Fraud Blocker
高壓分壓器

高壓測量系統

用於交流、直流和脈衝測量的高壓分壓器

DEMIKS高壓分壓器可將高電壓降至可測量的低輸出電壓—提供電阻式、電容式、低阻尼電容式和RC型號,每種型號都與您測試的波形相符。無論負載是直流、交流、雷電衝擊或開關衝擊,其比例因子均符合IEC 60060-2標準,衝擊參數則符合IEC 61083標準。
DEMIKS 高壓分壓器
解決方案總結
分隔符號類型: 電阻性電路、電容性電路、低阻尼電容性電路、RC電路
測量波形: 直流電、交流電、雷電衝擊 (LI)、開關衝擊 (SI)
電壓等級: 依應用需求客製,配置最高可達 800 kV
比例因子: 在每個指定的測量範圍內進行表徵
標準: IEC 60060-1、IEC 60060-2、IEC 61083-1/-2、IEC 60052
隨附: 低壓臂、測量電纜、分級環
輸出訊號可連接至峰值電壓表、示波器或數位記錄器。
聯絡表格 在用

為什麼精確測量高壓電壓比看起來更難

高壓分壓系統測量

高壓分壓器是使高壓可測量的儀器。它將電壓分成高壓臂和低壓臂,峰值電壓表、示波器或數位記錄器讀取低壓臂上的電壓值。兩臂電壓的比值-即比例因子-是整個測量過程的基礎。

當分壓器選擇不當,無法與待測波形相符時,問題就出現了。例如,一個純電阻分壓器,即使它在直流分量上保持完美的平坦分壓比,也會使雷電脈衝的前端失真,並可能引入自身產生的額外失真。如果將一個能夠穩定承受工頻交流電壓的普通電容分壓器連接到快速瞬態訊號上,它可能會變得不穩定並產生振鈴。如果選擇的低壓臂與波形不匹配,負載誤差會悄悄透過改變分壓比而產生。如果高壓臂上沒有分壓環,雜散電荷就會以不易察覺的方式洩漏到空氣中,造成誤差。在所有這些情況下,分壓器仍然會顯示讀數——只是讀數是錯誤的。

DEMIKS 分壓器正是為了彌補這一差距而設計的。 DEMIKS 系列並非提供適用於所有情況的通用分壓器,而是根據您使用的波形類型和測量的電壓等級,提供電阻式、電容式、低阻尼電容式或 RC 分壓器。每款分壓器都經過精心特性分析,確保其比例因子和不確定度在出廠前就已確定,並附帶認證文件,以便管理人員、工程師和採購部門都能達成共識。

DEMIKS 高壓分壓器系列-電阻式、電容式、低阻尼式和 RC 式

該系列中的每個分壓器都能透過將高壓轉換為比例的低電壓來測量高壓,但高壓臂的組成決定了它能很好地測量哪種波形。電阻器在直流和工頻交流電上都能保持精確的比例;電容器在交流電上具有低損耗和良好的頻率響應;將兩者結合使用可以將可用頻寬擴展到脈衝區域。以下四種型號共同滿足高壓測試實驗室的所有測量需求。
電阻式高壓分壓器

電阻式高壓分壓器

電阻分壓器的高壓臂由一系列串聯的精密電阻構成,低壓臂則從底部抽取。它在直流電壓和工頻交流電壓下都能保持穩定的分壓比,並且在單波形直流測量應用中是最經濟的分壓器。匹配的溫度係數和較低的電壓係數使得電阻值(以及相應的比例因子)在電壓和溫度變化時保持穩定。

