如静电电压表
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静电电压表测量高电压
1. 概念与原理 2. 适用范围、分类 3. 特点 4. 使用注意事项
12
高压静电电压表
概念与原理：加电压于
两个相对的电极，由于两 电极上分别充上异性电荷， 电极就会受到静电机械力 的作用。测量此静电力的 大小，或是测量由静电力 所产生的某一极板的偏移 (或偏转)来反映所加电压 大小的表计称为静电电压 表。
(1)、(2)是直接 测量的方法
冲击高电压的测量： (1) 球隙法：是直接测量高电
(2) 分压器――峰值电压表： 只测峰值，不测波形。事先应 验证波形合乎标准，或同时用
(3) 分压器――示波器（或数 字记录仪）：可同时测出峰值 及波形。在采用数字式示波器 或数字记录仪时，可立即获得 峰值和时间参数值，并可打印 (4) 光电测量法：采用光纤技 术的测量法。有的仍需与分压 器配合，有的则不须要分压器， 测量系统中具有专门的传感器 或电容探头。
10
保护电阻：测量交直流电压时球隙必须串有很大 阻值的保护电阻来保护球面和防止振荡 冲击放电时间很短，不需要保护球面，而且放电 前经过球隙的电容电流较大，如串联电阻过大， 会影响测量结果。 但也不能不要串接电阻，因为仍有防止过电压的 问题，一般规定串联电阻以不超过500欧姆为宜 冲击比：一般间隙的冲击放电电压高于交流和直 流的放电电压，冲击比大于1。 因为球隙是个稍不均匀电场，它的伏—秒特性大 体上是条水平线，冲击比等于1。
(1) 为了限流和阻尼，要 求上R压2大降一引些起；测但量为误了差避，免要R2 求R2小一些 (2) 对于测量直流和工频 交流电压时，I.E.C推荐此 电阻值为100千欧。
交直流高电压测量球隙接线图
9
冲击电压的测量 测量冲击与稳态高电压的区别与联 系
影响因素：球隙测量电压的可靠性，决定 于测量结果的分散性。有两个因素影响放 电的分散性：一是球面的尘污，二是球隙 间空气游离不充分。前者使放电电压降低， 后者使放电电压升高。
用电压互感器 测交流电压
4
实验室的高电压测量
交流高电压测量： (1) 利用气体放电测量交流高 电压――如测量球隙 (2) 利用静电力测量交流高电 压――如静电电压表 (3) 利用整流电容电流测量交 流高电压――如峰值电压表 (4) 利用整流充电电压测量交 流高电压――如峰值电压表 直流高电压的测量： 用高欧姆电阻串联直流毫安表 可以测量直流电压的平均值， 是一种比较方便而又常用的测 量系统
5
球隙放电法测量高电压
1. 球间隙放电 2. 交直流高电压的测量 3. 冲击电压的测量 4. 球隙法测量高电压的优缺点
6
球间隙放电
球隙的结构
符合尺寸的球间隙
垂 直
有两种方式，图中
测
所示是垂直球间隙，
量
另有水平球间隙
球 隙
7
测量原理
空气在一定电场强度下，
才能发生碰撞游离。均
Байду номын сангаас
匀电场下空气间隙的放
电电压与间隙距离具有
高电压的测量
1
高电压的测量
一、高电压测量标准与方法概述 二、球隙放电法测量高电压 三、高压静电电压表 四、分压器 五、光纤传输技术测量高电压 六、测量高电压的示波器 七、高电压测量的抗干扰
2
稳态高电压与冲击高电压
稳态高电压：主要是指工频交流高压和直流高压。 但所述及的测量方法或装置，有的也可用于频率在 一定范围以内的高频高压或脉动成分很大的直流高 压的测量。
一定的关系。可以利用
间隙放电来测量电压，
垂
但绝对的均匀电场是不 易做到的，只能做到接 近于均匀电场。 测量球隙是由一对相同 直径的金属球所构成。
直 测 量 球
加压时，球隙间形成稍
隙
不均匀电场。当其余条
件相同时，球间隙在大
气中的击穿电压决定于
球间隙的距离
8
交直流高电压的测量
串接保护电阻
在用球间隙测量交流和直 流电压时，经常需在球间 隙R电1是上阻保串,以护联测变一交压个流器保电用护压的电为防阻例振R接2。 线如图所示.
