王 维, 刘 夏, 张 欣

(中国计量科学研究院,北京 100029)

1 引 言

交流电压比例技术可通过电阻分压器、电容分压器和感应分压器( inductive voltage divider, IVD)等多种形式实现。由于感应分压器具有高输入阻抗、低输出阻抗、高准确度和高稳定度的特性,在精密电磁测量领域得到广泛应用。根据IEC标准60618,感应分压器误差定义为名义比例与实际比例之差[1]:

澳大利亚国家计量院已研制一台工作电压为1 000 V、频率为50 Hz的抽头式三级感应分压器,输出比例为0.001至0.01;其准确度优于1×10-7,校准结果不确定度小于1×10-9[2,3]。

在电力系统中,高压变压器通常会溯源到1 000 V感应分压器,因此诸多省级电力及计量机构将 1 000 V 感应分压器作为电压比例的标准使用。通常情况下,这些互感器都是由各研究机构工作人员通过自校准的方法自行校验[4],校验结果的一致性并不好。自2013年起,中国计量科学研究院开始研制1 000 V多盘感应分压器标准以期统一高电压比例量值传递系统。此感应分压器使用完全等电位屏蔽结构和基于互感器注入原理的补偿方式,获得了很高的准确度[5]。

中国计量科学研究院还研制了一套用于校准多盘感应分压器的完全等电位屏蔽自校验系统[6～8],使用泄漏电流对称抵消及等电位屏蔽技术,可准确校准得到感应分压器误差。本文将详细介绍作者所研制的感应分压器补偿方法和自校准系统的细节。

2 多盘感应分压器结构

此台感应分压器工作频率为50 Hz,额定一次电压为1 000 V。感应分压器结构如图1所示。为了得到较宽范围的比例输出,此台感应分压器设计有8个波段开关,可以输出比例范围从1×10-8到1。……