實驗名稱：非接觸分壓單元的測試試驗

實驗目的：為驗證非接觸分壓單元的測量準確度，獲取非接觸分壓單元的分壓比k2。本文對模擬測量系統進行了工頻電壓試驗。

測試設備：高壓放大器、任意函數發生器、示波器、標準分壓器等。

實驗過程：

圖1：分壓單元試驗接線示意圖

試驗接線示意圖如上圖所示，分壓單元安裝于金屬板下方，分壓單元的電容值為0.01μF，電壓信號通過一根首端接50?匹配電阻的同軸電纜接示波器輸入。

實驗結果：

圖2：分壓單元工頻響應

工頻電壓試驗中采用高壓放大器將任意函數發生器產生的電壓信號放大作為傳感器分壓單元工頻試驗的電壓源。試驗中施加在輸電導線上的交流電壓，經分壓比為1250:1的標準電容分壓器分壓后，輸入示波器通道1，非接觸分壓單元測得的電壓值輸入到示波器通道2，當任意函數發生器和高壓放大器組合輸出的工頻電壓幅值為5kV時得到結果如圖3.10所示，黑色為示波器通道1的輸出，紅色為示波器通道2的輸出。

從圖2中可以看出，非接觸分壓單元能實時測量到輸電導線上的工頻電壓，輸入輸出電壓之間有良好的線性關系，制作的分壓單元輸出電壓相位只略微超前標準分壓器的輸出電壓。

圖3：分壓單元輸入輸出電壓擬合曲線

為了獲取分壓單元的實際分壓比k1，在電源0-10kV的工作范圍內，以1kV為單位，逐次增大交流電壓的幅值，共取10組分壓單元的輸入輸數據出做線性擬合，得到擬合曲線如圖3所示。

圖4：擬合結果數據

由擬合結果數據表圖4可以看出，分壓單元的輸入輸出線性度極好，至此得到非接觸分壓單元的實測分壓比為k1=1395:1，耦合電容C1=7.167pF，與串聯法和COMSOL仿真所得的耦合電容值接近，分壓單元參數設計合理。

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圖：ATA-7100高壓放大器指標參數

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審核編輯 黃宇