[实用新型]一种应用于带电校验的高精度电容分压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电容分压器技术领域，特别涉及一种应用于带电校验的高精度电容分压器。

背景技术

电容式电压互感器（capacitor voltage transformer）主要应用在电力系统高压等级电路中，简称CVT。CVT的主要结构包括标准电容分压器、中间电压测量互感器和后续电路。其中间电压测量互感器和后续电路可以认为是一台低电压的电磁式电压互感器，它的测量精度在现在的生产条件下可以做到很高，因而在正常工作状态下，影响CVT测量精度的因素主要集中在标准电容分压器上。

标准电容分压器一般由高压臂主电容和低压臂主电容串联而成，由于高压臂的主电容量较大，也可以在高压臂采用将几个低容量电容串联的结构，在低压臂也可以采用将几个电容并联的结构。当在理想的电容器两端加上电压时，电容器中只存在位移电流。但是在实际的电容器两端加上电压时，电容的绝缘材料中多少会有一部分泄漏电流流过，这部分泄漏电流会改变标准电容分压器的分压比，使测量出现误差。为了得到高精度的标准电容分压器，需要尽可能的减小标准电容分压器的泄漏电流。

标准电容分压器应用在高电压的场合，由于自身的体积较大，会和周围的设备以及大地间产生杂散电容。在正常工作的状态下，这些杂散电容会导致在标准电容分压器中流过杂散电流。这些杂散电流同样会改变标准电容分压器的分压比，影响测量精度。特别是在应用于在线校正中的电容式电压互感器，现场的工作环境复杂多变，周围环境的改变也会对杂散电容产生影响。因此，为了得到高精度的标准电容分压器，需要采取措施来降低标准电容分压器和周围环境间的杂散电容，降低临近设备带电状态对标准电容分压器测量精度的影响。

由于CVT在高电压等级线路中表现出来的很多优点，国内外学者和公司对电容式电压互感器进行了大量的研究。研究的方向有分析稳态情况下误差产生的原因并提高测量精度、关于暂态特性的研究以及改善暂态响应和削弱铁磁谐振等。但外界电磁环境和临近设备对标准电容分压器的影响依然很突出。

电容式电压互感器的主要组成部包括两级标准电容分压器、A/D转换模块、数据处理模块和数据显示输出模块，其结构原理如图1所示。

电容式电子式电压互感器在测量电压时，首先是通过两级标准电容分压器将母线上的高电压降低为低压臂电容器两端的中间电压，然后通过A/D转换模块将中间电压模拟信号转换为数字信号，在二次侧的数据处理模块中对信号数据进行处理，得到一次侧的电压信号，并计算出其幅值和相位，最后通过数据显示输出模块进行输出。

在CVT的基本结构中，标准电容分压器的精度和稳定性对CVT的测量精度有着很重要的影响，本章的内容主要着眼于标准电容分压器的屏蔽措施。

标准电容分压器理想情况下的结构电路图如图2（a）所示，理想情况下的电容中只有位移电流流过，低压臂和高压臂的电压关系如公式（1）所示。但是在实际的运行中，由于标准电容中存在泄漏电流，将泄漏电流等效为一个与标准电容并联的电阻，则实际运行的标准电容分压器结构如图2（b）所示。

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理想情况的标准电容分压器的分压比和频率无关，但是实际运行中的标准分压器的分压比是和频率有关的，如公式（2）和（3）。