分割器選擇矩陣

分隔器類型 主波形 電壓等級 最適合的職責 配套的DEMIKS系統
電阻 直流電 + 工頻交流電 低至中等千伏 直流耐壓和洩漏測量 高壓直流測試系統
電容 交流電(50/60 Hz + 高頻) 中高千伏 交流耐受性和避雷器測試 交流諧振測試系統
低阻尼電容 LI/SI 脈衝 + 交流電 高千伏,最高可達 800 千伏配置 脈衝測量和參考系統 衝擊電壓測試系統
RC(電阻-電容) 交流電/直流電/脈衝 中高千伏 混合波形實驗室 多系統測試間
電壓等級根據客戶應用需求進行配置:DEMIKS 為高壓測試實驗室生產電壓等級高達 800 kV 的分壓器,同時還提供更廣泛的變頻交流諧振測試系統和脈衝產生器。每個分壓器均包含低壓臂、匹配的測量電纜以及與其電壓等級相匹配的分級硬體。對於僅使用直流電壓的實驗室,DEMIKS 電阻分壓器可與本公司的直流高壓測試設備完美搭配;而對於脈衝電壓測試實驗室,低阻尼電容分壓器可與脈衝電壓測試系統搭配使用。

電阻式、電容式和RC分壓器-根據波形和精度進行選擇

在高壓測量中,最昂貴的錯誤莫過於選錯分壓器類型,然後將波形失配造成的誤差歸咎於精度等級。這個比較其實取決於兩個關鍵問題:你要測量的波形是什麼?測量誤差的根源是什麼?精準度被視為誤差的根本原因,而非行銷噱頭。

選擇因素 電阻分壓器 電容分壓器 遙控車分隔線
直流測量 優秀——穩定比率 有限——依賴洩漏 良好-電阻臂承載直流電
交流耐受電壓(50/60 Hz) 可在較低千伏電壓下使用 極佳——損失低
閃電/開關脈衝 扭曲正面 無阻尼環 適用於阻尼設計
頻率響應 在高頻處衰減。
高千伏電壓下的自加熱 嚴重的功率損耗 低損耗 低到中等
報告漣漪效應 沒有 沒有 「有」。
相對成本 最低 中度 最高

工程筆記-精度等級的真正來源

市面上直流分壓器的精度等級大致在 0.01% 到 3% 之間,交流分壓器的精度等級大致在 0.2% 到 10% 之間。這種精度差異並非價格差異所致,而是設計差異的結果。有三個參數會影響分壓比:電阻元件的溫度係數(標準高壓電阻的溫度係數優於 30 PPM/°C,且匹配的係數比絕對值更重要)、電壓係數(電阻隨電壓升高而降低,因此在一種電壓下校準的分壓器如果用於另一種電壓下,會產生固有的非線性誤差)以及對每個指定測量範圍(而非單個測量點)的特性分析。分壓器的精度取決於其元件的匹配和分壓比的記錄,而不是其製造地點。這正是 DEMIKS 分壓器與其他候選產品進行比較時應考慮的依據。

以此方式解讀表格,答案顯而易見。直流實驗室使用電阻分壓器是合理的;交流耐壓測試室需要電容分壓器;而如果一個實驗室明明只需要一台儀器就能滿足需求,卻非要配備三台,那麼它就應該認真考慮使用RC分壓器。低阻尼電容分壓器不屬於這三種分壓器的比較範圍,因為脈衝測量是另一個問題——這在上面的分壓器範圍討論中已經涵蓋。這一切都不是紙上談兵:將分壓器類型與波形相匹配,才能確保負載誤差、頻率響應和電暈行為都控制在測試證書規定的限值之內。

聯絡表格 在用

變壓器、電纜、避雷器和GIS測試中的高壓分壓器測量

分壓器之所以能發揮作用,是因為它能夠支援各種測試。以下每個案例都展示了不同類型的分壓器在高壓實驗室中的應用,以及為什麼測量結果對測試結果本身(而不僅僅是示波器上的波形)至關重要。

電力變壓器測試中的電容分壓器

變壓器交流耐受

電源變壓器電容分壓器測試

電力變壓器交流耐壓和感應電壓試驗需要一種不會對諧振試驗電路造成負載的電壓測量方法。電容分壓器消耗的電流可以忽略不計,因此它能夠準確測量施加的電壓而不對其造成乾擾;此外,其低損耗避免了電阻分壓器在承載此類電壓等級時容易產生的自發熱現象。其電容臂還能反映試驗電壓的諧波含量,這在驗收標準為峰值而非均方根值時尤其重要。

