半桥整流：
Um
I pin 2C1 f
全桥整流：UmFra bibliotekI pin 4C1 f
全桥整流时，流过电流表的电流增大1倍
要求：电容C1、电流Ipin和频率f测量准确，频率不发生变化
6.3 直流高压的测量
注意：带有脉动的直流高压中，脉动分量的幅值 U=(Umax-Umin)/2，脉动系数 S U 3%
U av
分压器（电容式、电阻式）
转换测量法 电流计算法（高压电容器配合整流回路）
6.2.1 球隙法
理论依据：均匀电场中，气体击穿电压与间隙距离 有稳定的对应关系。球隙特点：电场较为均匀。
测量方法：利用试验变压器低压侧的读数换算。取 10次的平均值，并保证标准偏差<10%平均值。最后 再进行大气环境的修正。
Ipin 1
T /2
idt
T /2 U ( dC1 )dt
T0
0 T dt
U
T
Cmax Cmin
dC1
Uf
(Cmax
Cmin )
2U (Cmax
Cmin )
n 60
U
nC 30
n----电极转速，转/分钟
CQ A
Ud
也可把电流表换成取样电阻， 读取电阻上的电压值。 实际上，旋转电位计上可直接 读出电压值。
（C1＋C2）和L满足谐振条 件后：
U1
C1 C2 C1
U2
电容式PT工作原理推导 等效电路图如下
•
••
I1 I2 I3
L L L (1) KCL
••
•
•
U1 I1( XC1 j) I3 X L j U3 L L (2) KVL
•
•
•
I2
I3
XL j U3 X C2 j
L L L (3)
**** 球隙放电电压是被测电压的峰值
球隙法的布置注意事项（结构见课本）
图中A、B值的要求
A—放电点与大地之间的距离 B—放电点与周围物体之间的距离
使用球隙法应注意：
1 周围物体（主要指带电和接地物体）的影响 2 照射。国标规定：当被测电压<50kV时或者
D<12.5cm时，均须照射。 3 保护电阻。使用串联电阻避免放电时火花灼
伤球表面，保护电阻一般取100k－1M 4 球表面要光滑，表面曲率半径足够大。其表
面要洁净，无灰尘。 5 球隙放电电压是被测电压的峰值。
球隙
6.2.2 静电电压表
原理：带异性电荷的两导体间的静电力与导体间电位差 的平方成正比。
测量方法：与球隙相比，可连续监测被测电压
1. 由于极间电容很小，一般 为5－50pF，电极间靠大 气绝缘，因此吸收功率很 小不影响被测电压。
(1)和(3)代入(2)消去I1和I
，得到
2
VCR
若
X
L
(
X X
C1 C2
1) X C1
0，则
•
U1
•
I3
j
X
L
(
X X
C1 C2
1)
X
C1
(
X C1 X C2
•
1) U 3
•
U1
( X C1 X C2
•
1) U 3
C1
C2
•
U
3
C1
分析
分析条件
X
L
(
X X
C1 C2
1) X C1
R1
R1：分压器高压臂电阻 R2：分压器低压臂电阻
R1
U1
R1 R2 R2
U2
1. 寄生电容的影响显著
R1 2. 电阻上的发热，引起
•
阻值变化，测量电压
R2
V 范围受到限制
•
两种分压器都需考虑消除靠近高压端的电晕
6.2.5 高压电容器配合整流回路
测量通过电容器的电流就 能够推算出被测交流高压 的峰值
6.4.1 球隙法
测量冲击电压的峰值； 测量冲击电压时，与球隙串联的电阻<500 ，寄生电 感<30 H → 【确保瞬态响应特性好】
6.4.2 冲击分压器系统
冲击分压器系统由分压器和测试回路组成
2. 可用于直流、工频，随频 率升高，吸收功率增大。 用于高频时，需考虑吸收 功率。
3. 静电力与电位平方成正比 ，刻度非线性。
6.2.3 电压互感器PT
需要用仪表读取低压侧的数据，可用低压电压表、示波器 、数字记录仪等
分成电磁式和电容式。 电磁式PT：电磁耦合原理 电容式PT：又叫CVT（用于超高压回路），测量回路如下
测量仪器： 高阻分压器 旋转电位计 静电电压表 标准“棒－棒”间隙
6.3.1 高阻分压器
由于测量直流高压时不需要考虑寄生电容的影响 ，所以高压电阻可以不采取屏蔽
6.3.2 静电电压表
表示的是瞬时值的平方的平均值，因此在直流纹波 较大时，读数不是平均值。
6.3.3 旋转电位计
可变电容和电流表串联来测直流高压
高电压技术
第6章 高电压和大电流的测量
对高压测量的要求和必要条件
被测电压高，需专门的高压到低压转换装置 需考虑信号传输过程的畸变 信号变化快，要求测量系统的动态特性好 要充分考虑寄生参数的影响 高电压和冲击电流测量不确定度应≤3％；使用
的低压仪器准确度应≤ 0.5‰（0.5级） 测量系统内部可能存在放电，电磁干扰复杂，
0
其中 X C1
1,
C1
X C2
1
C2
,
X
L
L
则得到
XL
X C1 X C2 X C1 X C2
L
1
（C1
C2）
1
（C1
//
C2）
6.2.4 电容式和电阻式分压器
C1
U1
R
C2 V U2
R的阻抗>>C2的容抗
电压表V输入阻抗高
U1
C1 C2 C1
U2
r1
•
r2
•
r3
•
rn1
•
rn
•
R1
r：屏蔽用分压电阻
U UrR R 1
1
j
2f CR j 2f CR
U
r
j 2f C
U RV
如果 2fCR 1
•
则 U Ur
6.4 冲击高压的测量
冲击电压的特点：持续时间短，波形变化快，幅值高 →要求测量系统有很好的瞬变响应特性 国标规定，冲击电压测量系统的不确定度为： 幅值<3%；波形时间±10%。 对于雷电冲击截波，如果截断时间在0.5~2 s，那 么允许幅值测量的不确定度为<5%；
达到规定要求并不容易
6.2 交流高压的测量
在电力系统中，通常用（电压互感器PT＋低压测量仪表）监 视运行电压。
但在高压实验室中，试验用高压很高，电网用的PT不再适。 重新定制PT的造价高，且PT体积、重量也大，所以一般不用 电压互感器。
试验室常用测量高压的方法：
球隙法
直接测量法 静电电压表 电压互感器(PT)
6.3.4 标准“棒－棒”间隙
棒－棒类似于球间隙
球间隙的问题：测量直流 高压时，球隙放电的分散 性较大，其不确定度超过 了±3％，达到±5％。
所以用棒－棒间隙取代球 间隙测量直流高压。
6.3.5 直流高压纹波的测量
UD Ur
UD：直流电压 纹波分量的计算
Ur：纹波电压
C •
隔直通交？ 分压→