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分壓器的分類及其特點(diǎn)

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  • 發(fā)布時(shí)間:2017/9/30 15:16:51
  • 作者:hb_yinhe

  根據(jù)《GB/T 2900.19-1994 電工術(shù)語 高電壓試驗(yàn)技術(shù)和絕緣配合》定義,分壓器是指由高壓臂和低壓臂組成的轉(zhuǎn)換裝置。被測(cè)高電壓作用于整個(gè)裝置,輸出電壓從低壓臂引出,高、低壓臂的元件通常為電阻、電容或兩者的組合,而相應(yīng)的裝置分別稱作電阻分壓器、電容分壓器和阻容分壓器。

電阻分壓器

  由電阻元件串聯(lián)構(gòu)成的分壓器。 電阻分壓器內(nèi)部電阻為純電阻,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便,測(cè)量精度高,穩(wěn)定性好,被廣泛采用。

電阻分壓器原理圖

電阻分壓器原理圖

  電阻電容器采用溫度系數(shù)小的電阻絲康銅絲或溫度系數(shù)小而且電阻系數(shù)高的卡瑪絲繞成時(shí),它的溫度穩(wěn)定性高,長(zhǎng)期穩(wěn)定性也較高。采用壓縮性的電阻分壓器結(jié)構(gòu),它的響應(yīng)特性有可能做得比較高。

電容分壓器

  電容分壓器因?yàn)橄鄬?duì)普通電阻式分壓器的耐壓強(qiáng)度大,不易擊穿,一般用來測(cè)量交流高壓。但由于其頻響效應(yīng)的響應(yīng)時(shí)間值比電阻分壓器大,所以在沖擊電壓的測(cè)量中比電阻分壓器用的少,對(duì)于特高沖擊電壓的測(cè)量經(jīng)常用阻容分壓器。

  電容分壓器可分為兩種類型。一種分壓器的高壓臂是由多個(gè)高壓電容器疊裝組成,另一種分壓器的高壓臂僅有一個(gè)電容。前一種分壓器多半用絕緣殼的油紙絕緣的脈沖電容器來組裝,要求這種電容器的電感比較小,能夠經(jīng)受短路放電。一個(gè)高壓油紙電容器是由多個(gè)元件串并聯(lián)組裝起來的,每個(gè)元件不僅有電容,而且有串聯(lián)的固有電感和接觸電阻,還有并聯(lián)的絕緣電阻,當(dāng)然每個(gè)元件還有對(duì)地雜散電容,這種分壓器應(yīng)看做分布參數(shù),故名為分布式電容分壓器。后一種分壓器的高壓臂僅一個(gè)電容,常為接近均勻電場(chǎng)中的一對(duì)金屬電極,它的電極間以空氣為介質(zhì),是一個(gè)集中電容,故名為集中式電容分壓器。

  分布式電容分壓器由多臺(tái)脈沖電容器疊裝而成,只有幅值誤差而無波形誤差。至于幅值誤差,只要用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的分壓器校訂以后是完全可以消除的。但在測(cè)量陡波時(shí),由于電容分壓器的電容比屏蔽電阻分壓器屏蔽環(huán)的雜散電容大得多,因而響應(yīng)時(shí)間也大很多。所以對(duì)測(cè)陡波來講,電容分壓器的響應(yīng)特性不如屏蔽電阻分壓器好。單電容分壓器不消耗能量,沒有發(fā)熱的麻煩。對(duì)測(cè)量波前和半峰值時(shí)間較長(zhǎng)的波,電容分壓器比電阻分壓器較為有利。此外電容分壓器還可兼作為負(fù)荷電容供調(diào)節(jié)波形之用。

  集中式電容分壓器的高壓臂可采用充壓縮氣體的標(biāo)準(zhǔn)電容器,這種電容器的電容值很準(zhǔn)而且很穩(wěn)定,介質(zhì)損耗很小。由于是被屏蔽起來的,電容值不受周圍物體的影響。在工頻測(cè)量中,使用得很成功。但用它來做沖擊電容分壓器時(shí),出現(xiàn)了一些問題,即出現(xiàn)疊加高頻振蕩。

阻容分壓器

  阻容分壓器分阻容串聯(lián)分壓器和阻容并聯(lián)分壓器,是在電阻分壓器和電容分壓器的基礎(chǔ)上進(jìn)行改脈沖高壓強(qiáng)流測(cè)試裝置的研制進(jìn)而發(fā)展來的,其響應(yīng)性能已經(jīng)有了很大的改善,是更為優(yōu)越的分壓器。

01阻容串聯(lián)分壓器

  阻容串聯(lián)分壓器克服了電容回路的剩余電感,抑制了分壓器的振蕩。這種分壓器也稱為阻尼電容分壓器,其響應(yīng)特性比純電容分壓器更優(yōu)良。但是,正由于電阻的接入,影響了其響應(yīng)時(shí)間。阻尼電阻太大了會(huì)加大響應(yīng)時(shí)間,當(dāng)分壓器在接入脈沖試驗(yàn)回路后,也會(huì)影響脈沖電壓的形成。若阻尼電阻太小了,又不能完全消除振蕩,而且,當(dāng)?shù)蛪罕壑挥须娙輹r(shí),也會(huì)增大相應(yīng)的起始上升時(shí)間,分壓器的響應(yīng)特性也不太好,在測(cè)量陡波時(shí)尤為明顯。

02阻容并聯(lián)分壓器

  阻容并聯(lián)分壓器是在電阻分壓器的基礎(chǔ)上,為了增大分壓器的縱向電容,改善分壓器上的電位分布,減小對(duì)地雜散電容的影響,提高分壓器的響應(yīng)特性而來的。制作良好的阻容并聯(lián)分壓器具有幅頻特性好、線性度高等優(yōu)點(diǎn)。而且阻容并聯(lián)分壓器因其測(cè)試的頻帶范圍比較大,從直流、工頻到?jīng)_擊電壓,基本覆蓋全部試驗(yàn)電壓的范圍。


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