交直流數字高壓表的核心任務,是在確保絕對電氣安全的前提下,實現對千伏級高壓信號的精確、穩定測量。其技術演進,是一部圍繞絕緣設計與抗干擾能力的革新史。
分壓器本體的絕緣基石:材料與結構的博弈
高壓表的核心是分壓器,其絕緣設計是首道防線。對于電阻分壓器,技術關鍵在于:
材料選擇:采用高穩定性、低溫度系數的精密無感電阻,避免自身感抗引入測量誤差。
結構設計:通過將電阻鏈置于絕緣強度高的SF?氣體或高品質絕緣油中,并采用均壓環、屏蔽電極等結構,能有效均衡電場分布,防止局部放電,確保在高壓下不發生沿面閃絡或擊穿,從而保證測量的基礎精度與設備安全。
從本地到遠程:傳輸環節的抗干擾革命
傳統方案通過長電纜傳輸分壓后的低壓信號,極易引入巨大的共模干擾和電磁耦合噪聲。這是制約測量精度與安全的關鍵瓶頸。光纖傳感技術的引入,帶來了根本性的解決方案,其策略如下:
電氣隔離:采用V-F轉換(電壓-頻率轉換)結合光纖傳輸的方案。位于高壓端的采集電路將模擬電壓信號轉換為與之成比例的光脈沖頻率信號,通過光纖將光脈沖傳輸到低壓端進行接收與還原。光纖本身是的絕緣體,實現了高低壓側之間高達數百kV的電氣隔離,了地環路干擾和共模干擾。
電磁免疫:光信號在傳輸過程中不受任何外部電磁場的影響,解決了長電纜傳輸的電磁敏感性問題,確保了信號在惡劣電磁環境下的純凈度。
系統集成策略
最終,現代高性能數字高壓表將優化設計的本體分壓器與基于光纖的隔離傳輸系統集于一體。這種“本體絕緣+信號隔離”的雙重策略,共同構筑了其在高電壓、強干擾環境中穩定、精確運行的堅實根基,標志著高壓測量技術從依賴單純被動防護,邁入了主動隔離與智能傳感的新階段。