實驗名稱：非接觸分壓單元的測試試驗

　　實驗目的：為(wei)驗(yan)證非(fei)接觸分壓(ya)(ya)單(dan)元的(de)測量準確度，獲(huo)取(qu)非(fei)接觸分壓(ya)(ya)單(dan)元的(de)分壓(ya)(ya)比k2。本文對模擬測量系(xi)統進行了工(gong)頻(pin)電壓(ya)(ya)試驗(yan)。

　　測試設備：高壓放大器、任(ren)意函數發生器、示波器(qi)、標準分壓器(qi)等。

　　實驗過程：

　　圖1：分壓(ya)單(dan)元(yuan)試驗接線示意圖

　　試驗接線示(shi)意(yi)圖如上(shang)圖所示(shi)，分(fen)壓單元安裝(zhuang)于金屬板下方(fang)，分(fen)壓單元的電(dian)容值(zhi)為0.01μF，電(dian)壓信號通過一根首端接50?匹配(pei)電(dian)阻的同軸電(dian)纜接示(shi)波器輸入。

　　實驗結果：

　　圖2：分壓單元工頻響應

　　工頻電(dian)壓(ya)試(shi)驗(yan)中采用高壓(ya)放大(da)器(qi)將任(ren)意(yi)函數發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)器(qi)產生(sheng)(sheng)的(de)電(dian)壓(ya)信號放大(da)作為(wei)(wei)(wei)傳感器(qi)分(fen)(fen)壓(ya)單(dan)元(yuan)工頻試(shi)驗(yan)的(de)電(dian)壓(ya)源。試(shi)驗(yan)中施加在輸電(dian)導線上(shang)的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)壓(ya)，經分(fen)(fen)壓(ya)比為(wei)(wei)(wei)1250:1的(de)標準電(dian)容分(fen)(fen)壓(ya)器(qi)分(fen)(fen)壓(ya)后，輸入示(shi)波(bo)器(qi)通(tong)(tong)道(dao)(dao)1，非接觸分(fen)(fen)壓(ya)單(dan)元(yuan)測(ce)得的(de)電(dian)壓(ya)值輸入到(dao)示(shi)波(bo)器(qi)通(tong)(tong)道(dao)(dao)2，當任(ren)意(yi)函數發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)器(qi)和高壓(ya)放大(da)器(qi)組(zu)合輸出(chu)的(de)工頻電(dian)壓(ya)幅值為(wei)(wei)(wei)5kV時得到(dao)結果如圖3.10所示(shi)，黑色為(wei)(wei)(wei)示(shi)波(bo)器(qi)通(tong)(tong)道(dao)(dao)1的(de)輸出(chu)，紅色為(wei)(wei)(wei)示(shi)波(bo)器(qi)通(tong)(tong)道(dao)(dao)2的(de)輸出(chu)。

　　從圖2中(zhong)可以看出，非接觸分(fen)壓(ya)單(dan)元能(neng)實時測(ce)量到輸(shu)電(dian)導線上的(de)(de)工頻電(dian)壓(ya)，輸(shu)入(ru)輸(shu)出電(dian)壓(ya)之間有良好(hao)的(de)(de)線性關系(xi)，制作的(de)(de)分(fen)壓(ya)單(dan)元輸(shu)出電(dian)壓(ya)相位只略微(wei)超前(qian)標準分(fen)壓(ya)器的(de)(de)輸(shu)出電(dian)壓(ya)。

　　圖3：分壓(ya)(ya)單(dan)元(yuan)輸(shu)入輸(shu)出電壓(ya)(ya)擬合曲線

　　為(wei)了獲(huo)取分壓單元的實際分壓比k1，在電源0-10kV的工作范(fan)圍內(nei)，以1kV為(wei)單位，逐次增(zeng)大交流電壓的幅值(zhi)，共取10組分壓單元的輸入輸數據(ju)出做線(xian)性擬合，得到擬合曲線(xian)如圖3所示(shi)。

　　圖4：擬合結果數據

　　由擬(ni)合(he)(he)結果數(shu)據表(biao)圖4可以看出(chu)，分(fen)(fen)(fen)(fen)壓(ya)單元(yuan)(yuan)的(de)(de)輸入輸出(chu)線性度(du)極(ji)好，至此得到(dao)非接觸分(fen)(fen)(fen)(fen)壓(ya)單元(yuan)(yuan)的(de)(de)實測分(fen)(fen)(fen)(fen)壓(ya)比為k1=1395:1，耦合(he)(he)電(dian)(dian)容C1=7.167pF，與串聯(lian)法和COMSOL仿真所(suo)得的(de)(de)耦合(he)(he)電(dian)(dian)容值接近，分(fen)(fen)(fen)(fen)壓(ya)單元(yuan)(yuan)參數(shu)設計合(he)(he)理(li)。

　　高壓放大器推薦(jian)：ATA-67100

　　圖：ATA-67100高壓放大(da)器指(zhi)標參數

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