[发明专利]一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置及使用方法

说明书

本发明提供了电容电压系数测量领域的一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置，包括一高压电容电桥、一待测电容器、一参考电容器、一高压电源、一倾斜旋转平台；倾斜旋转平台包括一底架、一倾斜托架、一托架支撑、一旋转组件、一第一电机、一第二电机、一控制柜；倾斜托架与托架支撑以及第一电机的输出端旋转连接；旋转组件与第二电机的输出端啮合，待测电容器固定于旋转组件上；第一电机与第二电机均分别与控制柜连接；待测电容器以及参考电容器与高压电容电桥连接；本发明还提供了一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置的使用方法。本发明的优点在于：为基于倾斜方法测量高压标准电容器电压系数的实现提供了重要的支撑和保障。

技术领域

本发明涉及电容电压系数测量领域，特别指一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置及使用方法。

背景技术

压缩气体高压电容器以其体积小、损耗小、结构简单、电压系数小，较电压互感器更容易做到更高的电压等级。伴随着电网电压等级的提高，压缩气体高压电容器逐步改进，在1928年Schering和Vieweg提出的同轴圆柱电极结构电容器成为主流的高压标准电容器。

由于受金属电极线膨胀系数、结构的非弹性变形等影响，同轴圆柱电极结构压缩气体高压电容器作为计量标准，特别是准确度高于0.03％时，需要考虑环境温度、运输等因素的影响，通常的做法是在低压下校准、高压下使用。因此电压系数是保证电容器准确度的一个重要属性，其定义为：任一电压下的电容量与零电压下的电容量之差与零电压下的电容量之比。

同轴圆柱电极结构电容器的低压电极只有一端是固定的，生产同轴圆柱电极结构电容器时并不能保证低压电极与电容器处于完全同轴，由于非完全同轴，低压电极在电场力的作用下会产生位移，进而使得同轴圆柱电极结构电容器的容量发生改变，且容量改变的量与所受的电场力大小有关，即与电容施加的电压有关。但是高压标准电容器属于高压精密电容器，电压系数为10^-5量级，难以对其进行准确的测量。

PTB的H.-G.Latzel在《Voltage-induced capacitance variation in high-voltage compressed gas capacitor due to electode flecibility》专著中，综述了已有的研究成果，并以参数计算为理论基础，结合直接比较法，推导出了一种在高压下实际测量高压电容器电压系数的方法，即倾斜测量法。(这里不再对倾斜测量法进行详细的推导与阐述，可参考文献:[1]H.-G.Latzel and D.Kind.Kenetic method for evaluating thevoltage dependance of compressed gas capacitors[J].Proc.6th Int.Symposium onHigh Voltage Engineering,New Orleans,1989.47:06.[2]Hans-Georg Latzel.Voltage-induced capacitance variation in high-voltage compressed gas capacitors dueto electrode flexibility.PTB-E-40,Braunschweig,Aug.1990.[3]王乐仁.电容式工频高压比例标准器的原理与应用(一)[J].高电压技术，2002，28(4):23-25.[4]张煌辉,张钟华,邵海明,等.压缩气体高压电容器电压系数测量方法[J].仪器仪表学报,2015,36(3):530-536.)