低阻尼電容分壓器在雷擊試驗的應用

脈衝/絕緣協調

低阻尼電容分壓器在雷擊試驗的應用

對變壓器、套管和GIS進行雷電衝擊試驗需要準確、可靠地擷取快速瞬態訊號的前緣時間和峰值。與標準電容分壓器相比,低阻尼電容分壓器能夠提供無振鈴和無失真的訊號,其輸出可根據IEC 61083-2標準從數位記錄器取得衝擊相關資料。此外,該儀器還可用作參考分壓器,從而確保實驗室工作測量系統與本國國家標準的可追溯性。

混合測試程序中的RC和電阻分壓器

電纜、避雷器和地理資訊系統

混合測試程序中的RC和電阻分壓器

電纜或GIS實驗室很少只運作單一波形。 RC分壓器可以在上午測量電纜護套的直流耐受能力,下午測量避雷器的交流特性,並在需要檢查直流電源時報告紋波係數。對於以直流為主的工作——例如避雷器參考電壓測量、電纜附件直流漏電——電阻分壓器可以提供測試證書所依賴的穩定分壓比。

TCO框架

自有、租賃還是外包——高壓分壓器的總擁有成本視角

購買價格只是分度器成本中可見的部分。任何持續使用的測量系統都會產生持續的成本,無論其所有者是誰,因此,明智的決策取決於實驗室的使用頻率。

  • 如果您擁有分度器,僅校準一項每年就會將測量系統停用 1-2 個月——相當於設備價值的 5-10%——而年度維護費用約為 2-5%,折舊費用接近每年 20-25%。
  • 如果分度器的使用頻率低於約 60-70%,那麼租賃通常會更划算,因為校準、維護和儲存都由供應商負責。
  • 如果隔間每年需要使用超過 30-35 週,並且持續數年,那麼購買隔間就成了更便宜的選擇。
  • 混合車隊——擁有高利用率的參考隔板,其餘隔板租賃——往往能降低車隊總成本 25-40%。

對於實驗室管理者而言,結論顯而易見:經常使用的分度計值得擁有並定期校準,而一年只用幾週的分度計則無需如此。 DEMIKS 提供兩種分度計的特性數據,因此上述校正成本可控,不會成為意外支出。


資料來源:高壓測試設備產業租賃與購買成本分析(Lakeland Engineering;RentalTec)。數據為行業平均水平,僅供參考,非DEMIKS報價。

標準與合規性 — IEC 60060-2、IEC 61083 與 IEC 60052

高壓分壓器的可靠性取決於其測量所依據的標準。每台 DEMIKS 分壓器都經過校準並隨附特性數據,因此可以納入經認可的測量系統,並根據下述 IEC 框架進行驗證。

IEC 60060-1

高壓測試技術-直流、交流和衝擊電壓的定義和測試要求。

IEC 60060-2

測量系統-比例因子、電壓比以及測量系統的認證方法和不確定度的估計方法。

IEC 61083-1

脈衝測試儀器-與脈衝分頻器一起使用的數位記錄器的要求。

IEC 61083-2

用於脈衝測試的軟體-根據記錄的波形評估脈衝參數。

IEC 60052

球隙電壓測量-驗證峰值電壓的獨立參考方法。

工程說明-「認可的測量系統」究竟需要什麼

IEC 60060-2 標準不單獨認可分壓器。它將分壓器視為測量系統的一個組成部分,以相對不確定度表示比例因子和測量電壓,並規定使用者如何證明系統滿足相關測試等級的不確定度限值。實際上,分壓器、其低壓臂、測量電纜和記錄儀器被視為一個整體——因此,DEMIKS 提供的是匹配的組件,並附帶特性數據,而不是需要自行組裝的獨立部件。此整體的校準應可追溯至國家標準,並保留校準前後的記錄,以便在比例因子漂移影響測試報告之前及時發現。

