件下,1000W时的变压器油温度比500W时的高17°C;④500W条件下,40°C时的变压器油温度比20°C时的高20°C。     

宽频电容式分压器的研制

为解决电磁式电压互感器和电容式电压互感器(CVT)在谐波条件下,频率响应差的问题,研制了一台宽频电容式分压器。将2种常用的压缩气体标准电容器形式设计集成于一体。采用电磁场仿真软件完成主绝缘及电容量的设计,并对分压器主体分压比的温度系数进行了理论计算;为提高分压器后级带载能力,设计了具有两级缓冲电路的电压信号处理单元。试验结果表明:分压器满足绝缘设计,并在50~2 500 Hz满足0.1级互感器的误差要求,可用于电力系统内谐波计量。     

英国国家物理试验室对电压互感器的校验

一、慨述电压互感器(P.T)的校验是以高压分压器的比率在低压下标定为基础的。在低压下可直接实现精确的比率标准,然后利用分压器作为电压互感器高压校验时的比率标准。分压器由额定电压为150千伏的高压压缩气体电容器和250伏的低压云母电容器构成。在180伏50周的桥路中,用精确的八个十进盘的感应分压器来标定。对感应分压器可以非常精确的校验。在英国国家物理试验室,要求精度为十万分之一,感应分压器的比率误差和相角误差忽略不计。     

电磁式高电压比例标准的误差及其检定方法

高电压比例标准有电阻分压器、电容分压器和电磁式电压互感器等三种。电磁式高电压比例标准,结构比较简单,特别是稳定性好,工作条件要求低,使用方便。电阻分压器,国内曾用感应分压器在低压下校准,要求在恒温下工作,并通过分析计算推到高压下使用。电容分压器,国外用电容电桥在低压下校准,要求电容线性好,并通过分析计算推到高压下使用。本文对电磁式高电压比例标准的误差进行了分析计算,并提出用感应分压器组成的乘法线路进行检定。一、电磁式高电压比例标准的基本结构电磁式高电压比例标准是以空载运行的电压互感器为基础,为了减小互感器的误差,一般都采用双级互感器的结构,其原理线路如图1所示。图中Ws为激磁线圈,绕在铁心1上,W_1和W_2为比例线圈,绕在铁心1和2上。     

超导材料展望(提纲)

一、历史的回顾1.1911年发现汞的超导现象,其在4.2 K电阻为零(即超导临界温度Tc4.2K)以后,至1986年4月前超导体中Tc最高的为铌锗薄膜,Tc 23.2K;科学家们虽然不断作着巨大的努力,但Tc平均每年约仅提高0.3K。2.超导体由于具有零电阻现象(直流电阻为零);抗磁性(迈斯纳效应);约瑟夫逊效应(由薄绝缘层隔开的两块超导体间弱电流的无电阻通过等特异现象)。因之超导技术在磁体(高能加速器,     

基于标准电容器的工频、冲击两用型分压器的研制

高压标准电容具有优良的线性度、温度系数以及不受外界环境影响等优点,也可测量冲击电压。为此介绍一种600 kV基于压缩SF6气体绝缘的正立式标准电容器的两用型分压器。使用有限元分析软件ANSOFT对高压套管进行仿真计算,对接地屏蔽及中间电位屏蔽的位置和尺寸进行优化设计。当中间电位屏蔽上的电压系数k=41.6%时,沿套管外壁电场强度2个峰值持平约0.5 kV/mm,套管利用率最佳。对于电极的设计,依据电场大小确定高压电极形状和尺寸,不断优化屏蔽电极的尺寸,尽可能均匀低压电极表面的电场强度。为了改善分压器的动态性能,设计时低压电极与外壳外壁的距离仅25 mm。利用回归分析,工频电压下电容器的电压系数5×10~(-5)。安装低压臂后,测量得到分压器的动态特性,上升时间41.6 ns。雷电全波下与标准冲击电阻分压器进行比对,2台分压器输出波形一致性非常好。     

电阻型分压器高压测试精度改进研究

采用电阻型分压器作为电压转换装置测量含静态过程以及动态阶跃过程的高压时,信号的高测量精度是高压测试的重要指标,而分压器高压臂电阻是影响测量精度的关键因素之一。提出使用低额定功率的电阻构成分压器装置以提高电压测试精度,并仿真了分析不同散热方式、不同绝缘介质条件下高压臂电阻温度变化情况,根据仿真结果提出通过主动冷却的方式降低电阻的初始温度,从而解决选择低功率电阻时的高温问题。实验结果表明,使用解决了高温问题的低功率电阻构成分压器可有效提高电压测量精度。     

基于殷钢的高电压电容分压器研究

在光学电压互感器中经常用到电容分压器,但由于其分压比受温度变化的影响,致使应用受到限制;本文提出用殷钢制作电容分压器,通过与铜、铝制作的电容分压器相比精度大为提高,在-40℃～80℃温度范围精度达0.1%以内,为高精度电容分压器的设计提供了理论依据.     

