电工电气杂志社

用于高幅值陡脉冲测量的电容分压器特性研究

来源：电工电气发布时间：2024-10-09 08:09 浏览次数：10

用于高幅值陡脉冲测量的电容分压器特性研究

陈诚¹，许雯珺^2,3,4，唐利建²，傅凯²，楼俊涛²

(1 国网浙江省电力有限公司金华供电公司，浙江金华 321000；

2 浙江交通技师学院机电工程学院，浙江金华 321015；

3 浙江师范大学工学院，浙江金华 321004；

4 浙江省城市轨道交通智能运维技术与装备重点实验室，浙江金华 321005)

摘要：雷电冲击试验是电力设备电气绝缘材料测试的重要试验项目，具有上升时间快、幅值高的特点，对于高幅值陡脉冲电压的测量是其核心的技术。建立了 400 kV 雷电脉冲的试验平台，对脉冲电容分压器及其冲击响应特性进行研究，分析了电容器介质材料对其频率响应特性的影响。试验结果表明：脉冲电容分压器对雷电脉冲电压具有不同的频率响应，具体表现为测得的雷电电压波形波尾处发生不同程度的畸变，同时不同介质的脉冲电容分压器的刻度因数与理论计算值之间存在较大偏差。从介质理论出发，对试验现象进行了分析，研究结果为脉冲电容分压器的深入研究提供了理论和工程应用基础。

关键词： 电容分压器；冲击电压测量；不确定度；陡脉冲；介电常数；刻度因数

中图分类号：TM531.6 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2024)09-0051-07

Stduy on Capacitor Divider Characterization for High

Amplitude Steep Pulse Measurements

CHEN Cheng¹, XU Wen-jun^2,3,4, TANG Li-jian², FU Kai², LOU Jun-tao²

（1 Jinhua Power Supply Company of State Grid Zhejiang Electric Power Co., Ltd, Jinhua 321000, China;

2 College of Mechanical and Electrical Engineering, Zhejiang Traffic Technician College, Jinhua 321015, China;

3 College of Engineering, Zhejiang Normal University, Jinhua 321004, China;

4 Zhejiang Provincial Key Laboratory of Intelligent Operation and Maintenance Technology and

Equipment for Urban Rail Transit, Jinhua 321005, China）

Abstract: Lightning impulse test is animportant test item of electrical insulating materials test with a fast rise time and high amplitude characteristics.The measurement of high-amplistude steep pulse voltage measurement is its core technology. This paper established test platform of 400 kV lightning impuls, researched on impulse capacitor dividers and its impact response characteristics,and analyzed the influence that capacitive dielectric material had on the frequency response characteristics. The results showed that impulse capacitor divider had different frequency responses to lightning impulse voltage, this phenomenon performed specifically in that the end of measured lightning voltage waveform occurred different degrees of distortion. At the same time, there was a large deviation between the scale factor and the theoretical calculated value of impulse capacitor divider with different dielectric. According the dielectric medium theory, the experimental phenomena were analyzed, and the research results provided the theoretical and engineering application basis for the further study of impulse capacitor divider.

Key words: capacitor divider; impulse voltage measurement; uncertainty; steep pulse; dielectric constant; scale factor

参考文献

[1] 陈启榕，徐彩军，方乙彬，等. 雷电冲击电压波形仿真模型建立与应用[J] . 计量与测试技术，2023，50(10) ：34-37．

[2] 王凯雨，赵伟，李传生，等.1200 kV 雷电冲击电压标准测量系统[J]. 计量学报，2024，45(1) ：89-96.

[3] DEDEOGLU S, MEREV A.Realization of the Reference Composite Voltage Waveforms for Lightning Impulse(LI) Voltages Superimposed Over DC and AC Signals[J].MAPAN，2023，38(3) ：597-606.

[4] 龙兆芝，李文婷，刘少波，等. 基于标准电容器的工频、冲击两用型分压器的研制[J] . 高电压技术，2018，44(6) ：1836-1843.

[5] 卫兵，李勇，康军军，等. 测量微秒量级脉宽方波信号的电容分压器[J] . 强激光与粒子束，2023，35(2) ：119-124.

[6] 谢施君，张晨萌，丁卫东，等. 亚纳秒级同轴电阻分压器研制及其不确定度评定[J] . 高电压技术，2020，46(12) ：4391-4399.

[7] HOBEJOGI T, BIELA J.Coaxial capacitive voltage divider with high division ratio for high voltage pulses with very fast rise times[C]//2011 IEEE Pulsed Power Conference，2011.

[8] 王容，史嘉昭，郭璨，等．基于 CVT 的特高压换流站复杂电磁环境下操作过电压测量[J] . 中国电力，2022，55(10) ：92-99.

[9] 卫兵，傅贞，王玉娟，等. 脉冲功率装置中电容分压器的设计和应用[J] . 高电压技术，2007，33(12) ：39-43.

[10] LEWIN P L, TRAN T N, SWAFFIELD D J, et al.Zero-Phase Filtering for Lightning Impulse Evaluation: A K-Factor Filter for the Revision of IEC 60060-1 and -2[J].IEEE Transactions on Power Delivery，2008，23(1) ：3-12.

[11] 陈绍东，王孝波，李斌，等. 标准雷电波形的频谱分析及其应用[J]. 气象，2006，32(10) ：11-19．

[12] 张益民，庞瑾. 高电压测量不确定度的评定与表示——在避雷器绝缘子高电压测量中的应用[J] . 电瓷避雷器，2012(3) ：33-41.

[13] 刘冲. 微晶白云母高温结构变化及其对介电性能的影响[D]. 成都：成都理工大学，2009.

[14] 郭华超，邓伟，杨波，等. 聚偏氟乙烯/膨胀石墨高介电复合材料的制备及性能[J] . 材料导报，2019，33(20) ：3520-3523.

[15] 孙云龙. 基于时域介电谱和 PEA 测量的非线性绝缘介质介电特性表征[D] . 哈尔滨：哈尔滨理工大学，2021.

返回索引列表

Article retrieval

文章检索

用于高幅值陡脉冲测量的电容分压器特性研究