高壓分壓器選購指南-價格因素、交貨時間和校準

由於每個分壓器都根據特定的電壓等級和波形設計,因此標價可能具有誤導性——同樣的“100 kV 分壓器”的價格會因精度和配套組件的不同而有很大差異。以下定價因素架構展示了影響報價的因素,以便買家在聯繫供應商之前評估專案需求。

高壓分壓器報價的驅動因素

  • 電壓等級是最大的單一槓桿——更高的 kV 等級意味著更長的高壓臂、更多的分級硬體和更多的特性分析工作。
  • 分壓器的類型也很重要:電阻式分壓器最便宜,而低阻尼電容式分壓器和 RC 分壓器則需要更多的元件和設計工作。
  • 更嚴格的精度等級(較小的比例因子不確定性)要求在更大的測量範圍內進行更多的組件匹配和表徵。
  • 您所包含的測量鏈移動了該數字:峰值電壓表或數位記錄器、低壓臂、匹配的測量電纜。
  • 分級環、屏蔽電極和支撐結構是根據分壓器的電壓等級來設計的,而不是隨意添加的。
  • 校準範圍結束了報價——竣工特性數據,以及是否隨附可追溯證書。

買家須知-交貨週期和校準間隔

交貨週期與價格相關——電壓等級、分壓器類型和精度等級都需要進行特性分析,而脈衝或參考分壓器所需的測試時間比電阻式直流分壓器更長。請向 DEMIKS 諮詢針對您特定應用的交貨週期報價,而不是標準報價。重新校準週期應根據分壓器的使用方式來設定-精心維護的參考單元可以保持其比例因子數年,而經常使用的設備則需要更頻繁地檢查。使用頻率、工作環境、精度要求和儀器的穩定性歷史記錄都會影響這個選擇。 DEMIKS 提供重新校準服務,以確保分壓器在其使用壽命內始終符合 IEC 60060-2 標準。

系統狀態:報價已準備就緒

請將您的電壓等級、測量波形、所需精度以及您打算使用的記錄儀器發送給 DEMIKS,您將收到一份詳細的報價單,其中包含根據該應用制定的交貨時間估算——而不是一刀切的標價。

請指定您的DEMIKS高壓分壓器

請告知我們波形、電壓等級、精度目標和記錄儀器,我們將匹配分壓器類型並發送包含交貨期預估的詳細報價。

×
聯絡表格 在用

高壓分壓器常見問題解答-選型、精準度、標準和購買所有角色

什麼是高壓分壓器?它的工作原理是什麼?

高壓分壓器是一種測量儀器,它將高電壓按比例降低到低電壓,以便峰值電壓表、示波器或數位記錄器能夠讀取。它由高壓臂和低壓臂組成,兩者之間的比例(即比例因子)是所有測量結果的關鍵參數。使用分壓器,您可以測量變壓器、電纜、避雷器和其他設備上的電壓,而無需將儀表暴露在完整的高壓下。測量電纜將比例後的輸出訊號傳送到記錄儀器。由於沒有單一的分壓臂拓撲結構能夠很好地處理所有波形,DEMIKS 提供電阻式、電容式、低阻尼電容式和 RC 分壓器,因此您可以根據實際測試的直流、交流或脈衝電壓選擇合適的分壓器類型,而無需在三種類型之間做出妥協。

電阻式分壓器和電容式分壓器-我需要哪一種?

對於直流和工頻交流測量,應選擇電阻分壓器,其穩定的分壓比和低成本是其優點。對於交流耐壓測試,應選擇電容分壓器,電容臂的低損耗和良好的頻率響應可減少發熱和誤差。當電壓超過約 100 kV 時,純電阻分壓器耗散的功率難以控制,因此在高電壓範圍內,電容式和 RC 分壓器設計佔據主導地位。如果您需要測量多種波形,RC 分壓器可以同時滿足交流、直流和脈衝的測量需求,只需一台儀器即可完成。

哪一種分壓器可以測量雷電和開關衝擊電壓?

