变压器工作原理和类型的详细说明

　　变压器是现场测量的专用仪器，可用于测量DC高压和交流高压。变压器采用平衡等电位屏蔽结构，全密封绝缘筒内采用youzhi电子元器件，使整个装置具有测试准确、线性度好、性能稳定、结构合理、携带方便、操作简单、显示直观等特点，是现场测量的理想仪器。

　　变压器有哪些类型？

　　根据变压器的原理，可以分为三类：电阻变压器、电容变压器和阻容变压器。

　　1.电阻变换器

　　内阻为纯电阻，因其结构简单、使用方便、测量精度高、稳定性好而得到广泛应用。在雷电冲击电压条件下，使用电阻变压器作为转换装置具有一定的优势：

　　1)当采用温度系数小的电阻丝康铜丝或温度系数小、电阻系数高的卡马丝制成时，具有较高的温度稳定性和长期稳定性。

　　2)采用耐压变压器结构，其响应特性可能比较高。

　　由于上述优点，许多标准测量系统由电阻变压器组成。但是它仍然有一些缺点：

　　1)为了追求高响应性能，其电阻值不应太高。因为它会影响冲击电压发生器的负载，所以它的接入会缩短冲击波的半峰时间。但是可以通过调整发电机的波尾电阻来解决。

　　出于同样的原因，电阻电容很难用于测量工作脉冲电压。

　　电阻变压器测量瞬态脉冲电压引起的误差与电阻值和对地杂散电容的乘积有关，因此对地杂散电容的大小和影响应尽可能小。电阻变压器应尽可能降低电感。为此，卡马丝或康铜丝缠绕在绝缘管上，层间只有薄薄的绝缘纸，然后浸入装有变压器油的绝缘圆筒中，以减小变压器的尺寸和对地电容。结构如图1所示。

　　变压器工作原理和类型的详细说明

　　电阻变压器测量冲击电压产生的误差与电阻值R和对地杂散电容C的乘积有关。因此，我们可以改变相应的参数来提高电阻变压器的性能。比如测量高压快脉冲的电阻变压器，方波响应zuihaode电阻变压器，两种变截面高压纳秒电阻变压器，小型200千伏脉冲电阻变压器，新型600千伏脉冲电阻变压器。

　　2.电容式变压器

　　测量脉冲电压的电容式变压器可分为两种。一个变压器的高压臂由多个高压电容组成，而另一个变压器的高压臂只有一个电容。以前的变压器大多是用油纸绝缘的带绝缘外壳的脉冲电容器组装而成，这就要求电容器的电感相对较小，能承受短路放电。高压油纸电容器由一系列并联元件组装而成。每个元件不仅有电容，还有串联的固有电感和接触电阻，以及并联的绝缘电阻，当然每个元件对地也有杂散电容。这个变压器应该算是分布参数，所以叫分布电容变压器，如图2所示。后一种变压器的高压臂只有一个电容器，通常是一对均匀电场中的金属电ji。空气作为电ji之间的介质，这是一个集中的电容器，所以它被称为集中电容器变压器。变压器工作原理和类型的详细说明

　　分布式电容变压器由多个脉冲电容组成，只有幅度误差，没有波形误差。至于幅度误差，用标准变压器校准后可以完全消除。但在测量陡波时，由于电容式变压器的电容远大于屏蔽电阻式变压器屏蔽环的杂散电容，所以响应时间要长得多。因此，对于测量陡波，电容式变压器的响应特性不如屏蔽电阻式变压器。单电容变压器不耗能，没有发热的烦恼。在测量半峰时间较长的波前和波时，电容式变压器比电阻式变压器更有优势。此外，电容变压器还可以用作负载电容来调节波形。

　　装有压缩气体的标准电容器可用于集中式电容器变压器的高压臂，电容准确稳定，介质损耗小。因为是屏蔽的，电容值不受周围物体的影响。该系统已成功应用于工频测量。但当它作为脉冲电容变压器使用时，存在一些问题，即叠加高频振荡。

　　3.阻容变压器

　　根据接线方式，阻容变压器可分为阻容系列变压器和阻容并联系列变压器。阻容系列变压器也叫阻尼电容变压器。zui近，高压变压器被称为这种形式，它克服了电容电路的剩余电感，防止了变压器的振荡，性能优良。根据阻尼的不同，阻容系列变压器可分为两种：高阻尼电容式变压器和局部阻尼电容式变压器。高阻尼电容变压器不能作为冲击电压发生器的负载(调波)电容，只能作为测量电压的转换装置。低阻尼电容变压器的串联阻尼电阻很小，它的连接不会使测试电路产生标准波有困难。也可以作为负载电容，是一般的变压器。从使用方便的角度来看，它比高阻尼电容式变压器有很多优点；但从响应特性来看，不如高阻尼电容变压器，因为它也有振荡。在设计中，电阻放在电容中，每个电阻只有几十欧姆，总电阻只有千欧，这是现代使用zui广泛的高压变压器(《3MV》)，也可以作为工频电压测量，额定电压应降低到1/3脉冲电压左右。图3为6MV户外阻尼电容变压器，其顶部双环为高压电ji，起均压作用。

　　变压器工作原理和类型的详细说明

　　理论上讲，电压变化快时，变压比主要由电容决定，而电压变化慢时，由电阻决定。他的电阻丝紧紧缠绕在瓷管上，与每个电容并联。实践证明，选用的电阻值不宜过小，否则会影响发电机的输出负载，所以一般较大，但作用过大过小，类似于无电阻的纯电容变压器。因此，在实验室的实际测试中取消了电阻。