安泰高压放大器在电光效应过电压传感器研究中的应用

实验名称：非接触分压单元的测试试验

实验目的：为验证非接触分压单元的测量准确度，获取非接触分压单元的分压比k2。本文对模拟测量系统进行了工频电压试验。

测试设备：高压放大器、任意函数发生器、示波器、标准分压器等。

实验过程：

图1：分压单元试验接线示意图

试验接线示意图如上图所示，分压单元安装于金属板下方，分压单元的电容值为0.01μF，电压信号通过一根首端接50Ω匹配电阻的同轴电缆接示波器输入。

实验结果：

图2：分压单元工频响应

工频电压试验中采用高压放大器将任意函数发生器产生的电压信号放大作为传感器分压单元工频试验的电压源。试验中施加在输电导线上的交流电压，经分压比为1250:1的标准电容分压器分压后，输入示波器通道1，非接触分压单元测得的电压值输入到示波器通道2，当任意函数发生器和高压放大器组合输出的工频电压幅值为5kV时得到结果如图3.10所示，黑色为示波器通道1的输出，红色为示波器通道2的输出。

从图2中可以看出，非接触分压单元能实时测量到输电导线上的工频电压，输入输出电压之间有良好的线性关系，制作的分压单元输出电压相位只略微超前标准分压器的输出电压。

图3：分压单元输入输出电压拟合曲线

为了获取分压单元的实际分压比k1，在电源0-10kV的工作范围内，以1kV为单位，逐次增大交流电压的幅值，共取10组分压单元的输入输数据出做线性拟合，得到拟合曲线如图3所示。

图4：拟合结果数据

由拟合结果数据表图4可以看出，分压单元的输入输出线性度极好，至此得到非接触分压单元的实测分压比为k1=1395:1，耦合电容C1=7.167pF，与串联法和COMSOL仿真所得的耦合电容值接近，分压单元参数设计合理。

高压放大器推荐：ATA-7100

图：ATA-7100高压放大器指标参数

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审核编辑 黄宇