低阻尼電容分壓器是雷電衝擊 (LI) 和開關衝擊 (SI) 測量的標準選擇。其阻尼電阻能夠抑制普通電容分壓器在快速瞬態過程中出現的振鈴和波形畸變,確保記錄的前緣時間和峰值精度。低阻尼電容分壓器也可以用作交流參考測量系統和高壓測試系統的運算分壓器。電阻衝擊分壓器也有應用,主要用作可溯源校準的標準參考分壓器。

DEMIKS高壓分壓器的精準度如何?

精度以比例因子及其測量不確定度表示,並根據 IEC 60060-2 標準進行表徵。在業界內,直流分壓器的精度等級約為 0.01% 至 3%,交流分壓器的精度等級約為 0.2% 至 10%,具體取決於電壓等級和應用。真正決定精度的因素是匹配的溫度係數、低電壓係數以及每個指定測量範圍的特性,而不是製造國家。 DEMIKS 分壓器在其指定範圍內均經過特性表徵,並提供校準數據,因此您所面臨的不確定度是有據可查的,而非假設的。

DEMIKS 分頻器是否符合 IEC 60060-2 和 IEC 61083 標準?

是的。 DEMIKS 分壓器的設計符合 IEC 60060-1 和 IEC 60060-2 測試技術和測量系統標準、IEC 61083-1 和 IEC 61083-2 脈衝儀器和軟體標準,以及 IEC 60052 球隙參考法標準。比例因子和階躍響應均已針對認可的量測系統進行驗證。

可以測量哪些電壓範圍和波形?

直流、交流、雷電衝擊和開關衝擊均可應付。每台分壓器均根據客戶的電壓等級定制,配置最高可達 800 kV——首先根據波形選擇分壓器類型,然後根據電壓等級和精度選擇。

校準週期是多少?是否可追溯?

高壓測量系統的校準應可追溯至國家標準,校準週期取決於使用頻率、分壓器的工作環境、所需精度以及儀器的穩定性歷史。穩定且使用頻率低的參考分壓器可保持校準狀態數年;而使用頻率高的運轉分壓器則需要更頻繁地進行校準。 DEMIKS 提供竣工特性資料並支援重新校準,以確保比例因子保持在 IEC 60060-2 的不確定度限值範圍內。

如何避免高壓下的載入錯誤和電暈現象?

當儀表或記錄器的輸入阻抗從分壓器汲取電流並導致分壓比變化時,就會出現負載誤差。可透過匹配低壓臂與記錄儀器,並確保測量電纜正確端接來控制負載誤差。高壓臂周圍空氣中的局部放電-電暈放電-可透過分級環和屏蔽電極來抑制,這些裝置可以使電場均勻化。 DEMIKS 分壓器隨附分級硬體和推薦電纜,因此從一開始就能控制這兩種誤差來源。

一個分壓器可以同時測量交流電和直流電嗎?

是的-這就是電阻電容(RC)分壓器的用途。電阻元件賦予其穩定的直流特性,而電容元件則賦予其良好的高頻響應,因此單一RC分壓器即可測量交流、直流和脈衝電壓。 RC分壓器還能提供漣波係數和頻率特性,這使其成為運行混合測試程序的實驗室中最靈活的選擇。如果您的工作是測量單一波形,那麼專用的電阻或電容分壓器通常更經濟。

高壓分壓器的價格是多少?交貨期是多久?

價格取決於電壓等級、分壓器類型、精度等級、是否包含峰值電壓表或記錄儀,以及是否提供分級環和測量電纜組件。更高的電壓等級和更嚴格的精度要求需要更多的特性分析工作,這會增加成本和交貨時間。由於每個分壓器都是根據客戶的電壓和波形量身定制的,DEMIKS 會根據具體的應用進行報價,而不是公佈統一的標價——請提供您的電壓等級、波形和精度目標,以便我們為您提供詳細的報價和交貨時間預估。

回到頁首
與DEMIKS公司取得聯繫
聯絡表格 在用