什么是分壓器
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什么是分壓器?
電壓分頻器是一種特殊的現場測量儀器,可以用來測量直流高壓和交流高壓。該分壓器采用平衡等電位屏蔽結構,在全密封絕緣圓柱體內使用高質量的電子元件,具有檢測準確、線性度好、性能穩定、結構合理、攜帶方便、操作簡單、視覺顯示等特點。因此它是一種理想的現場測量儀器。
什么類型的分壓器?根據分壓器的原理,它可以分為三類:電阻分壓器、電容分壓器和電阻電容分壓器。
1、電容分壓器
測量脈沖電壓的電容分壓器可分為兩種類型。一個分壓器的高壓臂由多個高壓電容器組成,而另一個分壓器的高壓臂僅有一個電容器。原分壓器主要由油紙絕緣脈沖電容器和絕緣殼組裝而成。該電容器必須具有較小的電感,并能承受短路放電高壓油紙電容器是由幾個組件進行串聯組裝而成。每個組件不僅具有電容,而且具有串聯的固有電感和接觸電阻,以及平行的絕緣電阻。當然,每個組件也有與地面的雜散電容。這個分壓器應該被看作是分布參數,因此它被稱為分布式電容分壓器,如圖所示。后一種類型的分壓器的高壓臂僅有一個電容器,通常是近均勻電場中的一對金屬電極。空氣用作電極之間的介質它是一個集中電容,所以它被稱為集中電容分壓器。
分布式電容分壓器由多個脈沖電容器組成,僅有幅值誤差,無波形誤差。對于幅值誤差,在用標準分壓器修正后,可以完全消除。然而,在測量陡峭波時,由于電容式分頻器的電容比屏蔽電阻分頻器的屏蔽環的雜散電容大得多,所以響應時間也要大得多。因此,對于陡峭波測量,電容式分壓器的響應特性不如屏蔽式分壓器的響應特性。單電容分壓器不耗能,不存在加熱問題。對于長波前和半峰值時間的測量波,電容分頻器比電阻分頻器更有優勢。另外,電容式分壓器也可以作為負載電容調節波形。集中電容分壓器的高壓臂可以是一個標準電容器,充滿壓縮氣體。該電容器電容值準確、穩定,介電損耗小。由于它是屏蔽的,所以電容值不受周圍物體的影響。它已成功地應用于功率頻率測量中然而,當使用它作為脈沖電容分頻器時,存在著一些問題,即疊加高頻振蕩。該電容器電容值準確、穩定,介電損耗小。由于它是屏蔽的,所以電容值不受周圍物體的影響。它已成功地應用于功率頻率測量中然而,當使用它作為脈沖電容分頻器時,存在著一些問題,即疊加高頻振蕩。該電容器電容值準確、穩定,介電損耗小。由于它是屏蔽的,所以電容值不受周圍物體的影響。它已成功地應用于功率頻率測量中然而,當使用它作為脈沖電容分頻器時,存在著一些問題,即疊加高頻振蕩。
2、電阻分頻器
內阻是一種結構簡單、使用方便、測量精度高、穩定性好的純電阻。它被廣泛使用。在雷電脈沖電壓條件下,以電阻分壓器為轉換裝置具有一定的優點:
(1)用溫度系數小的銅線或溫度系數小、電阻系數高的卡馬線纏繞,具有高溫穩定性和長期穩定性。
(2)使用可壓縮電阻除波器結構可以實現高響應特性。
由于上述優點,許多標準測量系統都是由電阻分頻器組成的。但它也有一些缺點:
(1)為了追求高響應性能,其電阻不應過高。由于它會影響脈沖電壓發生器的負載,其連接將縮短沖擊波的半峰值時間。然而,通常可以調整發電機的波尾電阻來解決這個問題
由于同樣的原因,電阻電容器很難用來測量開關脈沖電壓。
在測量瞬態脈沖電壓時,電阻分頻器產生的誤差與電阻值的乘積和地面的雜散電容有關,因此應盡量減小雜散電容對地面的大小和影響。電阻分壓器應盡可能降低電感。為此目的,卡馬線或康斯坦坦線必須緊緊地綁在絕緣管上,在各層之間用很薄的絕緣紙,然后浸入含有變壓器油的絕緣筒內,以減小分壓器的尺寸,降低地面的電容,并在其頂部安裝一個屏蔽環,作為補償結構
測量脈沖電壓時,電阻分頻器的誤差與電阻值R的積和地面的雜散電容C有關。因此,我們可以改變相應的參數,以提高電阻分頻器的性能。例如,用于測量高壓快速脈沖的電阻分頻器、具有Z-最大方波響應的電阻分頻器、具有可變橫截面的兩種高電壓納秒電阻分頻器、具有微妙級的小型200KV脈沖電阻分頻器和新的600KV電阻脈沖分頻器。
3、電阻電容分頻器
根據連接方式,將電阻電容分壓器分為電阻電容串聯分壓器和電阻電容并聯分壓器。電阻電容串聯分壓器也稱為阻尼電容分壓器。最近,高壓分壓器常被稱為這種形式。它克服電容電路的殘余電感,防止分壓器振蕩。它的表現非常出色。根據不同的阻尼值,RC串聯分壓器可分為高阻尼電容分壓器和局部阻尼電容分壓器兩種類型。高阻尼電容分壓器不能作為脈沖電壓發生器的負載(波調節)電容。它只用作測量電壓的轉換裝置低阻尼電容分壓器的串聯阻尼電阻很小。它的連接不會使在測試電路中產生標準波變得困難它也可以用作負載電容器。它是一個通用的分壓器。從使用方便的角度來看,它比高阻尼電容分壓器有更多的優點;但從響應特性來看,它不如高阻尼電容分壓器,因為它也有振動。電阻設計成放在電容器中每個電阻只有幾十歐姆,總電阻只有幾千歐姆。這是一種現代的Z寬高壓分壓器(3MV),也可以作為功率頻率電壓測量。額定電壓應降至脈沖電壓的大約1/3。
理論上,當電壓快速變化時,分壓比主要由電容決定,而當電壓緩慢變化時,則由電阻決定。他的電阻線緊緊地繞在瓷管上,與每個電容器平行實踐證明,所選電阻值不能太小,否則會影響發電機的輸出負荷,因此一般選擇大,但太大,影響小,與無電阻的純電容式分壓器相似。因此,實驗室在實際試驗中消除了電阻。