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吉大《高电压技术》 第九章 冲击高电压的测量 课堂笔记 主要知识点掌握程度 重点掌握球隙放电法测量冲击电压、测量冲击电压的分压器、利用光纤传输技术测量冲击高电压、测量冲击高电压的示波器、用作测量高电压的弱电仪器的抗干扰措施。 知识点整理 测量系统必须具有良好的瞬态响应特性； 测量稳压或慢过程的测量不适宜冲击电压； 冲击电压测量峰值测量，波形记录方面 IEC和国家规定的认可的冲击电压测量系统要求。 实验室测量冲击电压方法 球隙法直接测量峰值； 分压器峰值电压表：只测峰值，不测波形；事先验证合乎标准，示波器观测波形 分压器示波器：峰值、波形、打印同时； 光电测量法光纤技术，测量系统有专门传感器或电容探头。 球隙放电法测量冲击电压 测量交直流电压时的规定仍可以用于冲击电压。 球隙测量电压的可靠性取决于测量结果的分散性 一、影响放电分散性的两个因素： 球面的尘污使放电电压降低，对交直流，冲击电压影响一样； 球隙间空气游离不充分使放电电压升高冲击电压下突出。 二、放电由有效自由电子触发 交直流电压变化慢，持续时间长间隙中出现有效自由电子不难； 冲击电压变化快，一霎即逝。短暂瞬间恰好出现自由电子困难； 电压高，球径较大，间隙空间大时出现有效自由电子容易； 电压高，球径较小，间隙空间小时，出现有效自由电子困难； 三、冲击电压测量的50%放电电压法 预放电：刚加电时，放电不正常，困难很低就放电，2-3次预放电，逐渐稳定，稳定值一个小范围的分数值。 50%放电电压：在此电压下，相应的球间距离的放电概率50%。 做法：球隙测量用50%放电电压，规定4-6次放电即可。 多级法：间隙逐级施加电压，每级加10次，求概率。 测量冲击电压的分压器 冲击试验最终以数字示波器，高压脉冲示波器来测量峰值和波形。 发生器与示波器间需要中间环节分压器； 百KV/千KV高压降到示波器可测冲击电压分压器 无畸变分压器：分压比准确，常数，不随电压高低，频率而波动。 电阻分压器 电阻分压器用电阻丝制 电阻要求：电阻丝绕制，为减小电感。丝线尽量短，材料是非磁性，电阻率大，温度系数小，用卡玛丝、康铜丝按无感绕法做成。 电容分压器 1、分布式：高压臂由多个高压电容叠装组成，多半用圆形绝缘外壳油纸或油浸塑料膜冲电容器组装，电感小。经受住短路放电，多个串联每个元件有容有电感和对地杂散电容分布参数故各分布式。 2、集中式：接近均匀电场的一对金属电板或标准电容器，气体介质。 阻尼式电容分压器 电容分压器因分布电感，杂散电容，施加陡峭冲击波引起高频振荡。 阻尼串联分压器阻尼式电容分压器工频、冲击两用。 组成冲击测量系统。 微分积分测量系统 微分积分测量系统： 对信号相继进行微分和积分，以形成分压，用以测量雷电冲击电压或极快速瞬态电压。 五、对冲击电压测量系统响应特性的要求 动态特性测定： 标准方法被测系统与标准系统比对； 替代方法测量阶跃响应； 国家标准中阐述实施细则； 利用光纤传输技术测量冲击高电压 光纤传输系统技术 光传输技术的一种（主要是指具有单色性、方向性和相干性的激光传输，最初是空间传输，70年代开始光纤传输） 光纤传输优点是频段高：10GHZ。理论上能大容量，抗干扰性能好。 利用光纤传输技术测量冲击高电压优点 高压和低压测量仪器通过光纤隔离； 很高绝缘水平； 高抗电磁干扰能力 缺点 稳定性较差 调制方式： 幅度—光强度调制； 调频—光强度调制； 数字脉冲调制； 利用光电效应。 测量冲击高电压的示波器 一、高压电子示波器 一种记录快速一次过程的现象，具有高加速电压的专用示波器观察记录一次过程的雷电冲击波和操作冲击波。 军工、核物理记录高速动态过程。 特点 示波管内加速电子的电压高，10-20KV 高压示波管 射线释放装置 时间扫描装置 脉冲变换装置 时标装置 校幅装置 电压装置 二、数字存储示波器 优越性 存储能力 计算分析 记录触发前 测试自动化 内存容量大 高压技术领域应用特殊性 弱电仪器在强电环境工作，电磁干扰屏蔽； 一次性加速瞬态过程A/D的动态特性提出高要求； 用作测量高电压的弱电仪器的抗干扰措施 强弱电仪器临近工作电磁兼容问题。 电磁干扰来源： 射频同轴电缆外皮中通过瞬态电流 间隙放电产生电磁辐射 仪器电源线引入干扰 高电压试验的抗干扰措施 改善接地回线； 实验室全屏蔽； 数字示波器小屏蔽； 分压器紧靠集中接地极； 金属板、金属带； 电缆两端匹配； 电缆短； 双屏蔽同轴电缆； 共模抑制器； 10、提高被测电压信号。 奥鹏远程教育中心助学服务部 心系天下求学人 Page 2 of 3