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MS-Q 球隙的詳細(xì)介紹
測(cè)量原理
當(dāng)s<0.5D時(shí)，球隙間形成近乎均勻電場(chǎng)，此時(shí)放電電壓分散性較小，故可利用球隙的放電來(lái)測(cè)量高電壓。
測(cè)量方法
將被測(cè)電壓加于球隙，改變球隙距離s至球隙恰好放電，該球隙的放電電壓值就是被測(cè)電壓。球隙所測(cè)得的是高電壓的峰值。
測(cè)量依據(jù)
被測(cè)電壓越高，需用更大直徑的銅球，電工委員會(huì)(IEC)提出了不同直徑(2～200cm)、不同間隙下球隙的標(biāo)準(zhǔn)放電電壓表作為測(cè)量依據(jù)，有關(guān)的中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中也引用了該表。空氣的放電電壓和空氣的相對(duì)密度δ有關(guān)，故放電電壓表是指標(biāo)準(zhǔn)大氣狀況(即氣溫20℃，大氣壓力為101.3 kPa)下的數(shù)值，非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下放電電壓值等于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下放電電壓值乘以校正系數(shù)K。K和δ有關(guān)，δ=2.892p/T(p為大氣壓力，kPa;T為氣溫，℃)。當(dāng)δ值在0.95和1.05之間時(shí)，K=δ。
誤差
測(cè)量球的直徑從2厘米到2米甚至3米,可測(cè)峰值電壓范圍從 2千伏到高于2000千伏。≤0.5條件下，測(cè)量交流電壓及沖擊電壓的誤差為≤3%；測(cè)量直流高壓時(shí),由于灰塵、纖維等雜質(zhì)影響特別嚴(yán)重，測(cè)量誤差較大,≤0.4時(shí)，誤差為≤5%。
注意事項(xiàng)
為防止球隙放電的短路電流燒損球面和阻尼電路中因刷狀放電而引起高頻振蕩(后者會(huì)使球隙發(fā)生異常放電)，使用球隙時(shí)需與其串聯(lián)一個(gè)100kΩ的電阻。測(cè)量沖擊電壓時(shí)，串聯(lián)電阻值應(yīng)小于500Ω，而且應(yīng)是低電感的。由于球隙的沖擊放電電壓有分散性，故測(cè)量沖擊電壓時(shí)要采用50%放電電壓法，即在被測(cè)電壓作用下，相應(yīng)球隙的放電概率為50%。簡(jiǎn)單的慣用作用法是，對(duì)某球隙加同一沖擊電壓10次，其中4～6次放電，則球隙放電電壓表上的相應(yīng)數(shù)值就是該沖擊電壓值。
為保證測(cè)量準(zhǔn)確度，對(duì)球表面光潔度、球面曲率、球徑、球桿尺寸、與周?chē)矬w距離以及加電壓方式等都有一定的要求。在滿足這些條件的情況下，對(duì)交流、沖擊電壓的測(cè)量不確定度為±3%，測(cè)量直流高電壓的不確定度為±5%。
應(yīng)用研究
測(cè)量球隙是可直接測(cè)量數(shù)百千伏至數(shù)千千伏高電壓的設(shè)備，可用于測(cè)量交、直流和沖擊電壓，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。其缺點(diǎn)是，使用時(shí)必須放電，測(cè)量過(guò)程較繁瑣費(fèi)時(shí)，而且易受周?chē)h(huán)境條件影響而發(fā)生異常放電。但中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，測(cè)量球隙是可與認(rèn)可的交流高電壓和沖擊高電壓測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行比對(duì)的一種標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量裝置。有時(shí)還用它作為試驗(yàn)時(shí)防止電壓過(guò)高的保護(hù)裝置。
20世紀(jì)初已經(jīng)開(kāi)始研究和應(yīng)用。測(cè)量球隙是一對(duì)直徑相同的金屬球(一般應(yīng)用銅球)，在一定的大氣狀況下,兩球間隙有一比較固定的放電電壓。由此可用來(lái)測(cè)量一個(gè)未知高電壓的峰值。球隙的放電電壓可從標(biāo)準(zhǔn)和各國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中查得。若測(cè)量時(shí)的空氣狀態(tài)不同于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，需根據(jù)當(dāng)時(shí)的氣壓－氣溫加以校正。試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)所推薦的球隙放電電壓表的數(shù)值，是事先經(jīng)過(guò)許多國(guó)家用實(shí)驗(yàn)方法獲得的。
測(cè)量球隙可用于交流電壓、正負(fù)極性的標(biāo)準(zhǔn)雷電全波沖擊電壓、長(zhǎng)波尾沖擊電壓及直流電壓等高電壓的測(cè)量。近年來(lái)，各國(guó)研究采用棒間隙來(lái)測(cè)量直流高壓，它可減小放電分散性和測(cè)量誤差。
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