冲击电压：无论是雷电冲击电压或操作冲击电压， 均为快速变化或较快速变化的一种电压。测量冲击 电压的整个测量系统包括其中的电压转换装置和指 示、记录及测量仪器必须具有良好的瞬态响应特性。 一些适宜于测量稳态或慢过程(如直流和交流电压) 的测量系统不一定适宜于或根本不可能测量冲击电 压。冲击电压的测量包括峰值测量和波形记录两个 方面。
适用范围：测量稳态电
压有效值。
平板电极间的 电场和静电吸力
13
特点：静电电压表的优点是它基本上不从电路里吸取功
率，或是准确地讲只吸取极少量的无功率，用以建立极板 中的电场和极板对地的杂散电场。由于仪表极板的电容一 般仅几个到几十个微微法，所以所吸收的功率极小，可以 认为静电电压表的内阻抗极大，这是它的最大优点。稍低 一点的额定电压表计，可接到分压器上来扩大其电压量程。 对于波形是纯正的正弦波的高电压来说，用静电电压测量 出有效值也就反映出它的峰值。
缺点：介质击穿取决于峰值，当正弦波含有谐波时，用
静电电压测量时就失去了它的优势，因为国家标准认为， 在此条件下应先测出峰值UM，然后用UM/ 2 算作为电压的 有效值
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分压器测量高电压
1. 高压交流分压器 2. 高压直流分压器 3. 测量冲击电压的分压器
15
1. 高压交流分压器
分压器的原理 高压电阻分压器 高压电容分压器
3
实验室与电力系统的高电压测量
电力系统：电力运行部门测量交流高电压， 是通过电压互感器和电压表来实现的。用 电压互感器测交流电压把电压互感器的高 压边接到被测电压，低压边跨接一块电压 表，把电压表读数乘上电压互感器的变比， 就可得被测电压值。
电力系统没有专门的冲击电压测量系统
实验室：互感器在高电压实验室中用得不 多，因为高电压实验室中所要测的电压值 常常比现有电压互感器的额定电压高许多， 特制一个超高压的电压互感器是比较昂贵 的，而且很高电压的互感器也比较笨重， 所以采用别的方法来测量交流高电压
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分压器的原理
其中Z1为分压器高压臂的阻抗， Z2为分压器低压臂的阻抗，大部 分的被测电压降落在Z1上，Z2上 仅有一小部分电压，用低量程电 压表测量得Z2上的电压，乘上一 个常数，即可得被测电压。这个 常数叫做分压比K。
K
••
U1/U
2
Z1
Z2 /
静电电压表测量高电压
1. 概念与原理 2. 适用范围、分类 3. 特点 4. 使用注意事项
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高压静电电压表
概念与原理：加电压于
两个相对的电极，由于两 电极上分别充上异性电荷， 电极就会受到静电机械力 的作用。测量此静电力的 大小，或是测量由静电力 所产生的某一极板的偏移 (或偏转)来反映所加电压 大小的表计称为静电电压 表。
(1)、(2)是直接 测量的方法
冲击高电压的测量： (1) 球隙法：是直接测量高电
(2) 分压器――峰值电压表： 只测峰值，不测波形。事先应 验证波形合乎标准，或同时用
(3) 分压器――示波器（或数 字记录仪）：可同时测出峰值 及波形。在采用数字式示波器 或数字记录仪时，可立即获得 峰值和时间参数值，并可打印 (4) 光电测量法：采用光纤技 术的测量法。有的仍需与分压 器配合，有的则不须要分压器， 测量系统中具有专门的传感器 或电容探头。
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保护电阻：测量交直流电压时球隙必须串有很大 阻值的保护电阻来保护球面和防止振荡 冲击放电时间很短，不需要保护球面，而且放电 前经过球隙的电容电流较大，如串联电阻过大， 会影响测量结果。 但也不能不要串接电阻，因为仍有防止过电压的 问题，一般规定串联电阻以不超过500欧姆为宜 冲击比：一般间隙的冲击放电电压高于交流和直 流的放电电压，冲击比大于1。 因为球隙是个稍不均匀电场，它的伏—秒特性大 体上是条水平线，冲击比等于1。
(1) 为了限流和阻尼，要 求上R压2大降一引些起；测但量为误了差避，免要R2 求R2小一些 (2) 对于测量直流和工频 交流电压时，I.E.C推荐此 电阻值为100千欧。
交直流高电压测量球隙接线图
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冲击电压的测量 测量冲击与稳态高电压的区别与联 系
影响因素：球隙测量电压的可靠性，决定 于测量结果的分散性。有两个因素影响放 电的分散性：一是球面的尘污，二是球隙 间空气游离不充分。前者使放电电压降低， 后者使放电电压升高。
用电压互感器 测交流电压
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实验室的高电压测量
