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制造方法及图纸

本发明专利技术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；本发明专利技术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。本发明专利技术的优点在于：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。

A Measuring Device for Voltage Coefficient of High Voltage Capacitor Based on Tilt Method and Its Application

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术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。
技术介绍
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-inducedcapacitancevariationinhigh-voltagecompressedgascapacitorduetoelectodeflecibility》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.LatzelandD.Kind.Keneticmethodforevaluatingthevoltagedependanceofcompressedgascapacitors[J].Proc.6thInt.SymposiumonHighVoltageEngineering,NewOrleans,1989.47:06.[2]Hans-GeorgLatzel.Voltage-inducedcapacitancevariationinhigh-voltagecompressedgascapacitorsduetoelectrodeflexibility.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.)基于倾斜法测量高压标准电容器电压系数的方法是一种绝对测量方法，即通过倾斜测量法得到电容电压系数在讨论的准确度等级上与参考电容的电压系数无关，为同轴圆柱结构高压标准电容电压系数的校准提供了一种可靠的方案。但是，关于倾斜法实验条件较为复杂，普通高压实验室较难通过该方法实现高压标准电容器电压系数的测量。主要原因有：(1)倾斜法测量高压标准电容器电压系数实验中，关键点之一是通过实验的方法测量出高压标准电容器低压电极的初始偏心位置。从理论上分析，当被测电容倾斜一定角度后，电容量与旋转角度成正弦函数关系，电容量出现最大值和最小值时的连线方向即为偏心方向。但是，实际实验中，电容旋转带来的电容量的改变量往往很小。因此，需要严格控制实验中影响电容容量和损耗的影响因子，如实验这段时间中，温湿度的影响；测量系统自身重复性的影响，包括高压电容电桥、高压源、参考高压标准电容等的重复性；高压引线位置及接线方式的影响；同轴线缆引出位置屏蔽的影响等，否则，容易出现测量“噪音”掩盖了电容旋转带来的容量的变化量的现象，无法准确测量出电容的初始偏心方向。(2)倾斜法测量高压标准电容器电压系数的关键步骤是测量电容倾斜系数和在不同倾斜角度下电容量随电压的变化。电容器倾斜系数(相对电压系数一说)，是指电容在加载相同电压下，沿电容初始偏心方向，倾斜不同角度引起的容量的相对变化。因此，实验时，需要被测电容在倾斜不同的角度，且在不同角度下施加高压至被测电容的额定电压。在这两个实验过程中，同样的，需要严格控制实验中影响电容容量和损耗的影响因子，避免测量“噪音”带来较大的测量误差，甚至掩盖电容倾斜、倾斜下加不同电压带来的电容量的变化量。而高电压等级的高压标准电容器一般体积、重量较大，一般情况下，不容易进行电容的旋转和倾斜，更何况是在施加高电压下时，带电旋转和带电倾斜。因此，如何提供一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置，如何利用该测量装置实现被测电容在施加高压的同时完成电容旋转、倾斜等动作，从而测量同轴结构压缩气体高压标准电容器的电压系数，成为一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一，提供一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置，实现对高压标准电容器的电压系数进行准确测量。本专利技术是这样实现技术问题之一的：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、一待测同轴结构压缩气体高压标准电容器、一参考高压标准电容器以及一高压电源，还包括一倾斜旋转平台；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，所述待测同轴结构压缩气体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待测同轴结构压缩气体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；所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器以及参考高压标准电容器的低压端均分别与高压电容电桥连接，所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器以及参考高压标准电容器的高压端均分别与高压电源连接。进一步地，所述旋转组件包括一外齿圈以及一内齿圈；所述外齿圈分别与内齿圈以及第二电机的输出端啮合，所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器通过螺栓固定于内齿圈上。进一步地，所述内齿圈的中部设有一出线孔，所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器通过出线孔以及通孔与高压电容电桥连接。进一步地，所述出线孔的下方设有一用于屏蔽干扰的环形屏蔽圈，所述环形屏蔽圈接地。进一步地，所述外齿圈的外围设有一用于测量旋转角度的角度环，所述角度环固设于倾斜托架上。进一步地，所述底架的下方设有至少六个可调整高度的支撑件。进一步地，所述第一电机为倾斜电机，且倾斜角度的范围为-45°至45°；所述第二电机为旋转电机，且旋转角度的范围为0°至360°。进一步地，所述倾斜托架的两端向上各设有一三角形的延伸部，所述倾斜托架通过延伸部分别与托架支撑以及第一电机的输出端旋转连接。进一步地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一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、一待测同轴结构压缩气体高压标准电容器、一参考高压标准电容器以及一高压电源，其特征在于：还包括一倾斜旋转平台；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，所述待测同轴结构压缩气体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待测同轴结构压缩气体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；所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器以及参考高压标准电容器的低压端均分别与高压电容电桥连接，所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器以及参考高压标准电容器的高压端均分别与高压电源连接。

【技术特征摘要】
1.一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、一待测同轴结构压缩气体高压标准电容器、一参考高压标准电容器以及一高压电源，其特征在于：还包括一倾斜旋转平台；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，所述待测同轴结构压缩气体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待测同轴结构压缩气体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；所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器以及参考高压标准电容器的低压端均分别与高压电容电桥连接，所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器以及参考高压标准电容器的高压端均分别与高压电源连接。2.如权利要求1所述的一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置，其特征在于：所述旋转组件包括一外齿圈以及一内齿圈；所述外齿圈分别与内齿圈以及第二电机的输出端啮合，所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器通过螺栓固定于内齿圈上。3.如权利要求2所述的一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置，其特征在于：所述内齿圈的中部设有一出线孔，所述待测同轴结构压缩气体高压标准电容器通过出线孔以及通孔与高压电容电桥连接。4.如权利要求3所述的一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置，其特征在于：所述出线孔的下方设有一用于屏蔽干扰的环形屏蔽圈，所述环形屏蔽圈接地。5.如权利要求2所述的一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置，其特征在于：所述外齿圈的外围设有一用于测量旋转角度的角度环，所述角度环固设于倾斜托架上。6.如权利要求1所述的一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置，其特征在于：所述底架的下方设有至少六个可调整高度的支撑件。7.如权利要求1所述的一种基于倾斜法的高压电容电压系数测量装置，其特征在于：所述第一电机为倾斜电机，且倾斜角度的范围为-45°至45°；所述第二电机为旋转电机，且旋转角度的范围为0°至360°。8.如权利要求1所述的一种基于倾...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵海明，张煌辉，王家福，赵伟，李传生，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11