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机电英语翻译
河南工程学院《机电英语》考查课
专业论文
设计制造盐溶液电阻分压器模型
学生姓名：
张众林
学院：
机械工程学院
专业班级：
机械制造及其自动化1321
专业课程：
机电英语
任课教师：
邬昌峰
2014年6月16日
目录
设计制造盐溶液电阻分压器模型3
简介3
一、盐水电阻分压器4
二、测量系统的设计和施工4
三、实验性测试6
（一）单位阶跃响应测试6
（二）耐压冲击试验7
（三）比例因子和线性度测试8
（四）短期稳定性试10
四、结论11
致谢11
参考文献11
设计制造盐溶液电阻分压器模型
摘要：
论文提出建设一个原型盐溶液的电阻电压测量系统要有分压器和电阻衰减器两部分构成。
成熟的分频器的结构被设计成同轴圆筒。
该系统具有300kV电压等级。
开发的测量系统已经测试通过了对单位阶跃响应试验组成的IEC标准，尺度因子试验，耐压试验，短期稳定性试验。
该实验的响应时间开发的电压测量系统和无屏蔽环分别约为50ns和25ns。
这成就将会有利于增加高压实验和研究的能力进而影响泰国的快速瞬变电压的传输和配电系统。
关键词：
瞬态、雷电冲击电压电阻分压器、生理盐水、阶跃响应
简介
在电力系统造成过电压的主要原因之一是闪电。
雷电引起的过电压来自直接雷击或诱导系统的闪电电流。
它们经常造成设备损坏和安全事故，并使电力系统中断。
因此,高压设备在安装到工作系统之前必须根据相关标准进行测试。
已经有许多关于在几个纳秒的范围内测量高压脉冲的上升时间的研究在进行。
一个例子是在空气中一个绝缘体的击穿试验[1]。
该试验波形的上升时间是在一个几十纳秒的范围内，因此高压脉冲必须缩放级别，使其可以显示在示波器上。
一般来说，一个电压分压器是用来降低信号，使其降低的量与被测量的量大致成比例。
现在已经开发了不同的分压器，包括电阻分压器，电容器，电阻–电容分压器。
电阻分压器应用因长期响应的功率损耗率而受到了限制，但是它却可以达到亚纳秒范围内脉冲上升时间的响应。
特别是，电阻分压器广泛使用在许多实验室。
当用一个感应电阻分压器测量高压纳秒脉冲时，杂散电容和电阻的自感等元素可能会导致不良的共振和噪音。
由于集肤效应将会使电感和电阻改变，可能会使测量结果失真。
一些电阻分压器是基于金属或碳膜电阻制作而成的。
所有的膜电阻的缺点是，它们都有较低的平均功率和相对较低的峰值脉冲功率和能量吸收能力。
当溶液中的硫酸铜等[2]或生理盐水中绝缘管作为电阻代替电阻丝，它能吸收大量的能量。
另外,电感和杂散电容也将得到控制。
它是解决廉价电阻分压器产生的一个方案。
考虑到温度对电阻的明显影响。
通过适当的设计,电阻分压器可以提供大的分频比和快速响应时间。
这是一个简单的问题来衡量,应该引起任何问题。
然而,当CuSO4溶液被用在与铝接触的时候，铝发生了严重的腐蚀。
为了克服CuSO4溶液的腐蚀，本文在分频器中使用盐溶液。
因此，这项工作的目的是开发一个测量快速上升的原型盐水溶液电阻分压器。
一、盐水电阻分压器
电阻分压器的响应时间（TN）和高压电阻（RH）及其寄生电容（Ce）成正比，方程如下：
为了减少分压器的响应时间,应该尽可能降低高压电阻和杂散电容。
低电阻分压器几乎将成为一台负载电阻在几千欧姆的范围的发电机。
盐溶液的电阻分压器可以控制通过调整盐溶液的浓度。
杂散电容可以由分频器的高度来控制。
二、测量系统的设计和施工
如图2中所示,成熟分频器的结构是由在高、低电压部件之间盐溶液电，不同的内外直径和高度的同轴圆筒和隔离电阻器的铝板组成。
高压部分的尺寸厚度（d1）0.5毫米和高度990毫米（s1）。
低压部分的尺寸厚度4.5毫米（d2）和高度10毫米（s1）。
高低电压之间的铝板，与电压测量的电线相连。
高电压电阻设定为10KΩ。
分压器结构见图3。
从设计配置,比例因子约为700。
