數字高壓電壓表分壓器的工作原理是什麽(me) ？

數字高壓電壓表分壓器的工作原理基於(yu) 分壓比設計 + 等電位屏蔽技術，通過無源電路將千伏級高壓線性轉換為(wei) 安全可測的低壓信號，核心原理可分為(wei) 以下三部分：

一、分壓電路的本質：阻抗分壓比

分壓器通過高壓臂（Z₁）與(yu) 低壓臂（Z₂）的阻抗比例實現電壓分配，公式為(wei) ：
U₁ = U × (Z₂ / (Z₁+Z₂))
（U 為(wei) 被測高壓，U₁為(wei) 低壓側(ce) 輸出信號，分壓比 n=U/U₁）

▶ 三類分壓器的阻抗特性差異：

電阻分壓器（直流 / 工頻穩態）

高壓臂：高阻值電阻（MΩ 級，如康銅絲(si) 繞製，溫漂＜50ppm）

低壓臂：精密電阻（Ω 級）

原理：純電阻分壓，直流下無充放電延遲，適合直流高壓及工頻穩態測量（誤差≤1.0%）。

例：200kV 電阻分壓器（分壓比 1000:1），低壓輸出 200V，直接顯示 200.0kV。

電容分壓器（交流 / 諧振場景）

高壓臂：高壓電容 C₁（pF 級，如陶瓷電容，耐壓＞100kV）

低壓臂：精密電容 C₂（nF 級）

原理：容抗分壓（Xc=1/2πfC），頻率越高分壓越穩定，適合工頻交流及串聯諧振（30~300Hz），但衝(chong) 擊響應慢（＞1μs）。

例：110kV 電容分壓器在 50Hz 諧振時，C₁=100pF、C₂=100nF，分壓比 1000:1。

阻容分壓器（衝(chong) 擊 / 混合電壓）

高壓臂：電阻 R₁與(yu) 電容 C₁並聯（R₁＞10MΩ，C₁＜500pF）

低壓臂：電阻 R₂與(yu) 電容 C₂並聯

原理：電阻抑製高頻振蕩，電容穩定低頻分壓，兼顧交直流與(yu) 衝(chong) 擊電壓（如雷電波），響應時間＜1μs。

例：避雷器衝(chong) 擊試驗中，阻容分壓器同時捕獲峰值（電容分壓）和波形（電阻阻尼）。

二、數字高壓電壓表分壓器結構設計：等電位屏蔽消除幹擾：

▶ 關(guan) 鍵抗幹擾技術：

平衡式屏蔽結構：分壓器金屬外殼與(yu) 低壓臂等電位（通過接地柱連接大地），屏蔽外界電場幹擾。例如，某 220kV 分壓器未屏蔽時，雜散電容導致誤差達 8%，屏蔽後降至 1% 以內(nei) 。

同軸電纜單端接地：信號電纜屏蔽層僅(jin) 在低壓表端接地，避免地環路電流幹擾。電纜長度＞3m 需補償(chang) 電容（如 100kV 分壓器配 5m 電纜未補償(chang) 時，容抗誤差 2%）。

均壓球優(you) 化電場：頂部均壓球表麵光滑（Ra＜1μm），曲率半徑＞100mm，避免電暈放電（某試驗因均壓球毛刺導致讀數波動 5%）。

三、信號處理：交直流分離 + 數字化轉換

▶ 低壓表核心功能：

交直流自動識別：

直流（DC）：通過高精度 ADC 采集平均值，需等待電容充電穩定（約 10 秒）。

交流（AC）：采用真有效值（RMS）算法，支持波形顯示（如智能分壓器可測峰峰值、頻率）。

分壓比校準：出廠標定分壓比（如 1000:1），現場用標準電壓源校驗（每半年一次）。例如，某電廠未校準導致 110kV 實測值偏低 3%。

安全設計：過壓報警（超量程 110% 觸發）、自動放電（測試後殘餘(yu) 電荷＜50V），符合 DL/T 846.1-2016 標準。

應用場景對比

總結：從(cong) 高壓到安全的 “線性映射"

數字高壓電壓表分壓器通過阻抗分壓→屏蔽抗擾→數字處理三步，將危險的高電壓線性轉換為(wei) 安全的低壓信號，其核心是分壓比的穩定性與(yu) 環境幹擾的抑製能力。理解三類分壓器的阻抗特性（R/C/RC），可根據現場電壓類型（交 / 直 / 衝(chong) 擊）、頻率範圍（工頻 / 諧振）及精度需求，選擇最合適的測量方案。