电容分压器测试系统和基本原理

作者： 国自电气 时间：2013-03-20 17:59:55 阅读：41

测量冲击电压的电容分压器的原理，其中分压器高压臂 C0的电容值要小，且能够承受大部分高电压以及有较小的损耗；低压臂为C1要承受的电压低，故其电容要大。

电容分压器的各部分对地有杂散电容，形成容纳分支，使输出波形畸变，也会在一定的程度上影响分压比。为了尽量的减少杂散电容的影响，对无屏蔽的电容分压器，应适当的增大高压臂的电容值。

        电容器的等效电路

电容器的一般结构通常由三部分组成：

（1）电容器芯子: 主要有介质和极板构成，它是电容器的核心部分，等效电路中通常用Z1表示。

（2）保护结构: 它的作用是保护电容芯子，使其能够长期可靠的工作。这部分阻抗通常以Z2表示。

（3）引线或绝缘子引出端: 这部分阻抗通常以Z3表示。

        在Z1部分中，R1，C1表示电容器芯子介质的等效并联电阻和电容；r1，L1表示极板的电阻和电感。Z2部分中，R2，C2中表示保护层介质的并联电阻和电容；r2，L2表示保护层内引出片的电阻和电感。在保护层结构的等效电路中，偶遇保护层内的引出片很短，同时面积有很小，所以和r2,L2,C2,R2的数值比起相应的电容器芯子介质的参数要小的多，一般情况下这部分的对整个电容器的影响很小。为了分析和计算的方便，上述电容器的等效电路可以进一步的简化。

        电容中的电感

        当电流不断流经导体时将在导体周围产生磁通量并形成磁场，磁通量的大小和方向取决于该导体的电流大小和方向。因此，磁通量与电流之间有一比例关系，此比例或其增量之间的比例就称为该段导体的电感。明显，电容器也是金属导体，所以电容也有电感。当交流电或变化的电流经电容器的引出线、极板、金属外壳等导体部分时都会产生电感。实际上电容器的电容量和电感是同时并存的。电感的大小取决于通过电流导体的几何尺寸和导体的磁导率，而与通过的电流的大小无关。

        虽然各种电容的具体尺寸和结构不同，其电感各异，但一般电容器的电感是由三部分组成即芯子电感（主要指极板部分，也包括接触用的引出片电感和多个芯子之间的连接部分）、引线电感和外壳电感（当电容的外壳为金属并与电容器的一端连接时）。在制造电容器分压器时，为使电容器具有较小电感，可以考虑以下三个方面：

        (1)电容器的载流部分应尽可能配置的使其磁通量相互抵消。因此，应使电流方向相反的导体靠近，电流方向相同的导体远离。

        (2)尽量缩短载流导体的长度，对导体的形状和结构应特殊考虑（增大电流流经的宽度和厚度）。

        (3)电容器金属部分的材料，应当选用非磁性材料。

        在电容器芯子中，如果能使流经上、下两个极板的电流方向相反，同时又假定在极板上的分布是均匀的，则从理论上讲，这种情况对外呈现最小电感。如图2-6所示电容极板两侧的电流方向都相反，就可以认为其电感为零；而对图2-7而言，其两个极板间的引出线相互的错开，在极板间存在电流方向相同的区域，在该区间的就会形成磁场而使电感的值增大。

        电容器的容量温度特性

        电容器的电容除了受频率的影响之外，也受温度的影响。电容量随温度的变化首先决定于介质材料，具有电子、电离位移极化的各种中性介质和离子结构的电解质属于这一类；第二类是与温度呈现强烈非线性关系的材料，具有明显居里点的II型陶瓷材料。根据介质介电常数随温度的变化情况将其也可以分为两类：第一类是与温度有线性关，第二类是与温度没有线形关系。

        除此之外电容的结构、工艺也会影响电容的温度特性。