对于测量300千伏的电压,额外的分压器（即衰减器）的数值范围在数字示波器测量范围之内。
衰减器是由金属膜电阻器且比例因子是10。
整个测量系统的示意图见图4和图5所示的衰减器。
盐水溶液由去离子水、盐
溶液和所有由铝制成的电极组成。
三、实验性测试
为了确认测量系统的性能,要进行四项。
第一项是单位阶跃响应测试,第二项是冲动耐电压测试,第三项是线性测试和最后一个是短期稳定性测试。
（一）单位阶跃响应测试
单位阶跃响应测试是由阶跃电压测量系统来进行的。
在本篇论文中，为了使阻尼的单位阶跃电压不优先振荡，阻尼电阻被安装在发送端的引出线上。
并且安装屏蔽环以提高响应时间。
图6显示了单位阶跃响应实验测试。
图7显示出了单位阶跃响应的测量系统与在单位阶跃电压下无屏蔽环发电机的对比。
实验单位阶跃响应和屏蔽环的测量系统测得的时间大约分别是50ns和25个ns。
（二）耐压冲击试验
10正脉冲和10负脉冲的330kv电压被应用于分压器。
分频器可以通过脉冲耐电压测试。
耐压试验后,再次进行单位阶跃响应测试，检有测量系统的部件有没有损坏。
单位阶跃响应测试结果没有发生改变。
如图8所示。
（三）比例因子和线性度测试
在该测试中,将连续10个电压脉冲用于系统的每个电压级别的正极和负极。
标准的电脉冲电压被应用在50-300千伏的范围内。
这个测量系统的比例因子是通过与测试参考脉冲分压器（通用分压器）的比较得出的。
系统的比例因子是由系统电压形成的低压部分和参考系统的电压计算而来的。
本测量系统的计算比例因子在误差正负1%的范围内才能通过其电压范围。
比例因子的范围如图9、10和表格I所示。
在330kV的正极和负极的波形如图11和12所示。
（四）短期稳定性试
在短期稳定性试验中,每30秒在330kv的电压下对系统进行20次电压冲击。
然后,每30秒在100kv的电压下对系统进行20次电压冲击，并且再次测量比例因子。
比例因子在进行短期稳定性试验之前的的偏差应在0.1%的范围内。
四、结论
发达测量系统构建和测试检查测量系统的性能。
建设发达测量系统中使用的材料可以在泰国找到。
这个成就将增加泰国高压实验室对快速瞬变电压的影响的输电和配电系统的研究能力。
在未来的工作中,将减少分压器的响应时间以满足快速上升时间对瞬态电压测量的要求。
致谢
在本研究工作中特别感谢工学院KingMongkut’sInstituteofTechnologyLadkrabang提供设备和theKingMongkut’sInstituteofTechnologyLadkrabangReasearchFund的资金支持。
参考文献
[1]IEC601211-2004:
Insulatorsofceramicmaterialorglassforoverhead
lineswithanominalvoltagegreaterthan1000V-Impulsepuncture
testinginair.
[2]YiLiu,FuchangLin,GuanHu,andMiaoZhang,“Designand
performanceofaresistive-dividersystemformeasuringfastHV
impulse”,IEEETrans.Instrum.Meas.,Vol.60,No.3,pp.996-1002,Mar.
2011.
[3]B.Phaophan,andP.Yutthagowith,“Designandconstructionofa
prototypeCUSO4solutionvoltagedivider”,inProc.The6
th
International
SymposiumonElectromagneticandTransientinInfrastructure,Hanoi,
Vietnam,pp.109-112,Nov.2012
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