一種特殊變比電壓互感器誤差的檢定方法

 引言
依據JJG314-2010《測量用電壓互感器》檢定規(guī)程，在電壓互感器的檢定和校準工作中采用比較法，這就要求被檢電壓互感器與標準電壓互感器（以下簡稱標準器）的變比必須相同。現使用的標準器一般都是常規(guī)變比，但經常會遇到與標準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準器一次額定電壓相同，二次額定電壓不同；有的與標準器二次額定電壓相同，一次額定電壓不同。本文通過對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 感應分壓器
對于特殊變比的電壓互感器，不能再用現有的標準器和一般的比較法線路，需要相應的感應分壓器配合標準器進行檢定和校準。
1.1 感應分壓器的簡介
感應分壓器（英文名稱：inductive voltage divider）。
定義：由一個或多個相互連接的多抽頭鐵心線圈形成的分壓器，用開關或利用繞組間的強磁耦合作用，提供與繞組匝數成正比關系的高準確度電壓比值的電測量儀器。
結構：有單盤感應分壓器和多盤感應分壓器兩種。
特點：準確度高、穩(wěn)定性好，輸入阻抗高、輸出阻抗低，可廣泛應用于精密測量。
用途：可作為分壓器使用或與標準器級聯使用。
1.2 所使用感應分壓器的工作原理
所使用的是200V工頻自耦式感應分壓器，該感應分壓器采用自耦式雙級電壓比例器級聯工作方式，通過開關切換，可生成任意電壓比例值。具有電壓比例準確，穩(wěn)定和給出萬能比例的優(yōu)點。此設備可廣泛應用于各種測量線路和測量裝置中。
該設備采用高準確度的雙級電壓比例方式進行設計，使用自耦工作方式。兩個比率繞組共同擔負勵磁繞組的任務，同時也作為比率繞組供給比率電壓。其特點是電源與測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，能保持本身的電壓比率準確度。
如圖1所示，多盤感應分壓器由多只雙級電壓比例標準級聯組合而成，前一級比例繞組的1/10段通過雙刀開關把某一段電壓并聯到下一級比例繞組兩端，強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，所以能獲得較高準確度。
2 檢定原理和方法
被試電壓互感器，型號是HJ634，變比為1140/100V，準確度等級為0.1級，額定負荷為5VA，功率因數為1；標準器型號為BY2585，變比2000/100V，等級0.002，功率因數為1；感應分壓器型號為GF-02，等級為0.0001。
該被試電壓互感器二次電壓與現有標準器相同，但一次電壓與現有標準器不同。于是用標準電壓互感器與感應分壓器級聯，就是將感應分壓器的一次并聯到標準器的二次，由標準器的一次和感應分壓器的二次組成一只新的標準器。
圖2中PF為感應分壓器；N11為激磁線圈；N1為一次線圈；P0為標準器；PX為被試電壓互感器。
當標準器P0與感應分壓器Pf級聯后的變比為K0KF=Kx，計算感應分壓器的變比為：■×■=■
即：■為感應分壓器的變比。
通過設置感應分壓器的置數，使新標準器的變比與被試電壓互感器的變比相同。新標準器的誤差為標準器和感應分壓器誤差的復數和。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——測量裝置顯示的誤差。
被試電壓互感器等級為0.1級，標準器等級為0.002級，感應分壓器等級為0.0001級，對于P0與PF的誤差可忽略不計，（1）式簡化為εx=ε。所以檢驗儀即可直讀電壓互感器的誤差。
根據JJG314-2010《測量用電壓互感器》檢定規(guī)程中的要求，對送檢的電壓互感器按照要求的額定百分值進行了檢定，檢定結果見表1。
3 結論
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，但是在選擇標準器時，一定要注意兩個方面：一是要選擇一次電壓稍高于被試品的標準器；二是要選擇比被試品至少高兩個等級的線性度較好的標準器。