常用高压阻容分压器频率特性的研究

许灵洁，周永佳，周 琦

（浙江省电力试验研究院， 杭州 310014）

常用高压阻容分压器频率特性的研究

许灵洁，周永佳，周 琦

（浙江省电力试验研究院， 杭州 310014）

由于高压阻容分压器频率特性存在差异，可能会影响测量结果，因此实测了常用的高压阻容分压器在 40～300 Hz频率范围内的频率特性， 初步确定了几种频率特性良好的阻容分压器。

高压；阻容分压器；频率特性

高压试验常用的阻容并联式分压器（简称阻容分压器），具有测试频率范围大、频率特性好、线性度高等优点，得到了广泛的应用。使用串联谐振电源进行电缆、封闭组合电器、发电机、电流和电压互感器等电气设备交流耐压试验和主变等局部放电测量时，阻容分压器需工作在非工频（50 Hz）状态下， 频率可能为 150 Hz， 250 Hz 或30～300 Hz 之间的任意值， 因此有必要对阻容分压器频率特性进行测试，确定现有各种阻容分压器是否满足试验要求。

1 阻容分压器基本工作原理和设计要求

图1 为阻容分压器原理图， 输出电压 u2与输入电压 u1之比为：

图1 阻容分压器原理简图

阻容分压器高低压臂的电阻电容必须满足R1C1-R2C2=0， 即：

式（4）为被测电压波形无畸变传输的条件，此时阻容分压器高低压臂的时间常数一致，使被测电压中的各种频率分量顺利通过，并以同一个变比传输至下一级。

但当分压器的电阻分压比不再等于电容分压比时，被测信号的各频率成分将以不同变比传输到下一级，再叠加在一起，必然会造成被测信号的失真。

2 频率特性试验

2.1 频率特性的测试方法

图2为频率特性试验原理接线图，标准电压测量系统由精密电压互感器和 34401A 型数字多用表组成。选取精密电压互感器作为主标准器，基于频率对电压互感器的影响，具有以下特点：当频率改变时，互感器铁芯的磁密也随着改变，如果铁芯不饱和且一次绕组的漏抗很小，则电压互感器在负荷接近空载的情况下可有 25～1 000 Hz的宽频率，而 34401A 型数字多用表的输入阻抗较高，电压互感器的二次负荷接近空载。

图3 KVMD-50 型

图4 KVMD-100 型

图2 频率特性试验原理接线图

图5 KVMD-200 型

为了消除杂散电容对测量结果的影响，接线时必须保证在被测分压器本体高度为半径的范围内，应无其他临近接地物，高压引线与分压器本体的夹角不小于 90°。

2.2 频率特性试验结果分析

为了使试验的高压阻容分压器频率特性测量结果具有代表性，本次试验抽取了使用较为广泛的 KVMD 型、 ZGS-F 型、 GF-2 型、 HV-A 型和ASTVII型等 5 种不同规格、 型号的阻容分压器。最高试验电压 50 kV， 最低试验电压 10 kV。为了减小由于被试阻容分压器电压示值分辨力对频率特性测量结果引入的误差，以 10 kV 时的测量结果进行分析判断。

图3-10 为抽取的阻容分压器在示值 10 kV 时的频率特性曲线。分析图3-10 的频率特性曲线，可以得到以下结论：

图6 ZGS-F100 型

图7 ZGS-F200 型

（1）KVMD－50 型、 KVMD－100 型、 KVMD－200型、 ZGS－F100 型、 ZGS－F200 型高压阻容分压器频率特性较好，在 40～50 Hz频率范围内的误差最大变化值可控制在±0．1%以内， 在 50～290 Hz 频率范围内的误差最大变化值可控制在±0．5%以内。

（2）HV－A100 型频率特性所测结果次之， 在40～50 Hz 频率范围内的误差最大变化值可控制在±0．2%以内， 在 50～290 Hz 频率范围内的误差最大变化值可控制在±1．0%以内。

图8 GF－2 型

图9 ASTVII－300 型

图10 HV－A100 型

（3）GF－2 型和 ASTVII－300 型频率特性所测结果较差， 40～290 Hz 频率范围内的误差最大变化值超出±1．0%。

3 结语

高压电容式分压器与阻容式分压器相比频率特性固然较好，但使用时测量误差易受对地杂散电容的影响。常用高压阻容分压器频率特性的测试表明， 使用阻容分压器也可满足 30～300 Hz交流高电压的测量要求， 比如 KVMD 型和 ZGS－F型。如果现场使用的电容分压器测量系统损坏或误差较大而无法使用时，可采用阻容分压器替代。由于目前现场普遍使用的高压阻容分压器均在 50 Hz工频电压下校准， 大部分设计时未考虑30～300 Hz的频率特性， 因此在选用高压阻容分压器测量 30～300 Hz 交流高电压时， 应选频率特性已知的产品。

[1]陈向群．电力互感器技术讲座（1）—电压互感器的工作原 理 及 误 差[J]．大 众 用 电 ，2003（11）∶37－38．

[2]李 立 生 ，郭 恒 ， 李 永 宁 ．用 分 压 器 测 量 30～300 Hz 交 流 电压时的问题[J]．高 电压 技 术 ，2003（11）∶61－62．

（本文编辑：杨 勇）

Research on Frequency Characteristics of Common High-voltage Resistance-capacitance Dividers

XU Ling-jie， ZHOU Yong-jia， ZHOU Qi
（Zhejiang Electric Power Test and Research Institute， Hangzhou 310014， China）

Since there are different frequency characteristics of high-voltage resistance-capacitance dividers which can affect measurement results， the frequency characteristics of common typical high-voltage resistance-capacitance dividers are measured within the range from 40 Hz to 300 Hz,and several resistance-capacitance dividerswith excellent frequency characteristics are confirmed.

high voltage； resistance-capacitance divider； frequency characteristics

TM835.1

： B

： 1007-1881（2011）07-0013-03

2011-03-01

许灵洁（1970－）， 男， 浙江桐庐人， 高级技师， 主要从事高压互感器和高压仪器仪表的计量检测工作。