靜電電壓表是指利用靜電作用力的原理構成的測量穩態電壓的表計或裝置。可直接測量直流高電壓和頻率直至1MHz的交流高電壓。
基本介紹
- 中文名：靜電電壓表
- 外文名：Electrostatic voltmeter
- 原理：靜電作用力
- 優點：可直接測量高電壓
- 缺點：體積較大，攜帶不便等
- 學科：電力學
簡述,特性,類型,適用範圍,使用方法,
簡述
一般常見的電壓表電壓等級都很低，大約在幾千伏以下，很難用來直接測量高電壓，通常進行的高壓交流耐壓試驗須測量幾十到幾百千伏的電壓數值，如220kV GIS的耐壓數值為316kV。要測量220kV GIS等高壓設備交流耐壓時的試驗電壓可以採取的辦法有：在試驗變壓器低壓側測量，但只適用於小容量試品；用電容分壓器將高壓降到低壓後用低量程電壓表直接測量；採用球隙直接測量，但受外界天氣的影響較大，須矯正，不方便；利用靜電電壓表可直接進行測量。
靜電電壓表可以直接測量工頻高電壓的有效值和直流電壓，其中測量工頻高壓時測得的是電壓的有效值。國產的有30kV、100kV、200kV或更高電壓等級，可以直接用來測量高電壓。交流靜電電壓表測量精度可達1%，直流靜電電壓表測量精度可達0.5%。
靜電電壓表的基本結構為兩個平行板電極，兩個電極中一個為固定電極，一個為可動電極。電極的一端接高壓，另一端接地，在平行板電極承受一定電壓以後，極板就會偏轉，從電工理論計算可以知道極板的偏轉角度與施加的測量電壓之間有一定的對應關係。在靜電電壓表傳動機構上有一面可以用來將偏轉角度反射到刻度盤上的小鏡，這樣通過刻度盤上小鏡反射的游標位置就可以間接反映測量電壓的大小。
靜電電壓表兩極間的電容量為10～30pF，內阻極大，所以測量時不會改變被試品上的電壓，對於被試設備阻抗高的情況尤為合適，但是該設備一般攜帶不方便，不宜用於有風的環境，否則誤差大，所以建議只用於試驗室為好。
特性
靜電電壓表的優點是，可直接測量高電壓，最高量程可達500～1000 kV，輸入阻抗極大並且基本不從電路里吸取功率。
其缺點是體積較大，攜帶不便，測量準確度和可靠性易受機械振動和風的影響，一般不宜在戶外使用。如今已有絕緣密封型靜電電壓表，其體積小，使用時受環境影響也小，但整體結構更為複雜。
類型
靜電電壓表有兩種類型，一種是絕對儀靜電電壓表；另一種是工程上套用的靜電電壓表，是非絕對儀。
所謂絕對儀靜電電壓表是指，當電極已知的條件下，測量電極之間的作用力以及極間距離，由此而計算出電極間所施加的被測電壓的一種靜電電壓表。這種儀表測量準確度高，可達±0.01%，但結構及套用很複雜，只適用於需準確測量的場合。
為了測量方便，工程上和實驗室常套用構造簡單的靜電電壓表，其測量的不準確度一般為1%～3%，量程可達1000kV。測量高電壓的靜電電壓表一般在接地電極中部開一小孔，內放一可動電極，靜電力使可動電極偏轉，同時帶動其上的小鏡子將由光源射出的光束髮射到標尺上，該游標即可指示出電壓值。靜電力大小決定於電壓有效值，故靜電電壓表測得的是電壓的有效值。
適用範圍
靜電電壓表可用作測量直流電壓、交流電壓，還可以測量頻率高達1MHz的電壓。
靜電電壓表的優點是它基本上不從電路里吸收功率，或是只吸收極小量的功率。當測量直流電壓時，除了電路接通時（表的電極充電）的一個瞬間外，電錶不從電路中吸收功率；當測量交流電壓時，表計通過電容電流的多少決定於被測電壓的頻率的高低及儀表本身電容的大小，由於儀表的電容一般僅幾皮法到幾十皮法，所以所吸收的功率也很微小，因此靜電電壓表的內阻抗極大。
使用方法
(1)使用前應將靜電電壓表放置平穩，調成水平位置，將反射光線調在刻度尺的零位，並牢固地豎立在平整的地面上，防止傾倒。
(2)檢查電源電壓是否滿足光源電壓的切換位置，以免燒壞光源燈泡。
(3)靜電電壓表標尺刻度不均勻，應準確選用表計的量程，使被測電壓值在刻度尺的一半左右，並嚴禁超壓使用，以免將儀器損壞，並注意表面的清潔和乾燥。
(4)注意防止現場雜散電場、微小振動、風吹等因素帶來的誤差。
(5)將靜電電壓表底座良好接地。
(6)將被測高壓引線與靜電電壓表頂端均壓球牢固連線，並與接地線保護足夠的安全距離。
(7)檢查各部位接線無誤後，即可進行測量。如測交流電壓，將測量表計擋位置於交流電壓擋，如測量直流電壓，將測量表計置於直流電壓擋。
(8)載入高壓，嚴格注意操作安全距離，確保操作安全，並記錄數據。
(9)測量完畢後，降壓直到儀表顯示為0，放電後方可拆除試驗線路。
(10)靜電電壓表極問電容很小，為5～50pF，測量大電容的被試品及在低頻電壓下使用，準確度較高；當被試品電容量較小或在高頻、衝擊電壓的情況下測量時有一定誤差。
