[发明专利]一种基于电极位移量的高压电容电压系数测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于电极位移量的高压电容电压系数测量装置，其特征在于：包括一电容电桥、一高压电源、一倾斜旋转平台以及一CCD高压标准电容器；所述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、复数个螺栓、一第一电机、一第二电机以及一控制柜；

所述托架支撑以及第一电机固设于底架上端；所述倾斜托架分别与托架支撑以及第一电机的输出端旋转连接，所述倾斜托架通过第一电机进行倾斜；所述倾斜托架的中部设有一通孔；所述旋转组件设于倾斜托架的中部；所述第二电机设于所述倾斜托架的下方；所述旋转组件与第二电机的输出端通过通孔进行啮合，所述CCD高压标准电容器通过螺栓固定于旋转组件上，所述第二电机驱动旋转组件转动进而带动CCD高压标准电容器进行旋转；所述第一电机与第二电机均分别与控制柜连接，通过所述控制柜控制第一电机与第二电机进行转动；所述CCD高压标准电容器的低压端与电容电桥连接，高压端与高压电源连接。

2.如权利要求1所述的一种基于电极位移量的高压电容电压系数测量装置，其特征在于：所述CCD高压标准电容器包括一同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器、一基于CCD图像识别的二维微位移测量系统、一屏蔽罩以及一固定件；所述二维微位移测量系统通过固定件固定于同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器的上端；所述二维微位移测量系统置于屏蔽罩内。

3.一种基于电极位移量的高压电容电压系数测量方法，其特征在于：所述方法需使用如权利要求1至2任一所述的测试装置，所述方法包括如下步骤：

步骤S11、已知高压电极内径r₁以及低压电极外径r₂，令

步骤S12、通过所述高压电源对同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器施加电压U，并利用所述二维微位移测量系统测量同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器的低压电极在不同加载电压下的位移量为e_S(U)；

通过所述倾斜旋转平台将同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器沿低压电极初始偏心方向倾斜θ°后，利用所述二维微位移测量系统测量同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器的低压电极在不同倾斜角度下的位移量为e_N(θ)；

通过所述高压电源对同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器施加电压U，并通过所述倾斜旋转平台将同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器倾斜θ°后，利用所述二维微位移测量系统测量同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器的低压电极在当前倾斜角度下θ°，加不同高电压的位移量为e_S(U,θ)；

步骤S13、计算电压系数其中e₀表示初始偏心量，且

4.一种基于电极位移量的高压电容电压系数测量方法，其特征在于：所述方法需使用如权利要求1至2任一所述的测试装置，所述方法包括如下步骤：

步骤S21、通过所述高压电源对同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器施加电压U，并利用所述二维微位移测量系统测量同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器的低压电极在不同加载电压下的位移量为e_S(U)；

通过所述倾斜旋转平台将同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器沿低压电极初始偏心方向倾斜θ°后，利用所述二维微位移测量系统测量同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器的低压电极在不同倾斜角度下的位移量为e_N(θ)；

通过所述高压电源对同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器施加电压U，并通过所述倾斜旋转平台将同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器倾斜θ°后，利用所述二维微位移测量系统测量同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器的低压电极在当前倾斜角度下θ°，加不同高电压的位移量为e_S(U,θ)；

步骤S22、通过所述电容电桥，测量同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器倾斜θ°后相对于直立状态的电容量变化其中C(θ)表示同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器在沿初始偏心方向倾斜θ°的电容量，C(0)表示同轴悬臂梁结构压缩气体高压标准电容器直立状态的电容量；

步骤S23、计算电压系数其中e₀表示初始偏心量，且