基于电容分压的电子式电压互感器的研究

设计了一种 2 2 0kV气体绝缘开关用新型电子式电压互感器 ,互感器由电容分压器和数字变换器两部分组成。电容分压器的输出信号经数字变换器处理后转换为串行数字光信号输出。为提高电压互感器的稳定性 ,采用一小阻值精密电阻与电容分压器的低压固体介质电容并联。实验表明互感器线性度好 ,在 - 15°C～ +45°C温度范围内准确度满足 0 .2级要求     

数字控制绝对分压

本文提出一种绝对分压原理。一个这种原理的分压器的分压比不决定于它的元件的数值,而仅仅取决于分压器网络的结构。因此,校验是不必要的。绝对分压是沿着分压器网络的所有位置周期性地转换网络元件得到的。在每一位置上,维持一个相等的时间间隔。这样一个动态分压器输出电压的平均值等效于一个具有同样网络结构、但元件的数值都相同的静态分压器。为了在实际上验证这一原理,已经做成了一个数字控制的电阻分压器。它是由通用电子元件组成的。如,5%偏差的碳膜电阻;用结型场效应晶体管作电子开关以及用数字集成电路来产生开关驱动信号。这个分压器的不精确度小于5×10~(-6),在0～40℃范围内温度系数小于5×10~(-8)/℃。可以期望,这台模型的性能还可作进一步的改进。     

高压电能表中电容分压器稳定性试验分析

针对挂网运行中的高压电能表中电容分压器长期稳定性较差的问题,提出一种多级串联结构的干式电容分压器,并对其分压电容进行7 000h加速电压老化试验、温度试验和取能试验。试验结果表明,分压电容容量随电压老化时间不断衰减,且衰减分散性较大,试验初期衰减较快、后期趋缓,衰减特性可用高斯函数进行拟合,因此可通过电压加速老化和筛选分散性较小分压电容的方式提高电容分压器的长期稳定性;温度系数对电容分压器的影响较小,在计量精度允许范围内;取能电容分压器有稳定的功率输出,能够满足高压电能表中高电位电子线路的功耗要求。文章试验结论为高压电能表的稳定、可靠运行提供了技术支撑。     

500kV集中式标准电容分压器的研制

研制了一种基于标准电容器的集中式电容分压器,该分压器的高低压臂电容电极采用同种金属极板材料并处于压缩SF6气体绝缘介质中,可以保证分压器高低压臂电容温度系数、电压系数等特性参数的一致性,进而保证电容分压器分压比的稳定性;采用理论计算及仿真分析相结合的方式确定了标准电容器各部分的尺寸。针对绝缘外筒表面上存在电压分布不均匀的情况,在分压器内部加设多层均压电极后改善了绝缘套管上的电场分布情况。经实际测试,标准电容分压器高压臂电容量及分压比实测值与理论计算值十分接近,其高压臂电容量电压系数为1.01×10-5。     

串联阻尼电容分压器的基本原理和通用分压器

在综述冲击电压分压器的发展史的基础上,阐述了串联阻尼分压器的基本原理。说明分压器为同时满足交流电压和脉冲电压的测量时,其参数的选择条件和最佳阻尼分压器与低阻尼分压器的区别,并介绍了通用分压器。     

Nb薄膜超导量子干涉器件及其应用

1、前言所谓超导状态是在超低温条件下,电子两个两个成对地在电阻为零的导体内移动的现象。在两个超导体之间即使加上一层薄的绝缘层,或者在一个超导体中间形成一个狭窄的收缩区,它们之间也有超导电流流通。在它们上面一加上电压就有交流电流产生,这种现象叫做约瑟夫逊效应。约瑟夫逊结以磁通量子为单位(2.07×10~(-16)Wb)对磁通产生响应。超导量子干涉计—SQUID(Superconducting Quantum Interference Devices)经常被作为高灵敏变磁传感器使用。我国从1970年     

500 kV压缩气体标准电容分压器的研制

传统的电容分压器由于高低压臂的结构和材质不同,难以保证其分压比的稳定性,为此研制了一种基于平板电极结构的集中式标准电容分压器,该分压器的高低压臂电容电极采用同种金属极板材料,并处于压缩SF_6气体绝缘介质中,可以保证分压器高低压臂电容温度系数、电压系数等特性参数的一致性,进而保证电容分压器分压比的稳定性。采用理论计算及仿真分析相结合的方式确定了标准电容器各部分的尺寸,针对分压器绝缘外筒表面上电压分布不均匀的情况,在分压器内部加设多层均压电极后改善了绝缘套管上的电场分布情况。经实际测试,标准电容分压器高压臂电容量及分压比实测值与理论计算值十分接近,其高压臂电容量电压系数优于1.5×10~(-5),分压器线性度优于1.0×10~(-4),可以作为标准电压分压器使用。     

高精度(10~(—9)数量级)约瑟夫逊电位差计的研制

目前用约瑟夫逊元件作为一次电压标准已为众所周知。约瑟夫逊元件具有产生最高精度的标准电压特性。在下面将提到约瑟夫逊元件还具有将此标准电压变换成任意值电压,并没有精度损失的优点。作为同时利用这两个特性的应用,研制了利用约瑟夫逊元件的电位差计。这种电位差计的优点是不需要以往电位差计所不可缺少的标准操作,即基准电压的校准和刻度线性度的校准。同时,还具有实现靠以往的技术所达不到的高精度的可能性。     

用于毫伏级交流电压溯源中的感应分压器设计及自校准实现

叙述了2～500 mV/1 kHz～1 MHz范围内的低电压交直流转换溯源技术,介绍了利用十进制感应分压器在低电压交直流转换技术的量程的扩展上的应用。介绍了基于汤普森方法对十进制感应分压器的设计和校准,并给出了校准的试验数据。同时也描述了一个可抬高电位的,具有一个额外二次绕组的校准用感应分压器的设计和绕制。校正电路和输入输出电压隔离分压器以及N型连接头的设计进一步降低了标准分压器的磁误差。校准系统应用于毫伏级电压和工频下的感应分压器。     

高压精密直流电阻分压器散热设计

直流电阻分压器的散热问题是制约其长期运行可靠性、测量精度的关键因素之一.尤其在分压器工作电流较高时.笔者通过实验及仿真分析相结合的方法.找到了一种解决方案.设计了一种以高导热系数的固体物质为绝缘介质的直流分压器结构,进行了温度场的计算和温度测量试验.该设计为开发直流电子式电压互感器产品提供了基础.