一種特殊變比電壓互感器誤差的檢定方法

 引言
依據(jù)JJG314-2010《測(cè)量用電壓互感器》檢定規(guī)程，在電壓互感器的檢定和校準(zhǔn)工作中采用比較法，這就要求被檢電壓互感器與標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器（以下簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)器）的變比必須相同?，F(xiàn)使用的標(biāo)準(zhǔn)器一般都是常規(guī)變比，但經(jīng)常會(huì)遇到與標(biāo)準(zhǔn)器變比不同的被試品。這就給日常檢定工作帶來了必須要解決的問題。
這些被試品有的與標(biāo)準(zhǔn)器一次額定電壓相同，二次額定電壓不同；有的與標(biāo)準(zhǔn)器二次額定電壓相同，一次額定電壓不同。本文通過對(duì)一種特殊變比電壓互感器檢定原理、方法的分析和說明，為今后此類特殊變比的被試電壓互感器的檢定提供參考。
1 感應(yīng)分壓器
對(duì)于特殊變比的電壓互感器，不能再用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)器和一般的比較法線路，需要相應(yīng)的感應(yīng)分壓器配合標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)。
1.1 感應(yīng)分壓器的簡(jiǎn)介
感應(yīng)分壓器（英文名稱：inductive voltage divider）。
定義：由一個(gè)或多個(gè)相互連接的多抽頭鐵心線圈形成的分壓器，用開關(guān)或利用繞組間的強(qiáng)磁耦合作用，提供與繞組匝數(shù)成正比關(guān)系的高準(zhǔn)確度電壓比值的電測(cè)量?jī)x器。
結(jié)構(gòu)：有單盤感應(yīng)分壓器和多盤感應(yīng)分壓器兩種。
特點(diǎn)：準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好，輸入阻抗高、輸出阻抗低，可廣泛應(yīng)用于精密測(cè)量。
用途：可作為分壓器使用或與標(biāo)準(zhǔn)器級(jí)聯(lián)使用。
1.2 所使用感應(yīng)分壓器的工作原理
所使用的是200V工頻自耦式感應(yīng)分壓器，該感應(yīng)分壓器采用自耦式雙級(jí)電壓比例器級(jí)聯(lián)工作方式，通過開關(guān)切換，可生成任意電壓比例值。具有電壓比例準(zhǔn)確，穩(wěn)定和給出萬能比例的優(yōu)點(diǎn)。此設(shè)備可廣泛應(yīng)用于各種測(cè)量線路和測(cè)量裝置中。
該設(shè)備采用高準(zhǔn)確度的雙級(jí)電壓比例方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，使用自耦工作方式。兩個(gè)比率繞組共同擔(dān)負(fù)勵(lì)磁繞組的任務(wù)，同時(shí)也作為比率繞組供給比率電壓。其特點(diǎn)是電源與測(cè)量電路間無隔離作用，但在作為交流平衡電橋的電壓比率臂時(shí)，能保持本身的電壓比率準(zhǔn)確度。
如圖1所示，多盤感應(yīng)分壓器由多只雙級(jí)電壓比例標(biāo)準(zhǔn)級(jí)聯(lián)組合而成，前一級(jí)比例繞組的1/10段通過雙刀開關(guān)把某一段電壓并聯(lián)到下一級(jí)比例繞組兩端，強(qiáng)迫下一盤為上一盤的1/10電壓。由于有激磁繞組，所以下一盤對(duì)前盤的分路影響極小，又消除了隔離誤差，所以能獲得較高準(zhǔn)確度。
2 檢定原理和方法
被試電壓互感器，型號(hào)是HJ634，變比為1140/100V，準(zhǔn)確度等級(jí)為0.1級(jí)，額定負(fù)荷為5VA，功率因數(shù)為1；標(biāo)準(zhǔn)器型號(hào)為BY2585，變比2000/100V，等級(jí)0.002，功率因數(shù)為1；感應(yīng)分壓器型號(hào)為GF-02，等級(jí)為0.0001。
該被試電壓互感器二次電壓與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)器相同，但一次電壓與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)器不同。于是用標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器與感應(yīng)分壓器級(jí)聯(lián)，就是將感應(yīng)分壓器的一次并聯(lián)到標(biāo)準(zhǔn)器的二次，由標(biāo)準(zhǔn)器的一次和感應(yīng)分壓器的二次組成一只新的標(biāo)準(zhǔn)器。
圖2中PF為感應(yīng)分壓器；N11為激磁線圈；N1為一次線圈；P0為標(biāo)準(zhǔn)器；PX為被試電壓互感器。
當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)器P0與感應(yīng)分壓器Pf級(jí)聯(lián)后的變比為K0KF=Kx，計(jì)算感應(yīng)分壓器的變比為：■×■=■
即：■為感應(yīng)分壓器的變比。
通過設(shè)置感應(yīng)分壓器的置數(shù)，使新標(biāo)準(zhǔn)器的變比與被試電壓互感器的變比相同。新標(biāo)準(zhǔn)器的誤差為標(biāo)準(zhǔn)器和感應(yīng)分壓器誤差的復(fù)數(shù)和。被試電壓互感器的誤差εx為：
εx =ε+ε0+εF （1）
式中：ε0，εF——分別是P0和PF的誤差；ε——測(cè)量裝置顯示的誤差。
被試電壓互感器等級(jí)為0.1級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)器等級(jí)為0.002級(jí)，感應(yīng)分壓器等級(jí)為0.0001級(jí)，對(duì)于P0與PF的誤差可忽略不計(jì)，（1）式簡(jiǎn)化為εx=ε。所以檢驗(yàn)儀即可直讀電壓互感器的誤差。
根據(jù)JJG314-2010《測(cè)量用電壓互感器》檢定規(guī)程中的要求，對(duì)送檢的電壓互感器按照要求的額定百分值進(jìn)行了檢定，檢定結(jié)果見表1。
3 結(jié)論
在工作中遇到該種類型的電壓互感器，可以參考采用本文中的檢定原理、方法來開展工作，但是在選擇標(biāo)準(zhǔn)器時(shí)，一定要注意兩個(gè)方面：一是要選擇一次電壓稍高于被試品的標(biāo)準(zhǔn)器；二是要選擇比被試品至少高兩個(gè)等級(jí)的線性度較好的標(biāo)準(zhǔn)器。