交流高电压测量： (1) 利用气体放电测量交流高 电压――如测量球隙 (2) 利用静电力测量交流高电 压――如静电电压表 (3) 利用整流电容电流测量交 流高电压――如峰值电压表 (4) 利用整流充电电压测量交 流高电压――如峰值电压表 直流高电压的测量： 用高欧姆电阻串联直流毫安表 可以测量直流电压的平均值， 是一种比较方便而又常用的测 量系统
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球隙放电法测量高电压
1. 球间隙放电 2. 交直流高电压的测量 3. 冲击电压的测量 4. 球隙法测量高电压的优缺点
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球间隙放电
球隙的结构
符合尺寸的球间隙
垂 直
有两种方式，图中
测
所示是垂直球间隙，
量
另有水平球间隙
球 隙
7
测量原理
空气在一定电场强度下，
才能发生碰撞游离。均
Байду номын сангаас
匀电场下空气间隙的放
电电压与间隙距离具有
高电压的测量
1
高电压的测量
一、高电压测量标准与方法概述 二、球隙放电法测量高电压 三、高压静电电压表 四、分压器 五、光纤传输技术测量高电压 六、测量高电压的示波器 七、高电压测量的抗干扰
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稳态高电压与冲击高电压
稳态高电压：主要是指工频交流高压和直流高压。 但所述及的测量方法或装置，有的也可用于频率在 一定范围以内的高频高压或脉动成分很大的直流高 压的测量。
一定的关系。可以利用
间隙放电来测量电压，
垂
但绝对的均匀电场是不 易做到的，只能做到接 近于均匀电场。 测量球隙是由一对相同 直径的金属球所构成。
直 测 量 球
加压时，球隙间形成稍
隙
不均匀电场。当其余条
件相同时，球间隙在大
气中的击穿电压决定于
球间隙的距离
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交直流高电压的测量
串接保护电阻
在用球间隙测量交流和直 流电压时，经常需在球间 隙R电1是上阻保串,以护联测变一交压个流器保电用护压的电为防阻例振R接2。 线如图所示.
冲击电压：无论是雷电冲击电压或操作冲击电压， 均为快速变化或较快速变化的一种电压。测量冲击 电压的整个测量系统包括其中的电压转换装置和指 示、记录及测量仪器必须具有良好的瞬态响应特性。 一些适宜于测量稳态或慢过程(如直流和交流电压) 的测量系统不一定适宜于或根本不可能测量冲击电 压。冲击电压的测量包括峰值测量和波形记录两个 方面。
适用范围：测量稳态电
压有效值。
平板电极间的 电场和静电吸力
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特点：静电电压表的优点是它基本上不从电路里吸取功
率，或是准确地讲只吸取极少量的无功率，用以建立极板 中的电场和极板对地的杂散电场。由于仪表极板的电容一 般仅几个到几十个微微法，所以所吸收的功率极小，可以 认为静电电压表的内阻抗极大，这是它的最大优点。稍低 一点的额定电压表计，可接到分压器上来扩大其电压量程。 对于波形是纯正的正弦波的高电压来说，用静电电压测量 出有效值也就反映出它的峰值。
缺点：介质击穿取决于峰值，当正弦波含有谐波时，用
静电电压测量时就失去了它的优势，因为国家标准认为， 在此条件下应先测出峰值UM，然后用UM/ 2 算作为电压的 有效值
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分压器测量高电压
1. 高压交流分压器 2. 高压直流分压器 3. 测量冲击电压的分压器
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1. 高压交流分压器
分压器的原理 高压电阻分压器 高压电容分压器
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实验室与电力系统的高电压测量
电力系统：电力运行部门测量交流高电压， 是通过电压互感器和电压表来实现的。用 电压互感器测交流电压把电压互感器的高 压边接到被测电压，低压边跨接一块电压 表，把电压表读数乘上电压互感器的变比， 就可得被测电压值。
电力系统没有专门的冲击电压测量系统
实验室：互感器在高电压实验室中用得不 多，因为高电压实验室中所要测的电压值 常常比现有电压互感器的额定电压高许多， 特制一个超高压的电压互感器是比较昂贵 的，而且很高电压的互感器也比较笨重， 所以采用别的方法来测量交流高电压
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分压器的原理
其中Z1为分压器高压臂的阻抗， Z2为分压器低压臂的阻抗，大部 分的被测电压降落在Z1上，Z2上 仅有一小部分电压，用低量程电 压表测量得Z2上的电压，乘上一 个常数，即可得被测电压。这个 常数叫做分压比K。
K
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U1/U
2
Z1
Z2 /