1 000 V多盤感應分壓器標準建立

王 維, 劉 夏, 張 欣

(中國計量科學研究院,北京 100029)

1 引 言

交流電壓比例技術可通過電阻分壓器、電容分壓器和感應分壓器( inductive voltage divider, IVD)等多種形式實現。由于感應分壓器具有高輸入阻抗、低輸出阻抗、高準確度和高穩定度的特性,在精密電磁測量領域得到廣泛應用。根據IEC標準60618,感應分壓器誤差定義為名義比例與實際比例之差[1]:

澳大利亞國家計量院已研制一臺工作電壓為1 000 V、頻率為50 Hz的抽頭式三級感應分壓器,輸出比例為0.001至0.01;其準確度優于1×10-7,校準結果不確定度小于1×10-9[2,3]。

在電力系統中,高壓變壓器通常會溯源到1 000 V感應分壓器,因此諸多省級電力及計量機構將 1 000 V 感應分壓器作為電壓比例的標準使用。通常情況下,這些互感器都是由各研究機構工作人員通過自校準的方法自行校驗[4],校驗結果的一致性并不好。自2013年起,中國計量科學研究院開始研制1 000 V多盤感應分壓器標準以期統一高電壓比例量值傳遞系統。此感應分壓器使用完全等電位屏蔽結構和基于互感器注入原理的補償方式,獲得了很高的準確度[5]。

中國計量科學研究院還研制了一套用于校準多盤感應分壓器的完全等電位屏蔽自校驗系統[6～8],使用泄漏電流對稱抵消及等電位屏蔽技術,可準確校準得到感應分壓器誤差。本文將詳細介紹作者所研制的感應分壓器補償方法和自校準系統的細節。

2 多盤感應分壓器結構

此臺感應分壓器工作頻率為50 Hz,額定一次電壓為1 000 V。感應分壓器結構如圖1所示。為了得到較寬范圍的比例輸出,此臺感應分壓器設計有8個波段開關,可以輸出比例范圍從1×10-8到1。……