一种特殊变比电压互感器误差的检定方法

 引言
依据JJG314-2010《测量用电压互感器》检定规程，在电压互感器的检定和校准工作中采用比较法，这就要求被检电压互感器与标准电压互感器（以下简称标准器）的变比必须相同。现使用的标准器一般都是常规变比，但经常会遇到与标准器变比不同的被试品。这就给日常检定工作带来了必须要解决的问题。
这些被试品有的与标准器一次额定电压相同，二次额定电压不同；有的与标准器二次额定电压相同，一次额定电压不同。本文通过对一种特殊变比电压互感器检定原理、方法的分析和说明，为今后此类特殊变比的被试电压互感器的检定提供参考。
1 感应分压器
对于特殊变比的电压互感器，不能再用现有的标准器和一般的比较法线路，需要相应的感应分压器配合标准器进行检定和校准。
1.1 感应分压器的简介
感应分压器（英文名称：inductive voltage divider）。
定义：由一个或多个相互连接的多抽头铁心线圈形成的分压器，用开关或利用绕组间的强磁耦合作用，提供与绕组匝数成正比关系的高准确度电压比值的电测量仪器。
结构：有单盘感应分压器和多盘感应分压器两种。
特点：准确度高、稳定性好，输入阻抗高、输出阻抗低，可广泛应用于精密测量。
用途：可作为分压器使用或与标准器级联使用。
1.2 所使用感应分压器的工作原理
所使用的是200V工频自耦式感应分压器，该感应分压器采用自耦式双级电压比例器级联工作方式，通过开关切换，可生成任意电压比例值。具有电压比例准确，稳定和给出万能比例的优点。此设备可广泛应用于各种测量线路和测量装置中。
该设备采用高准确度的双级电压比例方式进行设计，使用自耦工作方式。两个比率绕组共同担负励磁绕组的任务，同时也作为比率绕组供给比率电压。其特点是电源与测量电路间无隔离作用，但在作为交流平衡电桥的电压比率臂时，能保持本身的电压比率准确度。
如图1所示，多盘感应分压器由多只双级电压比例标准级联组合而成，前一级比例绕组的1/10段通过双刀开关把某一段电压并联到下一级比例绕组两端，强迫下一盘为上一盘的1/10电压。由于有激磁绕组，所以下一盘对前盘的分路影响极小，又消除了隔离误差，所以能获得较高准确度。
2 检定原理和方法
被试电压互感器，型号是HJ634，变比为1140/100V，准确度等级为0.1级，额定负荷为5VA，功率因数为1；标准器型号为BY2585，变比2000/100V，等级0.002，功率因数为1；感应分压器型号为GF-02，等级为0.0001。
该被试电压互感器二次电压与现有标准器相同，但一次电压与现有标准器不同。于是用标准电压互感器与感应分压器级联，就是将感应分压器的一次并联到标准器的二次，由标准器的一次和感应分压器的二次组成一只新的标准器。
图2中PF为感应分压器；N11为激磁线圈；N1为一次线圈；P0为标准器；PX为被试电压互感器。
当标准器P0与感应分压器Pf级联后的变比为K0KF=Kx，计算感应分压器的变比为：■×■=■
即：■为感应分压器的变比。
通过设置感应分压器的置数，使新标准器的变比与被试电压互感器的变比相同。新标准器的误差为标准器和感应分压器误差的复数和。被试电压互感器的误差εx为：
εx =ε+ε0+εF （1）
式中：ε0，εF——分别是P0和PF的误差；ε——测量装置显示的误差。
被试电压互感器等级为0.1级，标准器等级为0.002级，感应分压器等级为0.0001级，对于P0与PF的误差可忽略不计，（1）式简化为εx=ε。所以检验仪即可直读电压互感器的误差。
根据JJG314-2010《测量用电压互感器》检定规程中的要求，对送检的电压互感器按照要求的额定百分值进行了检定，检定结果见表1。
3 结论
在工作中遇到该种类型的电压互感器，可以参考采用本文中的检定原理、方法来开展工作，但是在选择标准器时，一定要注意两个方面：一是要选择一次电压稍高于被试品的标准器；二是要选择比被试品至少高两个等级的线性度较好的标准器。