高壓交直流電的測量方法

    交直流分壓器作為高電壓測量之理想設備，主要用于電力系統及電氣電子設備制造部門測量工頻交流高電壓和直流高電壓。

交直流分壓器由高壓分壓器和低壓顯示表兩部分組成，兩者采用配套電纜連接使用。

1. 直接測量法

1.1 原理與實現

直接測量法采用高精度高壓測量儀器直接接入被測回路，通過電磁感應或電容耦合原理實現電壓測量。典型代表為精密電壓互感器（PT），其利用電磁感應原理，將一次側高壓按比例轉換為二次側低壓信號。

2.1 技術特點

測量范圍：通常適用于10kV-800kV交流系統

準確度等級：0.1級至0.5級

頻率響應：50/60Hz工頻最佳，高頻特性受限

優點：測量精度高，穩定性好

局限性：體積較大，安裝要求高

2. 分壓器法

2.1 電阻分壓器

電阻分壓器由高壓臂電阻和低壓臂電阻串聯構成，通過電阻分壓原理實現電壓測量。關鍵技術在于高穩定性電阻材料的選用和溫度補償設計。

技術參數：

分壓比精度：±0.5%-±1%

響應時間：<100ns

適用電壓：最高可達1500kV

2.2 電容分壓器

電容分壓器利用電容分壓原理，特別適用于高頻高壓測量。其核心部件為高壓標準電容器，要求具有低損耗、高穩定性的特點。

性能比較：

參數電阻分壓器電容分壓器

頻率特性 較差 優良 

溫度影響 較大 較小 

功率損耗 較高 極低 

暫態響應 快 較慢 

3. 球隙測量法

3.1 標準球隙裝置

根據IEC 60052標準，球隙法是通過測量已知間距的球電極間放電電壓來確定高壓值的方法。該方法被認為是高壓測量的原始基準。

關鍵參數：

球徑范圍：5cm-200cm

測量不確定度：±3%

適用電壓：50kV-2500kV

3.2 影響因素分析

大氣條件修正：需按標準進行氣壓、溫度、濕度修正

球面光潔度：Ra≤0.8μm

安裝誤差：軸線偏差應<2°