表计输入阻抗在直流高压分压器校准中的影响

作者： 国自电气 时间：2024-06-30 09:25:22 阅读：36

目前直流高压分压器通常采用电压比法或差值法进行检定校准，认为低压侧表计输入阻抗会对测量结果有一定的影响，但缺乏定量分析以及理论依据。开展了表计输入阻抗对分压比测量结果影响的试验，通过建立数学模型给出表计输入阻抗对测量结果偏差的计算公式，并提出一种通过影响因子对测量结果进行修正的方法。试验表明通过影响因子修正后的结果与真实测量结果偏差不超过0.01％。

自20世纪70年代以来，国外先后建立100kV或更高电压等级的直流高电压标准，各种基于高电压的直流高压分压器计量能力与水平逐步提高。国内提出对2种直流分压器校验方法，并开展比对验证实验。随着测量水平的提升，直流高压分压器精度要求也更高，相关基于分压器自身电阻元器件特性以及高压下泄漏电流等研究工作逐渐开展，提出了一种在高电压下对精密电阻温度系数与电压系数的测量方法，为直流高压分压器电阻材料选择提供参考，在元器件层面提升分压器的测量不确定度水平；介绍一种直流高压电阻分压器泄漏电流测量装置，能有效克服电源纹波及漂移对测量精度的影响，并通过泄漏电流的测量优化分压器的设计，进一步提升分压器在高电压下的测量准确度；分别从散热、径向放电理论等设计层面提出对分压器测量水平提升的方法。

目前基于测量系统自身的偏差影响理论上较少，简单探讨利用双数字电压表法对分压器分压比精确测量，主要集中于对双表采集同步设计，以避免电源纹波的影响。实际上对于绝大部分测量仪表都会引入输入阻抗，特别是对于直流电压超过10V的测量，表计输入阻抗的引入会直接影响测量结果。本文通过表计输入阻抗对分压比测量结果影响验证试验，给出表计输入阻抗对测量结果影响的分量，并提出一种对测量结果修正的方法，通过对已引入输入阻抗的测量结果进行修正，使测量水平更加接近真实测量结果。

直流高压分压器的检定校准依据国家计量检定规程JJG 1007-2005《直流高压分压器》，检定规程给出了直流高压分压的3种检定方法，实验室及现场环境下主要采用差值法以及电压比法。

测试实验与结果

目前国家高电压计量站内覆盖了10～1000 kV全系列直流电压计量标准，通过自主研发的直流电压测试系统，能够设置344xx系列数字多用表直流输入阻抗状态，并采样读取表计数值。

通常认为低压臂测量表计输入阻抗会对直流高压分压器分压比的测量有较大影响，但缺乏输入阻抗对两种测量方法影响依据以及具体影响量大小的判断。本文通过试验直观展示出输入阻抗对于两种测量方法的影响，通过数学模型的建立分析影响量产生的原因以及影响大小，并通过给出影响因子的方式，对试验分压比数据进行修正，给出更加精准的测量结果。

实验结论

在直流高压分压校准过程中，实验表明由表计引入的输入阻抗对测差法影响甚微，而对双表法的测量结果已经影响到了对试品准确度等级的判定。在实际实验过程中，一方面测差法中试品与标准器低压臂电压差压十分微小(mV级)，对于表计测量能力以及周围环境要求较高，特别是对于复杂工况下的现场测量，数据稳定性以及可靠性难以得到保证；另一方面，随着国内各种超、特高压工程的开展，各种基于超、特高压电压等级的直流高压分压器的校准也逐渐铺开，经过分压后二次侧的电压测量势必会受到表计输入阻抗的影响。

本文通过表计输入阻抗在分压比测量过程中的影响分析，并利用影响因子对测量结果的修正方法，对表计在直流高压分压器检定校准中的应用有一定指导意义，同时为双表法在测量准确度上的提高提供参考。