电阻式高压脉冲分压器的研究方向浅见

作者： 国自电气 时间：2014-04-29 11:11:27 阅读：23

目前国内对电阻式高压脉冲分压器有不同的研究方向，低阻纳秒级与高阻带载两类

本文讲述高阻分压器在制作中所需考虑的相关事宜，主要的工作内容包括:

1，材料选取，目前制作电阻分压器所取材料以卡马丝与镍铬丝为主，其组织高韧性好，满足无感绕制电阻器的条件，也有少许采用高压精准电阻焊接，其工艺极为复杂采用型芯或DNA式焊接，从而减小寄生电感对脉冲波形的影响。对于分压器机械尺寸较大（1.5米左右）电阻值要求不高，可采取焊接工艺制作。

    焊接电阻制作高压脉冲分压器：理论分析需大量高压精密电阻，采用收尾相接式串联电阻，在设计过程中应考虑电阻串联耐压问题，却应保留一定余量。确定其单只电阻大小及焊接方法，在制作实物时，应考虑到电阻焊接位置的处理及高压臂底部对地补偿问题，可在高压臂底部加金属支架。通过实际测量考察分压器存在的相关问题。

    绕值电阻制作高压脉冲分压器：绕值电阻器可采用卡玛丝与镍铬丝两种，同直径卡玛丝韧性较高，阻值较镍铬丝高。镍铬丝中镍铬含量较高，故镍铬丝不易变形，绕值过程中线圈不易打结，这对绕值人员在操作过程中有较大帮忙，减少其断线，跳线频率。

下面以200kV/100kΩ电阻分压器为例，讲述：

阻值为100kΩ分压器，机械尺寸在1000mm以下，其制作难度较大，焊接电阻制作无法完成，特采用镍铬丝绕制。

2，确定参数：分压器机械尺寸为1000mm，低压臂设计为200mm，高压臂设计为800mm，高压臂绕值电阻应在750mm左右，留一定流量保证两端头固定所用。

3，实物制作，将绕值成形的电阻器放入高压臂筒内，由于高压臂顶部瞬间电压较高，故将高阻电阻器放置高压臂顶部，低阻电阻器放置底部位置。重合处应考虑电感影响。分压器耐压为制作部分重点。由于镍铬丝膝包耐压不够（1000-1500v），故闸间需考虑耐压问题，高压臂顶部需着重考虑。绕值较好的电阻器对改善分压器实测波形有较大帮助。此外，考虑杂散电容影响波形响应，应增加其电容补偿，在高压臂顶部加均压环，高压臂底部架金属盘，人为提高对地电容，防止波形出现振荡。

    整体绝缘：冲击分压器的高压臂电阻体长度按油中用容许电位梯度 E≤15kV/cm 考虑。外绝缘筒高度按空气中用容许电位梯度 E≤5kV/cm 计算。在冲击耐压 220kV 的分压器，绝缘筒的高压必须≥50cm，分压器高压臂绝缘筒满足其相关条件，侵泡入绝缘油中，提高了绝缘水平。在焊接分压器制作工程中出现耐压不够，分压器击穿情况，试图改进其方法加大焊接数量提高整体耐压水平，填充绝缘物质。但对分压器整体改善未达到满意效果，从而采取无感绕制方法，绕制工作复杂，不可控因素较多，无法控制自身电感 电容对分压器波形及响应时间的影响。

4, 同轴电缆与分压器匹配问题，线路中的波的折射与反射

在电力系统中常会遇到两种不同波阻抗的线路连接在一起的情况，可采用两种匹配方式，末端匹配与低压臂内部匹配，都能抑制折反射情况出现。                 

5，总结

    电阻分压器不可避免存在杂散电容和电感，其会影响高频性能，测量陡脉冲需要进行补偿。翻阅高电压技术文献中提出电容补偿方法可减小纵向分布电容的影响。但几次试验表明电阻分压器测量冲击电压时产生的误差与阻值和对地杂散电容的乘积有关，要减小其误差必须降低分压器阻值和对地杂散电容的途径及改变操作环境。制作电阻器不当会影响发生器产生冲击波，同时也难以阻尼残余电感与杂散电容之间的振荡，同时所产生的阶跃响应会产生较高的过冲。所以要想减小分压器误差，主要还是减少对地杂散电容的大小，通常在高压端加均压球用来补偿由分压器本体流向地的杂散电容电流；同时缩小分压器尺寸以减小对地杂散电容。前者将大大增加分压器的横向尺寸并使高电位下移，后者将受工作电压限制。