安泰高壓放大器在電光效應過電壓傳感器研究中的應用

　　實驗名稱：非接觸分壓單元的測試試驗

　　實驗目的：為驗證非接觸分壓單元的測量準確度，獲取非接觸分壓單元的分壓比k2。本文對模擬測量系統(tǒng)進行了工頻電壓試驗。

　　測試設備：高壓放大器、任意函數(shù)發(fā)生器、示波器、標準分壓器等。

　　實驗過程：

　　圖1：分壓單元試驗接線示意圖

　　試驗接線示意圖如上圖所示，分壓單元安裝于金屬板下方，分壓單元的電容值為0.01μF，電壓信號通過一根首端接50?匹配電阻的同軸電纜接示波器輸入。

　　實驗結果：

　　圖2：分壓單元工頻響應

　　工頻電壓試驗中采用高壓放大器將任意函數(shù)發(fā)生器產生的電壓信號放大作為傳感器分壓單元工頻試驗的電壓源。試驗中施加在輸電導線上的交流電壓，經分壓比為1250:1的標準電容分壓器分壓后，輸入示波器通道1，非接觸分壓單元測得的電壓值輸入到示波器通道2，當任意函數(shù)發(fā)生器和高壓放大器組合輸出的工頻電壓幅值為5kV時得到結果如圖3.10所示，黑色為示波器通道1的輸出，紅色為示波器通道2的輸出。

　　從圖2中可以看出，非接觸分壓單元能實時測量到輸電導線上的工頻電壓，輸入輸出電壓之間有良好的線性關系，制作的分壓單元輸出電壓相位只略微超前標準分壓器的輸出電壓。

　　圖3：分壓單元輸入輸出電壓擬合曲線

　　為了獲取分壓單元的實際分壓比k1，在電源0-10kV的工作范圍內，以1kV為單位，逐次增大交流電壓的幅值，共取10組分壓單元的輸入輸數(shù)據(jù)出做線性擬合，得到擬合曲線如圖3所示。

　　圖4：擬合結果數(shù)據(jù)

　　由擬合結果數(shù)據(jù)表圖4可以看出，分壓單元的輸入輸出線性度好，至此得到非接觸分壓單元的實測分壓比為k1=1395:1，耦合電容C1=7.167pF，與串聯(lián)法和COMSOL仿真所得的耦合電容值接近，分壓單元參數(shù)設計合理。

　　高壓放大器推薦：ATA-7100

　　圖：ATA-7100高壓放大器指標參數(shù)

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